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装饰石材
第五章装饰石材
教学目标：
1、掌握大理石板材与花岗岩板材的外观特征
2、熟悉人造石材的特性
3、能够将石材按特性应用到实际中去
人类对天然石材的使用有着悠久的历史，古埃及的金字塔、太阳神神庙，中国隋唐时代的石窟、石塔，赵州永济桥，明、清故宫宫殿的汉白玉、大理石基座、栏杆，都是具有历史代表性的石材建筑。
在现代建筑中，北京人民英雄纪念碑、毛主席纪念堂、人民大会堂、北京火车站等，都是使用石材的典范，石材被公认为是一种优良的建筑装饰材料，被广泛应用于建筑工程中。
第一节石材的基本知识
一、石材的来源与特点
石材来自岩石，岩石按形成条件可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。
（一）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，根据岩浆冷却条件，火成岩分为三类：
深成岩、喷出岩和火山岩。
1、深成岩
深成岩是岩浆在地壳深处凝成的岩石。
由于冷却过程缓慢且较均匀，同时覆盖层的压力又相当大，因此有利于组成岩石矿物的结晶，形成较明显的晶粒，不通过其他胶结物质而结成紧密的大块。
深成岩的抗压强度高，吸水率小，表观密度及导热性大；由于孔隙率小，因此可以磨光，但坚硬难以加工。
建筑上常用的深成岩有花岗岩、正长岩和橄榄岩等。
2、喷出岩
喷出岩是岩浆在喷出地表时，经受了急剧降低的压力和快速冷却而形成的。
在这种条件的影响下，岩浆来不及完全形成结晶体，而且也不可能完全形成粗大的结晶体。
所以，喷出岩常呈非结晶的玻璃质结构、细小结晶的隐晶质结构，以及当岩浆上升时即已形成的粗大晶体嵌入在上述两种结构中的斑状结构。
这种结构的岩石易于风化。
当喷出岩形成很厚时，则其结构与性质接近深成岩；当形成较薄的岩层时，由于冷却快，多数形成玻璃质结构及多孔结构。
工程中常用的喷出岩有辉绿岩、玄武岩及安山岩等。
3、火山岩（浅成岩）
火山爆发时岩浆喷入空气中，由于冷却极快，压力急剧降低，落下时形成的具有松散多孔，表观密度小的玻璃质物质称为散粒火山岩；当散粒火山岩堆积在一起，受到覆盖层压力作用及岩石中的天然胶结物质的胶结，即形成胶结的火山岩，如浮石。
（二）沉积岩（旧称水成岩）
是由露出地表的岩石风化后，经过风力搬迁、流水冲移而常常堆积，在离地表不深处形成的岩石。
沉积岩为层状构造，各层的成分、结构、颜色、层厚等均不相同，与岩浆岩相比，沉积岩结构密实性差，孔隙率、吸水率较大，强度较低，耐久性差。
属于此类的岩石有石灰岩、砂岩和碎屑石等。
根据生成条件，沉积岩分为机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩三类。
（三）变质岩
是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温、高压而形成的岩石。
通常沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，坚实耐用，比如石灰岩变质为大理石，硅质砂岩变质为石英岩；而岩浆岩变质后，有时性能反而变差，不如原来坚实，如花岗岩为片麻岩，易产生分层剥落，耐久性差，其碎块可用于道路或作混凝土的骨料。
岩石是由造岩矿物组成。
不同的造岩矿物在不同的地质条件下，形成的不同性能的岩石。
二、造岩矿物
（一）由单一矿物组成的岩石叫单矿岩。
如白色大理石，它是由方解石或白云石组成。
（二）由两种或两种以上的矿物组成的岩石叫多矿岩（复矿岩），如花岗岩，它是由长石、石英、云母及某些暗色矿物组成。
三、石材的技术性能
（一）表观密度：
