建筑装饰石材教程

1、14 建筑装饰石材简要介绍了岩石的分类与性质、建筑石材的技术性能，天然石材的选用。此外，还简要介绍了人造石材的分类、特点与用途。应重点掌握天然大理石和天然花岗石的组成、品种、技术要求、性能与特点以及在建筑装饰工程中的应用。 本章提要石材分天然石材和人造石材。具有一定物理、化学性能，可用作建筑材料的岩石称建筑石材。具有装饰性能的建筑石材，加工后可供建筑装饰用的称装饰石材。 本 章 内 容 岩石的基本知识 建筑装饰常用石材 人造石材14.1 岩石的基本知识矿物是具有一定化学成分和一定结构特征的天然化合物和单质的总称。岩石是矿物的集合体，组成岩石的矿物称为造岩矿物。由单矿物组成的岩石叫单矿岩，如白色

2、大理石，它是由方解石或白云石组成。14.1.1 岩石的分类和性质14.1.1.1 造岩矿物由两种或两种以上的矿物组成的岩石叫多矿岩（又称复矿岩），如花岗岩，它是由长石、石英、云母及某些暗色矿物组成。自然界中的岩石大多以多矿岩形式存在。岩石的性质由组成岩石各矿物的特性、结构、构造等因素决定。建筑工程中常用岩石的主要造岩矿物见表14.1所示。表主要造岩矿物的组成与特征 矿物 组成 密度(g/cm3) 莫氏硬度 颜色 其他特性 石英 结晶SiO2 2.657无色透明至乳白等色 坚硬、耐久、具有贝状断口，玻璃光泽 长石 铝硅酸盐 2.52.76白、灰、红青等色 耐久性不如石英，在大气中长期风化后成为高

3、岭土，解理完全，性脆 云母 含水的钾镁铁铝硅酸盐 2.73.123无色透明至黑色 解理极完全，易分裂成薄片，影响岩石的耐久性和磨光性，黑云母风化后形成蛭石 矿物 组成 密度(g/cm3) 莫氏硬度 颜色 其他特性 角闪石辉 石橄榄石 铁镁硅酸盐 3457色暗，统称暗色矿物 坚硬、强度高，韧性大，耐久 方解石 结晶CaCO3 2.73通常呈白色 硬度不大，强度高，遇酸分解，晶形呈菱面体，解理完全 白云石 CaCO3MgCO3 2.94通常呈白色至灰色与方解石相似，遇热酸分解 黄铁矿 FeS2 566.5黄 条痕呈黑色，无解理，在空气中氧化铁和硫酸污染岩石是岩石中的有害物质 石英 结晶的二氧化硅(

4、SiO2)。密度为cm3，莫氏硬度(刻划硬度)为7，无色透明至乳白色，强度高，材质坚硬，耐久，呈现玻璃光泽，具有良好的化学稳定性，但在受热至573以上时，因发生晶体转变，会产生开裂现象。巴西是世界著名的水晶出产国，曾发现直径米、高5米、重达40余吨的水晶晶体。长石 是钾、钠、钙等的铝硅酸盐一类矿物的总称。包括正长石、斜长石等。密度为2527gcm3，莫氏硬度为6，呈白、灰、红、青等不同颜色。坚硬，强度高，但耐久性不如石英，在大气中长期风化后成为高岭土。长石是火成岩中含量最多的造岩矿物，常含60以上。 正长石云母 是含水的钾、铁、镁的铝硅酸盐片状晶体。密度为cm3，莫氏硬度为23，具有无色透明、

5、白、黄、黑各种颜色。解理极完全(指矿物在外力作用下，沿一定的结晶方向易裂解成薄片的性质)，呈玻璃光泽，存在于岩石中影响耐久性和开光性，为岩石中的有害矿物。白云母较黑云母耐久，黑云母风化后形成蛭石，为一种轻质保温材料。白云母为无色及浅灰、浅黄、浅绿等色。呈细小鳞片状、具丝绢光泽的异种称绢云母。 白云母黑云母黑云母是含镁、铁的云母，黑、绿黑或褐黑色。金云母金云母是含镁的云母，黄褐色或金黄色，解理面上常具有半金属光泽。角闪石、辉石、橄榄石 铁、镁、钙等硅酸盐的晶体。密度为34gcm3，莫氏硬度57，呈深绿、棕或黑色，常称暗色矿物。坚硬，强度高，耐久性好，韧性大，具有良好的开光性。普通角闪石普通辉石橄

6、榄石古时候称橄榄石为“太阳的宝石”，人们相信橄榄石所具有的力量像太阳一样大，可以驱除邪恶，降伏妖术。橄榄石颜色艳丽悦目，为人们所喜爱，给人以心情舒畅和幸福的感觉，故被誉为“幸福之石”。国际上许多国家把橄榄石和缠丝玛瑙一起列为“八月诞生石”，象征温和聪敏、家庭美满、夫妻和睦。橄榄石常用来做胸针、指环、耳坠等，为珠宝市场上常见的中档宝石。世界上最大的一颗宝石级橄榄石产于红海的扎巴贾德岛，重310克拉，现存于美国华盛顿史密斯学院。在俄罗斯莫斯科金刚石库中，保存有一粒产于红海的橄榄石，重克拉，颜色鲜艳，纯净透明，是1096-1291年十字军东征巴勒斯坦时掠夺的。我国河北省张家口地区万全县大麻坪发现的橄

