建筑构造课程装饰材料与构造石材及其石材幕墙干挂法.doc

石材建筑装饰用石材有天然石材和人造石材两大类，并以天然石材为主，它是一种高级的装饰材料，主要用于装饰等级要求高的工 程中，人造石材属于较低档次的装饰材料，只用于中、低档的室内 装饰工程中。一、天然石材1、花岗岩花岗岩属火成岩，由地下岩浆喷出和侵入冷却结晶，以及花岗质的变质岩等形成。具有可见的晶体结构和纹理。它由长石（通常是钾长石和奥长石）和石英组成，搀杂少量的云母（黑云母或白云母）和微量矿物质，譬如：锆石、磷灰石、磁铁矿、钛铁矿和榍石等等。花岗石主要成分是二氧化硅，其含量约为65%85%。花岗石的化学性质呈弱酸性。通常情况下，花岗岩略带白色或灰色，由于混有深色的水晶，外观带有斑点，钾长石的加入使得其呈红色或肉色。花岗岩由岩浆慢慢冷却结晶形成，深埋于地表以下，当冷却速度异常缓慢时，它就形成一种纹理非常粗糙的花岗岩，人们称之为结晶花岗岩。花岗岩以及其它的结晶岩构成了大陆板块的基础，它也是暴露在地球表面最为常见的侵入岩。 尽管花岗岩被认为是由融化的物质或者岩浆形成的火成岩，但是有大量证据表明某些花岗岩的形成是局部变形或者先前岩石的产物，它们未经过液态或者融化过程而重新排列和重结晶。 花岗岩的比重在2.63到2.75之间，其抗压强度为1,05014,000 千克/平方厘米（15,00020, 000磅/平方英寸）。因为花岗岩的强度比沙岩、石灰石和大理石大，因此比较难于开采。 花岗石形成的特殊条件和坚定的结构特点，使其具有如下独特性能 ：（1） 具有良好的装饰性能，可适用公共场所及室外的装饰。 （2） 具有优良的加工性能：锯、切、磨光、钻孔、雕刻等。其加工精度可达0.5m下，光度达1600以上。 （3） 耐磨性能好，比铸铁高5-10倍。 （4） 热膨胀系数小，不易变形，与铟钢相仿，受温度影响极微。 （5） 弹性模量大，高于铸铁。 （6） 刚性好，内阻尼系数大，比钢铁大15倍。能防震，减震。 （7） 花岗石具有脆性，受损后只是局部脱落，不影响整体的平直性。 （8） 花岗石的化学性质稳定，不易风化，能耐酸、碱及腐蚀气体的侵蚀，其化学性与二氧化硅的含量成正比，使用寿命可达200年左右。 （9） 花岗石具有不导电、不导磁，场位稳定。 花岗岩分成三个不同的类别： 1.细粒花岗岩：长石晶体的平均直径为1/161/8英寸。 2.中粒花岗岩：长石晶体的平均直径约为1/4英寸。 3.粗粒花岗岩：长石晶体的平均直径约为1/2英寸和直径更大的晶体，有的甚至达到几个厘米。粗粒花岗岩的密度相对较低。 近年来，纪念碑建筑所采用的石材中，花岗岩占83%，大理石占17%。 2、大理石大理石由沉积岩和沉积岩的变质岩形成，是石灰石重结晶形成后的一种变质岩，通常伴随有生物遗体的纹理。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。大理石的成分极其结构特点使其具有如下性能： （1） 良的装饰性能，大理石不含有辐射且色泽艳丽、色彩丰富，被广泛用于室内墙、地面 的装饰。具有优良的加工性能：锯、切、磨光、钻孔、雕刻等。 （2） 大理石的耐磨性能良好，不易老化，其使用寿命一般在50-80年左右。 （3） 在工业上，大理石被广泛得到应用。如：用于原料、净化剂、冶金溶剂等。 （4） 大理石具有不导电、不导磁、场位稳定等特性。从商业角度来说，所有天然形成、能够进行抛光的石灰质岩石都称之为大理石，某些白云石和蛇纹岩也是如此。因为并非的大理石都适用于所有的建筑场合，因此大理石应分为A、B、C和D四类。这种分类方法特别适用于相对比较脆的C类和D类大理石，它们在安装前或安装过程中需要特殊处理。 具体分类如下： 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。 