天然石材按其表观密度大小分为重石和轻石两类。
表观密度大于1800kg/m3的为重石，主要用于建筑的基础、贴面、地面、路面、房屋外墙、挡土墙、桥梁以及水工构筑物等；表观密度小于1800kg/m3的为轻石，主要用作墙体材料，如采暖房屋外墙等。
（二）抗压强度：
用边长为70mm的立方体抗压强度值来表示，分为九个等级
为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10九个等级
抗压强度大小，取决于矿物组成、结构与构造特征等因素，如组成花岗岩的主要矿物中石英是坚硬的矿物，其含量越高则花岗岗的强度也越高，而云母为片状矿物，易于分裂成柔软薄片，因此，它的含量越多则强度越低。
（三）耐水性：
用软化系数K来衡量（材料在饱和水状态下抗压强度与干燥状态下抗压强度之比）
按K值的大小，石材的耐水性可分为高、中、低三等，K＞0.90的石材为高耐水性石材，K＝0.70 ~0.90的石材为中耐水性石材，K＝0.60~0.70的石材为低耐水性石材。
一般K＜0.80的石材，不允许用在重要建筑中。
（四）膨胀与收缩
石材也是热胀冷缩，但若受热后再冷却，其收缩不能回复到原来体积，而必然会保留一部分成为永久性膨胀；美国兵工厂曾试验将石材的温度由100℃升到1000℃，再降至100℃，测出其永久膨胀增加值为0.02%－0.045%
第二节天然建筑装饰石材
一、砌筑石材
砌筑石材用于建筑基础、墙体等。
砌筑石材按加工外形分为毛石和料石两类。
（一）毛石
它是爆破后直接得到的形状不规则的石块。
毛石依其平整程度又分为乱毛石和平毛石。
1、乱毛石：
形状不规则，一般在一个方向上达30-40cm，质量约为20-30Kg，乱毛石常用于砌筑毛石基础、墙身、堤坝、挡土墙等，也可用于大体积混凝土中（也称毛石混凝土）。
2、平毛石：
将乱毛石略经加工就得到了平毛石，虽然形状不规则，但大致有两个平行面的石材，常用于砌筑基础、墙身、桥墩、涵洞等。
（二）料石
料石是加工成较规则六面体及有准确规定尺寸、形状的天然石材。
根据加工精细程度分为：
1、粗料石。
形状规则的六面体，表面不加工或稍加修整。
2、半细料石。
外形规则，表面凸凹深度小于10mm。
3、细料石。
经过细加工，外形规则，表面凹凸深度小于2mm。
思考题：
毛石与料石头的关系？
二、天然大理石
大理石是大理岩的俗称，它是石灰岩经过地壳内高温高压作用形成的变质岩，常呈层状结构，有明显的结晶和纹理，主要矿物为方解石和白云石，属于中硬石材。
商业上所说的大理石是指以大理岩为代表的一类装饰石材，包括碳酸盐岩和与其有关的变质岩，主要成分为碳酸盐，一般质地较软。
（一）天然大理石的主要化学成分
表5-1大理石的主要化学成分
成分
CaO
MgO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
含量（%）
28-54
13-22
3-23
0.5-2.5
0-3
（二）天然大理石的性能
项目
指标
体积密度（kg/m3）
2500~2700
强度（MPa）
抗压
70.0~110.0
抗折
6.0~16.0
抗剪
7.0~12
平均韧性（cm）
10
平均质量磨耗率（%）
12
吸水率（%）
<1
膨胀系数（10-6/℃）
6.5~10.12
耐用年限（年）
40~100
（三）天然大理石的特点
1、天然大理石板的优点：
①结构致密，抗压强度高，加工性好，不变形。
②装饰性好。
③吸水率小、耐腐蚀、耐久性好。
2、天然大理石板的缺点：
①硬度较低
②抗风化能力差
（四）天然大理石板材的加工工艺、规格、品种、标记
1、天然大理石加工工艺程序
开采→整形→磨切→抛光→打蜡→包装出厂
2、天然大理石板材的分类
天然大理石板材按形状分为普型板（PX）和圆弧板（HM）两种
