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建筑石材物理特性

2013-03-31 阅读:610
天然石材经切锯及研磨抛光后表面仍常发现瑕疵,诸如石材内部不同矿物颗粒间之聚结分散开来而产生之微小裂缝(鸡爪纹)、组成矿物产生水合、水解或氧化等化学作用而使石材表面色泽不均匀(阴阳色)、或结晶矿物颗粒度不均致使石材表面色泽浅淡不够鲜艳等。此外,石材为天然建材,其内部充满微小细孔,贴挂后表面及背面易受外来的污染,导致石材基质的病变,从建筑使用上之美观与安全的角度去看,不单破坏了石材原本自然瑰丽的颜色变化,更造成建筑石材施工质量安全性的问题。因此,作为建筑饰面石材,首先要有良好的装饰特性,即具备有光泽绚丽的色彩和花纹;其次就是使用性能(安全特性)良好、坚固耐用不易变色、具有一定的抗压、抗折、抗冻和吸水率低的优点。

  在此针对石材的装饰特性及安全特性进行探讨,以多方面的去了解应用石材时,应如何适切地将石材的特性加以发挥,并合宜地溶入设计理念中。

  石材装饰特性
  石材装饰特性的优劣主要取决于石材的颜色、表面纹路、光泽等,不应有影响美观的氧化污染、色斑、色线等的存在。装饰特性良好的石材,会给人一种和谐、典雅、高贵、豪华等美的视觉享受,其重点考虑如下: 

  一、表面纹路
  石材的表面纹路、花纹的形成,与岩石结构构造、带色矿物或化石的分布情形有关,亦即石材形成时其内部含有其它成分的岩质,在不同的岩质并存下所呈现的纹路。一般大理石类石材的纹路质感较花岗石类的石材复杂且富变化性,主要原因在于大理石类的石材常含化石等岩质,经变质作用而形成折皱构造、芝麻点构造等变质构造的岩石,形成具有绚丽别致的装饰花纹大理石。而粗粒结构的彩色花岗石,经研磨加工并抛光后,表面也显得极有光彩;具条痕状构造、斑状构造、虎皮外观构造、眼球构造等花岗石经抛光后形成各式的花纹,极具美感。

  二、光泽
  光泽即石材抛光面对可见光的反射能力,是决定石材质量的另一个重要指标。石材的光泽取决于组成之矿物所呈现的光泽,除了与矿物组成及岩石的结构有关外,还与加工后石材镜面的表面特性,即镜面的平整度、组成镜面颗粒的细度及加工时表面上发生的物理化学反应有密切的关系。因此,石材光泽的特性不单与矿物组成及岩石的结构有关,还与加工方法与加工技术有很大的关系。

  三、色泽
  石材的色泽是指岩石中各种矿物对不同波长的可见光,选择性的吸收和反射,而以各种绚丽的色彩呈现出来。石材色泽的形成主要为内部组成矿物的种类及所占有的含量比例,综合呈现在石材表面上的结果。

  石材色泽主要分为浅色与深色两类,浅色矿物有石英、长石、似长石等;深色矿物通常含有铁、镁,如云母、辉石、角闪石等。其中以长石的品种对花岗石石材颜色的影响最大,一般斜长石使石材呈现白色、灰色、灰白色;正长石使石材呈各种深淡不同美丽鲜艳的红色。石英多数为无色或白色,有时也带白、黄、紫等色,对石材整体的颜色也有相当的影响。云母含量较高的石材,其颜色会偏黑色或暗蓝色。

  大理石石材的色泽与所含矿物有关,如矿物的有色元素含量极低,石材则呈白色,含铜呈绿色或蓝色,含钴呈浅红色,含铁呈黄色,含锰呈现玫瑰红色,含蛇纹石则呈现绿色或黄绿色,含石墨或有机质呈黑色或灰黑等。另外,木纹石则是由碳酸钙再沈淀而成的一种岩石,沈淀周期内因为各种条件的变化,形成类似木纹的花纹。

  石材安全特性
  一、耐磨性
  石材的耐磨性是指抗磨损的能力,是一种反映石材研磨抛光的难易程度指标。作为铺面的石材,因长时间受使用者的摩擦,故需要高度的耐磨性,石材的耐磨性与石材的硬度成正比。一般而言,花岗岩类石材的耐磨性较大理石类石材的耐磨性佳。

  二、强度
  石材的强度是指石材抵抗外力作用的能力,包括石材的抗压、抗剪及抗拉强度。石材强度主要取决于石材的成因、石材结构构造、矿物成分、风化程度、含水率、微裂隙的发育程度及裂隙充填物的性质等等因素,同时也与测试时的条件有关。在一般结构构造等条件相同情形下,石材的强度随高硬度矿物含量的增加及密度的增加而提高,也随矿物颗粒大小及形状的变化而有所不同,但却随着石材孔隙率及吸水率的增大而降低。

  三、吸水性
  吸水性即石材吸收水分的性质,所含水分的多少以吸水率表示之。石材的吸水性取决于某些矿物本身的亲水性能,若石材中含有蛭石、蒙脱石等膨胀性相当高的矿物时,会导致石材孔隙率增大,吸水后对石材的质量影响非常大。另外,石材吸水率与其孔隙率的大小及特征息息相关,一般孔隙率愈大、吸水率也愈大,但对封闭的孔隙率则不一定。石材的吸水率愈低,其抗风化的能力就强,反之则弱。

  四、孔隙率
  孔隙率深深影响着石材本身的吸水率及毛细现象,即对抵抗污染率的能力有着相当大的影响,孔隙率越小水率越小,受污染的现象就越少。

  五、耐酸碱性
  花岗石类的石材耐酸碱性良好,既耐腐蚀又耐磨蚀,因此越来越多的建筑物的外装饰及地面、楼梯等皆采用花岗石。反之大理石则不耐酸碱腐蚀也不耐磨,只能作为室内装饰材料。

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