3、石灰石石灰石是沉积源形成的一种岩石，主要成分是碳酸钙、钙镁碳酸盐或者碳酸钙和碳酸镁的混合物。重结晶石灰石、结实的微晶石灰石以及能抛光的石灰华都被作为石灰石或大理石进行宣传和销售，尤其是在美国。根据不同的密度范围，成型的石灰石分为三个子类： 低密度石灰石密度范围110135磅/立方英尺（1,7602,160千克/立方米）。 中密度石灰石密度范围135160磅/立方英尺（2,1602,560千克/立方米）。 高密度石灰石密度大于160磅/立方英尺（2,560千克/立方米）。 石灰石具有许多特点鲜明的自然特征，譬如：方解石的纹路或斑点、化石或者贝壳结构、坑洞、细长的组织、开放纹理、蜂巢结构、铁斑、类似石灰华的结构以及结晶差异。上述一种或多种特征的组合将对石灰石的质地产生影响。 4、板岩板岩也是一种沉积岩。形成板岩的页岩先沉积在泥土床上，后来，地球的运动使这些页岩床层层叠起，激烈的变质作用使页岩床折叠、收缩，最后变成板岩。板岩成分主要为二氧化硅。其特征可耐酸。根据板石的成分可将板石分为三大类型： （1） 碳酸盐型板石：其成分二氧化硅含量小于40、三氧化二铝含量小于10、氧化钙含量小于15%、氧化镁含量小于10%、三氧化二铁含量为3%7%。 （2） 粘土型板石：其成分主要是绢云母、伊利石、绿泥石、高岭土等粘土矿物，它们占板石矿物成分的80以上，其二氧化硅含量大于50，三氧化二铝含量大于12，氧化钙含量小于10、氧化镁含量小于5、其三氧化二铁含量高于碳酸盐型板石。 （3） 炭质、硅质板石：起矿物成分介于粘土型板石和碳酸盐型板石之间，由于硅化程度较强，二氧化硅含量高，石质相当坚硬，颜色较深。 板石的结构表现为片状或块状，颗粒细微，粒度在090001mm之间通常为隐晶结构，较为密实，且大多数是定向排列，岩石劈理十分发育厚度均一，硬度适中，吸水率较小。其寿命一般在100年左右。 板石的颜色多以单色为主。如：灰色、黄色、绿灰色、绿色、青色、黑色、褐红色、红色、紫红色等。由于颜色单一纯真，在装饰上来说，予人以素雅大方之感。板石一般不再磨光，显出自然形态，形成了自然美感。 因此，砂石与板石的文花色彩优于大理石和花岗石，其装饰也常用于一些富有文化内涵的场所。 5、砂岩砂岩又称砂粒岩，是由于地球的地壳运动，砂粒与胶结物（硅质物、碳酸钙粘土、氧化铁、硫酸钙等）经长期巨大压力压缩粘结而形成的一种沉积岩。 主要成份： A石英成份 65以上 B粘 土 10左右 C针 铁 矿 13左右 D其它物质 10以上 砂石的颗粒均匀，质地细腻，结构疏松，因此吸水率较高（在防护时的造价较高），具有隔音、吸潮、抗破损，耐风化，耐褪色，水中不溶化、无放射性等特点。砂岩砂石不能磨光，属亚光型石材，不会产生因光反射而引起的光污染，又是一种天然的防滑材料。 从装饰风格来说，砂岩创造一种暖色调的风格，显素雅、温馨，又不失华贵大气。在耐用性上，砂岩则绝对可以比拟大理石、花岗石，它不会风化，不会变色。许多在一二百年前，用砂岩建成的建筑至今风采依旧，风韵犹存。根据这类石材的特性，常用于室内外墙面装饰，家私，雕刻艺术品，园林建造用料。 其中澳天澳力砂岩颗粒均匀，质地细腻，天然性效果理想。澳天澳力砂岩是所有砂岩品种中硬度最高的。这也决定了其耐用性好。 澳天澳力砂岩现已开发了：白砂岩、黄砂岩、木纹砂及山水纹四个品种。 用途： A：内外幕墙装饰，规格板，地板 B：家私，雕刻艺术品，路面及园林建造用料。 C：雕花线，浮雕板、门套、窗套、花瓶、罗马柱等异型加工。 特点： 澳天澳力砂岩，隔音、吸潮、抗破损，户外不风化，水中不溶化、不长青苔、易清理等。 6、石英岩石英岩是一种常见和分布广泛的岩石，它主要或者完全由石英组成。这种密实、颗粒状的岩石是变质沙岩的一种，二氧化硅或石英沉积在作为沙岩基本成分的石英颗粒中。