3、天然大理石板材的标准规格mm（长×宽×20厚）
（1）300×150×20
（2）300×300×20……
（3）1220×9150×20
4、国产大理石的主要品种。
大理石以云南省大理县的大理城而得名，云南大理所产的大理石主要有以下三类：
（1）单色大理石：
如纯白的汉白玉、熠熠生辉，是大理石的名贵品种。
（2）云灰大理石：
以其多呈云灰色或云灰色的底面上泛起一些天然的云彩状花纹而得名。
云灰大理石纹理美观大方、加工性能好，是饰面板材中使用最多的品种。
（3）彩花大理石：
彩花大理石是薄层状结构，经过抛光后，呈现出各种色彩斑斓的天然图画。
经过精心挑选和研磨，可以制成由天然纹理构成的山水、花木、禽兽虫鱼等大理石画屏，为世上罕见。
大理石板的品种，以磨光后所显现的花纹、色泽、特性及原料产地来命名。
国产常用品种及特征如下表。
名称
产地
装饰性能
紫螺纹
安徽灵璧
灰红底布满红灰相间螺纹
螺红
辽宁金县
绛红底夹有红灰相间的螺纹
桃红
河北曲阳
桃红色粗晶，有黑色缕纹或斑点
汉白玉
北京房山
玉白色，微有杂光和脉纹
湖北黄石
艾叶青
北京房山
青底深灰间白色叶状，斑云间有片状纹缕
晶白
湖北
白色晶粒，细致而均匀
雪花
山东掖县
白色晶粒，细致而均匀
雪云
广东云浮
白和灰白相间
部分进口大理石品种见如下表
产出国家
品种
装饰性能
物理性能
相对密度
吸水率
孔隙率
热膨胀系数
磨损抗力
意大利
新米黄
米黄色
2.68
0.11
0.42
14.20
35.82
木纹石
玫瑰黄色，细小的生物化石碎屑密布呈平等状分布
2.32
5.27
11.52
5.10
5.43
西班牙
象牙白
米黄色
2.62
0.65
2.26
2
25.15
西班牙红
红色间有乳白色方解石脉
2.64
0.54
1.27
5.80
21.63
希腊
希腊黑
墨绿色
2.69
0.08
0.20
5.20
22.93
挪威
挪威红
肉红色间白色不规则条带
2.72
0.07
0.25
19.70
13.84
5、天然大理石板材的等级
根据《天然大理石建筑板材》（GB/T19766－2005），天然大理石板材按尺寸、平面度公差、角度公差及外观质量分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。
6、天然大理石板材的标记
国家标准《天然石材统一编号》（GB/T196760－1999），对天然石材编号方法统一规定由一个英文字母和四位数字两部分组成，第一部分英文字母为大理石（M）、花岗石（G）、板石（S）。
第二部分头两位数字代表《中华人民共和国行政区划代码》（GB/T2260－2007）规定的各省、自治区、直辖市、行政区划代码，后两位数字为各省、自治区、直辖市所编的石材品种序号。
例如：
M1101是北京市房山汉白玉大理石的编号
按《天然大理石建筑板材》（GB/T19766－2005）的规定，板材标记顺序如下：
荒料产地地名、花纹色调特征描述、大理石类别、规格尺寸、等级、标准号。
实例：
以北京房山汉白玉大理石荒料生产的普通规格尺寸为600mm×600mm×20mm的一等品板材标记如下
房山汉白玉大理石：
M1101PX600×600×20BGB/T19766－2005
（五）天然大理石板材的技术要求
根据《天然大理石建筑板材》（GB/T19766－2005），天然大理石板材按尺寸、平面度公差、角度公差及外观质量是
1、普型板材的规格尺寸允许偏差（mm）
部位
优等品
一等品
合格品
长、宽度
0
0
0
1.0
1.0
－1.5
厚度
≤15
±0.5
±1.0
±1.0
＞15
＋0.5
＜1.5
＋1.0
－2.0
±2.0
2、天然大理石建筑板材平面度允许极限公差（mm）
板材长度范围
