天然石材在建筑中的运用以及其构造原理与实例分析

天然石材在建筑中的运用

以及其构造原理与实例分析

也许人类自从有了建造的欲望,就开始和石材有了不解之缘,石材装饰材料很早就被应用于建筑空间中，因为其容易获得，坚固耐用、美观、华丽和高贵，在建筑中应用日趋广泛。建筑装饰石材包括天然石材和人工石材两种。天然石材是一种具有悠久历史的建筑材料，河北赵州桥和意大利比萨斜塔都是天然石材建造的。天然石材具有较高的强度、硬度、耐磨、耐久等优良的物质力学性质；而天然石材经表面处理表现出美丽的色彩和纹理，又具有较佳的装饰性。然而从20年代80起，人造石的出现使装饰用石材的家族更加的庞大，石材的加工制作的工艺越来越先进，石材在装饰中应用越来越广泛。

一、石材类装饰材料的来源

（一）、天然石材的来源

天然石材来源自岩石，各种造岩矿物在不同的物质条件下，形成不同的岩石类型，通常可分为三大类，即火成岩、沉积岩和变质岩。

1.火成岩（岩浆岩）

火成岩是地壳内部岩浆冷却凝固而成的岩石，是组成地壳的主要岩石，按地壳质量计量，火成岩占89%。由于岩浆冷却条件不同，所形成的岩石具有不同的结构性质，根据岩浆冷却条火成岩分为三类：深成岩、喷出岩和火山岩。

2.沉积岩（旧称水成岩）

沉积岩是露出地表的各种岩石（火成岩、变质岩及早期形成的沉积岩），在外力作用下，经风化、搬运、沉积、成岩四个阶段，在地表及地下不太深的地方形成的岩石。其主要特征是呈层状，外观多层理和含有动、植物化石。沉积岩中的所含矿产极为丰富，有煤、石油、锰、铁、铝、磷、石灰石和盐岩等。沉积岩仅占地壳质量的5%，但其分布极广，约占地壳表面积的75%，因此，它是一种重要的岩石。建筑中常用的沉积岩有石灰岩、砂岩和碎屑石等。

3.变质岩

变质岩是地壳中原有的岩石（包括火成岩、沉积岩和早先生成的变质岩），由于岩浆活动和构造运动的影响，原岩变质（再结晶，使矿物成分、结构等发生改变）而形成的新岩石。一般，由火成岩变质成的称为正变质岩，由沉积岩变质成的称副变质岩。按地壳质量计，变质岩占65%。

建筑中常用的变质岩有大理岩、石英岩和片麻岩等。

二、石质类装饰材料的分类

（一）.建筑装饰石材的分类：

1 . 天然大理石

（1）.天然大理石的组成特点：

天然大理石是一种变质岩，它是由石灰岩、白云岩、方解石、蛇纹石等在高温、高压作用下变质而生成，其结晶主要由方解石和白云石组成，主要成分是碳酸钙，其含量约为50%-75% ，呈弱碱性。有的大理石含有一定量的二氧化硅，有的不含有二氧化硅。颗粒细腻（指碳酸钙），表面条纹分布一般较不规则，硬度较低。

（2）.天然大理石的结构以及性质特点：

①.大理岩多呈细晶粒结构，属块状结构

②.体积密度大

③.抗压强度高

④.吸水率低

⑤.莫氏硬度3—4级，较易于雕琢、磨光

⑥.杂质少，坚固耐久

⑦.纹理细密、丰富，色彩、图案多样可开光

性强

⑧.抗风化能力差（少数的大理石抗风化能力

强，如：汉白玉、艾叶青等）

（3）天然大理石的具体分类：

A类：优质的大理石，具有相同的、极好的加工品质，不含杂质和气孔。

B类：特征接近前一类大理石，但加工品质比前者略差；有天然瑕疵；需要进行小量分离、胶粘和填充。

C类：加工品质存在一些差异；瑕疵、气孔、纹理断裂较为常见。修补这些差异的难度中等，通过分离、胶粘、填充或者加固这些方法中的一种或者多种即可实现。

D类：特征与C类大理石的相似，但是它含有的天然瑕疵更多，加工品质的差异最大，需要同一种方法进行多次表面处理。这类大理石连累了许多色彩丰富的石材，他们具有很好的装饰价值。

（4）、主要品种

中国大理石资源广博、品种丰富，有云南、山东、四川、安徽、福建、广东、辽宁、湖北、北京等二十多个省市盛产近400个品种的大理石，其中最值得一提的是云南大理石

云南是大理石之乡，其石材以品种

多样、石质细腻、光泽柔滑、图案独特而闻名，目前主要有云灰、白色和彩花三种大理石

2.花岗石（麻石）

（1）.天然花岗的特点：

天然花冈石的主要成分为酸性物质，质地硬，属

硬石材，密度为2500 Kg/m 3～2700 Kg/m 3，常呈

现均粒斑纹及发光云母颗粒，其结构致密，抗压强

度高，吸水率小于0.75%，材质坚硬，具有耐磨、

耐火、耐大气及化学介质侵蚀、不易风化、耐腐蚀

性强的特点。天然花冈石经加工磨光后，石材的花

纹晶粒细小，云母与石英细晶分散其中，形成亮光

闪烁、色泽深浅有变化、斑点花纹美丽的装饰效果，适合于外墙、柱面等的装饰。

（2）.天然花岗石主要品种：

1) .剁斧板材石材表面经手剁斧加工，表面粗糙，呈有规则的条状斧纹。剁斧板材表面的质感粗犷大方，多用于建筑外墙、防滑地面等。

2) .机刨板材石材表面被机械刨成较为平整的表面，有较规则的刨切纹，用途与剁斧板材一致。

3) .粗磨板材石材表面经过粗磨，表面较光整没有光泽，多用于装饰需要柔光效果的墙面、基座和纪念碑等。

4) 磨光板材石材经精细加工，表面光洁，材质的晶体纹理清晰，颜色绚丽，多用于室内外地面、墙面、立柱等处的装饰。

（3）、主要品种

我国的花岗岩同样资源同样蕴藏丰富，品种繁多。有四川、山东、广东、河南、江西、山西、湖南等十多个省市盛产100多个优秀的花岗岩品种。

如：江西的石棉红，山东的济南青，广东的中山玉，江西的豆绿，河南的菊花青、云里梅，山西的贵妃红、麻点白等。

世界上有许多国家盛产好的花岗岩品种。如：意大利的石灰华、维罗纳红、卡拉腊白等。

三、建筑石材的应用

在众多材料的贡献中，石材是非常特殊的，无论是在远古时代还是在当今的文明社会，从数万年前的原始人山石洞穴到二十一世纪文明人的生活空间，石材一直是建筑、装饰中最常用的材料之一，很少有其他材质能象石材一样有着几万年甚至几百万年的生成史及如此长久的使用史。