石英岩还包含有微量其他的矿物质，譬如：长石、云母、金红石、电气石和锆石。石英岩具有光滑的断面，并且主要深藏在古代的岩石中，诸如寒武纪或前寒武纪岩层。 7、罗马岩罗马石是用天然花岗石由断切机切成(1015mm)×(1015mm)×(1220mm)的矩形块,用于铺设室外路面的一种石材形状称呼,因其最早在罗马使用最多,也叫罗马石。这种石料在断切后要保持自然的断裂面,以杂色为主,带醒目斑点属高级的一种。用罗马石铺路显得十分古朴、自然,也是合理利用石材资源的方法之一。在马路上以半圆形的拼接形式出现,多见于欧洲古老城市街道和古建筑周围,近年我国一些城市也有应用。用半圆形式铺路并没有太多的技术依据,多数被认为半圆形是类似西方建筑中常出现的穹顶样式而受欢迎。 8、紫砂岩“红桃木”一种与天然红桃木几乎无法分辨的紫砂岩“红桃木”在莱州中国（国际）石材展上，被上海胜的石材公司推出。该紫砂岩中夹杂着条纹，自然流畅，装饰墙面与天然木材已难分仲伯，是继云南木纹石之后又一砂岩新品种。据悉，现中国大陆正点已发现的天然砂岩品种已有绿、粉、黄、紫、青、红颜色，已占据了砂岩大部分颜色。此砂岩的产地目前尚未公这与众，行业内人士推测在河南、内蒙古。 红桃木只是该矿区产品的一种。随该品种一同推出的还有沙贝利（红）、虎皮砂（黄）、红木砂（红），宫廷红（红、无条纹）、细花砂（浅黄）、幻彩砂（粉）、凤尾翎（灰）、红斑马（粉）、黑桃木（紫）、红香槟（紫）。 根据装饰石材推向市场三原则，即可工业化开采，单一品种有大储量，有装饰性看，该品种工业化开采及储量的信息尚未公开，但装饰性已得到市场认可。 二、人造石材人造石材，顾名思义即并非百分之百天然石材原料加工而成的石材。按其制作方式的不同可分为二种：一是将原料磨成石粉后，再加入化学药剂、胶着剂等，以高压制成板材，并于外观色泽上添加人工色素与仿原石纹路，提高多变化及选择性。另一种则称为人造岗石，是将原石打碎后，加入胶质与石料真空搅拌，并采用高压震动方式使之成形，制成一块块的岩块，再经过切割成为建材石板；除保留了天然纹理外，还可以经过事先的挑选统一花色、加入喜爱的色彩，或嵌入玻璃、亚克力等，丰富其色泽的多样性。 常见用于室内的装饰地材有岗石、珍珠砂贝及文化石等，其硬度不象天然石材一样坚硬，并且有着明显质感差别。但因其价格大大低于天然石材，从而运用日益普遍，尤其含90的天然原石的合成岗石，克服了天然石材易断裂、纹理不易控制的缺失，保留了天然石材的原味，在全球市场上占有一席之地，甚至有替代大理石、花岗石的地材使用趋势。 1.人造大理石介绍 ：随着现代建筑事业的发展，对装饰材料提出了轻质、高强、美观、多品种的要求。人造饰面石材就是在这种形势下出现的。它重量轻、强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便、花纹图案可人为控制，是现代建筑理想的装饰材料。 人造大理石由改性树脂与碎石组成，呈中性或偏碱性。人造石结构致密，因此毛孔细小，其病症出现的概率很小，就防护来说，主要是防污。其优点是可调节色彩，利于饰面装饰。其缺点是硬度不够，光度不一致。按生产所用原材料及生产工艺，一般可分为四类： 水泥型人造大理石 这种人造大理石是以各种水泥作为粘结剂，砂为细骨料，碎大理石、花岗石、工业废渣等为粗骨料，经配料、搅拌、成型、加压蒸养、磨光、抛光而制成，俗称水磨石。 聚酯型人造大理石 这种人造大理石是以不饱和聚酯为粘结剂，与石英砂、大理石、方解石粉等搅拌混合，浇铸成型，在固化剂作用下产生固化作用，经脱模、烘干、抛光等工序而制成。我国多用此法生产人造大理石。 复合型人造大理石 这种人造大理石是以无机材料和有机高分子材料复合组成。用无机材料将填料粘结成型后，再将坯体浸渍于有机单体中，使其在一定条件下聚合。对板材而言，底层用低廉而性能稳定的无机材料，面层用聚酯和大理石粉制作。 