允许极限公差
优等品
一等品
合格品
≤400
0.20
0.30
0.50
>400~800
0.50
0.60
0.80
≥800~1000
0.70
0.80
1.00
≥1000
0.80
1.00
1.20
3、天然大理石建筑板材正面的外观缺陷
缺陷名称
优等品
一等品
合格品
翘曲
不允许
不明显
有，但不影响使用
裂纹
砂眼
凹陷
色斑
污点
正面棱缺陷长≤8，宽≤3
1处
正面角缺陷长≤3，宽≤3
1处
（六）出厂检验
1、检验项目：
规格尺寸偏差、平面度极限公差、角度极限公差、外观质量、镜面光泽度。
2、组批：
同一品种、等级、规格的板材以100m2为一批。
3、抽样：
规格尺寸、平面度、角度、外观质量的检验从同一批板材中随机抽取５％，数量不足10块的，抽10块。
4、判定：
单块板材的所有检验结果均符合技术要求中相应等级时，判为该等级。
同一批板材中：
优等品中不得有超过５％的一等品；一等品中不得有超过10％的合格品；合格品中不得有超过10％的不合格品。
检验结果不符合要求时，应该加倍抽样检验。
如仍不符合要求，则判定该批板材的质量不符合该选用等级。
（七）标志、包装、运输与贮存
1、标志
出厂板材应注明：
生产厂名、商标、标记。
配套工程用料应在每块板材侧面标明图纸编号。
包装箱上必须有“向止”、“怕湿”和“小心轻放”的指示标志，应符合GB中的规定。
2、包装
包装时光面应相对并按板材品种、规格、等级等分别包装，并附产品合格证、说明书及配套工程用料的图纸。
3、运输
板材在运输中应防湿，严禁滚摔、碰撞。
4、贮存
1）板材应在室内贮存。
室外贮存时应加遮盖。
2）板材应按品种、规格、等级或工程料部位分别码放。
3）板材直立码放时，应光面相对，倾斜度不大于15°，层间加垫，垛高不得超过1.5m；板材平放时，应光面相对，地面必须平整垛高不得超过1.2m。
4）包装箱码放高度不得超过2m。
（八）天然大理石的应用
1、室内应用
大理石的质感柔和美观庄重，格调高雅，花色繁多，是装饰豪华建筑的理想材料，也是艺术雕刻的传统材料。
主要用于加工成各种形材、板材，作建筑物的墙面、地面、台、柱，是家具镶嵌的珍贵材料。
还常用于纪念性建筑物如碑、塔、雕像等的材料。
大理石还可以雕刻成工艺美术品、文具、灯具、器皿等实用艺术品。
2、为什么说大理石不宜作建筑外饰面材料？
因为大理石的主要成分CaCO3和MgCO3均是呈碱性的盐；所以大理石是耐碱石材。
而室外的空气环境污染较大，空气中常含有大量的SO2，遇水生成H2SO3〔亚硫酸〕，与大理石板材中的CaCO3反应，生成易溶于水的CaSO4（石膏），使表面失去光泽，变成粗糙多孔，哑光，严重降低装饰效果。
（九）选购时注意事项
1、石材有放射性合格证，您在购买时请向经销商索要。
没有证的不要购买，同时要注意，家装要选用的是A类产品。
2、在大理石和花岗岩选择上，要首先考虑大理石，在正常情况下，花岗岩的放射性大于大理石的放射性。
3、一般情况下，石材的考虑应为黑色、灰白色、肉红色、绿色、红色，从放射性来看，从高到低，依次为：
红色＞绿色＞肉红色＞灰白色＞白色＞黑色，基本上是这种排序。
一般对单色大理石要求颜色均匀；彩花大理石要求花纹、深浅逐渐过渡；图案型大理石要求图案清晰、花色鲜明、花纹规律性强。
（十）天然大理石板材的养护
1、大理石很脆弱，害怕硬物的撞击、敲打，所以平时应注意防止铁器等重物磕砸石面，以免出现凹坑，影响美观。
2、要定期保养、维护光泽。
光靠除尘，清洁是无法让亮丽的石材光泽持续保持不退的。
因此一定要定期请专业公司派人做保养及光泽再生的维护工作诸如：
使用结晶液让大理石面再结晶、或使用抛光粉让大理石面再生光泽等均可让您的石材永保如新。
三、天然的花岗岩
它又叫花岗石。
它属于岩浆岩中的深成岩，是岩浆岩中分布最方的岩石，其主要矿物组成为长石、石英和少量云母及暗色矿。
商业用途的花岗石是以花岗岩为代表的一类装饰石材，包括各种岩浆岩和花岗岩的变质岩，如辉长岩、闪长岩、安山岩等。
（一）天然花岗岩的结构及主要的化学成分
1、天然花岗岩全为晶质结构，按结晶颗粒的大小，通常分为粗粒、中粒、细粒和斑状等多种构造。
2、天然花岗岩的颜色取其所含长石、云母及暗色矿物的种类及数量。
它的化学成分随产地不同而有所区别，各种花岗岩中SiO2含量均很高，一般为67%-75%，属酸性岩石，花岗石的主要化学成分见表5-2。
表5-2花岗石主要化学成分
成分
SiO2
Al2O3
CaO
MgO
Fe2O3
含量（%）
67-76
12-17
0.1-2.7
0.5-1.6
0.2-0.9
（二）天然花岗岩的特点
1、天然花岗岩的优点：
1）结构致密，抗压强度高。
2）材质坚硬，耐磨性很强。
3）孔隙率小，吸水率极低，耐冻性强。
4）装饰性好。
5）化学稳定性好，抗风化能力强。
6）耐腐蚀性等耐久性很强。
7）使用年限为75－200年
2、天然花岗岩的不足之处：
1、是自重大，用于房屋建筑与装饰会增加建筑物质质量；
2、是硬度大，给开采和加工造成困难
3、是质脆，耐火性差，由于所含石英在高温下会发生晶变，体积膨胀而开裂；4、是某些花岗岩含有微量放射性元素；需根据花岗石石材的放射性强度水平确定其应用范围。
（三）天然花岗岩的品种
1、国产天然花岗岩
产地
品名
装饰性能
福建泉州
蓝宝石
淡蓝灰色
北京市昌平
济南青
白虎涧
将军红
黑色，有小白点
肉粉色带黑斑
黑灰棕红浅灰间小斑块
山东掖县
（莱州牌）
莱州白
莱州青
莱州黑
莱州红
莱州棕黑
白底黑点
黑底青白点
黑底灰白点
粉红底深灰点
黑底棕点
2、进口天然花岗岩品种
产出国家
品种
装饰性能
物理性能
相对密度
吸水率
孔隙率
热膨胀系数
磨损抗力
挪威
银珍珠
暗紫色，间有银白色闪光的拉长石
2.73
0.08
0.48
12010
41.59
黑珍珠
黑色，间有很少量银白色长石晶体
2.70
0.16
0.60
9.80
31.89
印度
蒙地卡罗蓝
中细粒浅红，有似流动状相间
2.61
0.23
0.63
31.22
4.17
将军红
杏红黄色,呈片麻状
2.62
0.15
0.55
10.00
39.99
吉利红
紫红色，较纯中粒
2.59
0.17
0.34
10.60
39.15
印度红
深红色,粗粒,质均匀
2.60
0.08
0.34
13.10
46.20
（四）天然花岗岩板材的分类、规格、等级、命名与标记
1、天然花岗岩板材的分类
按照形状分类
（1）普型板材（PX）：
正方形或长方形的板材
（2）圆弧板材（HM）：
装饰面轮廓线的曲率半径处处相同的饰面板材
（3）异型板材（YX）：
其他形状的板材
按照表面加工程度分类
（1）亚光板材（YG）：
表面平整细腻，能使光线产生漫反射现象的板材
（2）镜面板材（PL）：
表面平整光亮、具有镜面光泽的板材
（3）粗面板材（RU）：
表面平整、粗糙，具有较规则加工条纹的机刨板、剁斧板、锤击板等。
2、天然花岗岩板材的标准规格mm（长×宽×20厚）
（1）300×300×20
（2）400×400×20……
（3）1070×759×20
3、天然花岗岩板材的等级
天然花岗岩板材根据国家标准《天然花岗石建筑板材》（GB/T18601－2001）规定，按规格尺寸允许偏差、平面允许极限公差及外观质量等分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。
4、天然花岗岩板材技术性能
1）普型板材规格尺寸允许偏差（mm）
分类
细面和镜面板材
粗面板材
等级