烧结型人造大理石 这种人造大理石是将长石、石英、辉石、方解石粉和赤铁矿粉及少量高岭土等混合，用泥浆法制备坯料，用半干压法成型，在窑炉中用 1000左右的高温烧结而成。 上述四种人造大理石装饰板中，以聚酯型最常用，其物理、化学性能最好，花纹容易设计，有重现性，适用多种用途，但价格相对较高；水泥型最便宜，但抗腐蚀性能较差，容易出现微裂纹，只适合于作板材。其它两种生产工艺复杂，应用很少。 聚酯型人造大理石（常简称人造大理石） 是模仿大理石的表面纹理加工成的，具有类似大理石的机理特点，并且花纹图案可由设计者自行控制确定，重现性好；而且人造大理石重量轻，强度高，厚度薄，耐腐蚀性好，抗污染，并有较好的可加工性，能制成弧形，曲面等形状，施工方便。 2、微晶石 1、 形成：微晶石也是一种人造石，是由含氧化硅的矿物在高温作用下，其表面玻化而形成的一种人造石材。 2、成分：主要成分是氧化硅。 3、性质：偏酸性。 4、结构：结构非常致密，其光度和耐磨度都优于花岗石和大理石,不易出病症。 由于微晶石硬度太高，且有微小气泡孔存在，不利于翻新研磨处理。 3、玻化砖 1、形成：玻化砖，也叫通体砖、玻化石、抛光砖，专业的叫法是瓷质玻化石。是由石英砂、泥烧制而成，然后用磨具打磨光亮，表面如镜面般透亮光滑。 2、性质：呈弱酸性。 3、结构特点： （1）、色彩艳丽柔和，没有明显色差。 （2）、高温烧结、完全瓷化生成了莫来石等多种晶体，理化性能稳定耐腐蚀、抗污性强， （3）、厚度相对较薄，抗折强度高，砖体轻巧，建筑物荷重减少。 （4）、无有害元素。 （5）、抗折强度大于45Mpa（花岗岩抗折强度约为1720Mpa）。 *世界石材向薄型化发展 国际石材消费趋势表明，世界石材产品已越来越向薄型化方向发展。20世纪80年代，石材的厚度为10毫米至15毫米；90年代，石材的厚度缩减至8毫米以下，在意大利生产出65毫米厚的花岗石面砖后，瑞典又生产出4毫米厚的石材面砖，目前已有厚度仅为3毫米的大理石板面市。超薄板的最大优点是重量轻，用普通黏合剂就可将其固定在墙壁上，同时制成超薄板可以大量节省和有效利用石材资源。 据美国世界石材杂志最近所做的调查，844的被访石材商认为，世界石材市场在未来5年10年内仍将保持发展势头；843的被调查者预测，世界石材业的年均增长率将达6。 另据意大利业界预计，2019年，世界石材消费量将达878亿平方米，荒料需求量将达8000多万吨；2019年，石材消费量将达1186亿平方米，荒料需求量将达1086亿吨；2019年，石材消费量将达16亿平方米，荒料需求量将达1467亿吨；2025年，石材消费量将达40亿平方米。其中，大理石占50，花岗石占45，其余的5是砂岩、板岩、玄武岩、石灰石、玛瑙石等。 虽然塑料、陶瓷等建材已得到广泛应用，并抢占了石材的部分市场，但石材因其独特的天然优势，仍是建筑装饰工程的首选材料。红色、黄色、绿色、黑色、蓝色、白色石材仍将是名贵品种，一些变通品种也将受欢迎，但厂商对其质量的要求会越来越高。随着防火要求的提高、安装技术的进步，以及玻璃幕墙光污染问题日益引起重视，用石材做幕墙将是大势所趋 石材幕墙干挂做法背栓连接干挂石材幕墙施工工法 1 、特点 1.1板材之间独立受力，独立安装，独立更换，节点做法灵活。 1.2连接可靠，对石板的削弱较小，减少连接部位石材局部破坏使石材面板有较高的抗震能力。 1.3可准确控制石材与锥形孔底的间距，确保幕墙的表面平整度。 1.4工厂化施工程度高，板材上墙后调整工作量少。2 、适用范围 适用于建筑高度不大于30m、非抗震设计或抗震设防烈度不大于7度的民用建筑石材幕墙工程施工。3 、工艺原理 通过双切面专用磨头在石材背部距板边100180mm处磨出倒锥孔，倒锥孔与后切式锚栓采用尼龙体柔性结合，并将板面荷载通过骨架传递到主体结构。第 15 页