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
长、宽度
0
-1.0
0
-1.5
0
-1.5
0
-1.0
0
-2.0
0
-3.0
厚度
≤15＞15
±0.5
±1.0
±1.0
±20
+1.0
-2.0
+2.0
-3.0
+1.0
-2.0
+2.0
-3.0
+2.0
-4.0
2）平面度允许极限公差
板材宽度
细面和镜面板材
粗面板材
范围
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
≤400
400~1000
≥1000
0.50
0.20
0.80
0.40
0.70
1.00
0.60
0.90
1.20
0.80
1.50
2.00
1.00
2.00
2.50
1.20
2.20
2.80
3）天然花岗石板材正面的外观缺陷规定
名称
规定内容
优等品
一等品
合格品
缺棱
长度不超过10mm（长度小于5mm不计），周边每米长（个）
1
2
缺角
面积不超过5mm×2mm（面积小于2mm×2mm不计），每块板（个）
裂纹
长度不超过两端顺延板边，总长度的1/10（长度小于20mm的不计），每块板
不允许
色斑
面积不超过20mm×30mm（面积小于15mm×15mm不计），每块板（条）
色线
长度不超过两端顺延至板边总长度的1/10（长度小于40mm的不计），每块板
2
3
坑窝
粗面板材的正面出现坑窝
不明显
出现，不影响使用
5、天然花岗岩板材的命名与标记
天然花岗岩板材根据国家标准《天然花岗石建筑板材》（GB/T18601－2001）对它的命名与标记方法所作的规定如下：
板材命名顺序：
荒料产地名、花纹色调特征名称、花岗石（G）
板材标记顺序：
编号、类别、规格尺寸、等级、标准号
例如：
用山东济南黑色花岗石荒料生产的400mm×400mm×20mm、普型、镜面、优等品板材标记如下
命名：
济南青花岗石
标记：
G3701PXPL400×400×20AGB/T18601－2001
（五）天然花岗岩的存贮与应用
1、储存：
按品种、规格、等级或工程部位分别码放；直立码放时，应光面相对，倾斜度不大于15°，层间加垫隔离，垛高不得超过1.5m；平放时，也应光面相对，地面须平整，垛高不得超过1.2m；若为包装箱，码放高度不得超过2m。
2、应用
花岗石自古就是优良的建筑石材，不易风化，外观色泽可保持百年以上，有“千年石烂”之美称。
造价较高，属于高级装饰材料。
它常用于基础、桥墩、台阶、路面，也可用于砌筑房屋、围墙，尤其适用于修建有纪念性的建筑物，天安门前的人民英雄纪念碑就是由一整块100t的花岗岩琢磨而成的。
如毛主席纪念堂的台基为红色花岗岩，象征着红色江山坚如磐石。
在我国各大城市的大型建筑中，曾广泛采用花岗岩作为建筑物立面的主要材料。
也可用于室内地面和立柱装饰，耐磨性要求高的台面和台阶踏步等。
由于修琢和铺贴费工，因此是一种价格较高的装饰材料。
在工业上，花岗岩常用作一种耐酸材料。
（六）天然大理石和天然花岗岩的区别
分类项目
天然大理石
天然花岗岩
来源
变质岩
火成岩
材质
中硬石材
硬石材
主要成分
碳酸钙为主约占50%以上，还有碳酸镁、氧化钙、氧化锰及二氧化硅等
二氧化硅为主，约占65%～75%。
岩质坚硬密实，按其结晶颗粒大，结晶颗粒细而均匀
稳定性
碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，也容易风化和溶蚀，而使表面很快失去光泽。
花岗石不易风化变质，外观色泽可保持百年以上。
纹理
多为彩色条纹、枝条形
脉状的花 纹
多数只有彩色斑点，还有的是纯色
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