7、榄石，重量克拉，取名为“华北之星”，是我国橄榄石之最。方解石 是结晶的碳酸钙(CaC03)，密度为cm3，莫氏硬度为3通常呈白色。强度高，但硬度不大，开光性好，耐久性仅次于石英、长石。易被酸分解，易溶于含二氧化碳的水中。 小方解石大方解石精品方解石白云石 是碳酸钙和碳酸镁的复盐晶体(CaCO3MgCO3)，密度为cm3，莫氏硬度4，呈白色或从白色，性质与方解石相似，强度稍高，耐酸腐蚀性略高于方解石。 白云石矿白云石黄铁矿 为二硫化铁(FeS2)晶体。密度为5gcm3。莫氏硬度67，呈黄色，但条痕呈黑色，无解理，耐久性差，在空气中易氧化成游离的硫酸及氧化铁，体积膨胀，产生锈迹，污染岩石，是岩石中

8、常见的有害杂质。 花岗岩石材锈迹岩石的结构是指岩石的原子、分子、离子层次的微观构成形式。 根据微观粒子在空间分布状态的不同，可分为结晶质结构和玻璃质结构。岩石构造是指用放大镜或肉眼宏观可分辨的岩石构成形式，通常根据岩石的孔隙特征和构成形态分为致密状、多孔状、片状、斑状、砾状等。 14.1.1.2 分类和性质岩石按地质形成条件不同，通常可分为三大类，即岩浆岩、沉积岩和变质岩。 (1) 岩浆岩 岩浆岩又称火成岩，它是因地壳变动，熔融的岩浆由地壳内部上升后冷却而成。 岩浆岩根据岩浆冷却条件的不同，又分为深成岩、浅成岩、喷出岩和火山岩。 (2) 沉积岩沉积岩又称水成岩。沉积岩是由原来的母岩风化后，经过

9、搬运、沉积等作用形成的岩石。与火成岩相比，其特性是：结构致密性较差，密度较小，孔隙率及吸水率均较大，强度较低，耐久性也较差。 根据生成条件，沉积岩分为以下三类：机械沉积岩、化学沉积岩和生物沉积岩。(3) 变质岩 变质岩是由原生的岩浆岩或沉积岩，经过地壳内部高温、高压等变化作用后而形成的岩石。沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，坚实耐久；而岩浆岩变质后，性质反而变差。其碎块可用于道路或作混凝土的集料。火山作用的产物岩浆岩巨大的岩浆岩体火山碎屑岩玄武岩的柱状节理玄武岩的气孔（喷出岩）沉积岩沉积岩的层状构造火成岩中的深成岩构造特性：致密，密度大，抗压强度高，吸水率小，抗冻性好，耐磨性好，耐久性很好

10、。喷出岩当岩浆层较厚时，特性近似深成岩，喷出岩浆较薄时，则形成多孔结构。火山碎屑岩则是轻质多孔的材料。沉积岩的构造特性（深成岩比较）：致密性较差，密度较小，孔隙率及吸水率均较大，强度较低，耐久性也较差。沉积岩变质后，性能变好，结构变得致密，如石灰岩变质为大理岩，而火成岩经变质后，性能反而变差，如花岗岩变质成片麻岩。浮石片麻岩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。 14.1.2 建筑石材的技术指标1

11、4.1.2.1 表观密度天然岩石是以70mm70mm70mm的正方体试件，用标准试验方法测得的抗压强度值作为评定石材强度等级标准。根据砌体结构设计（GBJ3）规定，天然石材的强度等级为MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、MU15和MU10九个等级。 14.1.2.2 抗压强度石材吸水性的大小用吸水率表示，其大小主要与石材的化学成分、孔隙率大小、孔隙特征等因素有关。酸性岩石比碱性岩石的吸水性强。常用岩石的吸水率：花岗岩小于0.5%；致密石灰岩一般小于1%；贝壳石灰岩约为15%。石材吸水后，降低了矿物的粘结力，破坏了岩石的结构，从而降低石材的强度和耐水性。 14

12、.1.2.3 吸水性石材的抗冻性用冻融循环次数表示，一般有F10、F15、F25、F100、F200。致密石材的吸水率小、抗冻性好。吸水率小于0.5%的石材，认为是抗冻的，可不进行抗冻试验。 14.1.2.4 抗冻性石材的耐水性用软化系数K表示。按K值的大小，石材的耐水性可分为高、中、低三等，K的石材为高耐水性石材，K的石材为中耐水性石材，K的石材为低耐水性石材。一般K的石材，不允许用在重要建筑中。 14.1.2.5 耐水性石材的多变性 石材的装饰性 石材的适用性 石材的经济性 石材的工艺性能 石材的安全性 14.1.3 天然石材的选用14.2 建筑装饰常用石材饰面石材是指用于建筑物表面装饰的

13、石材。饰面板材是指用饰面石材加工成的板材，用作建筑物的内外墙面、地面、柱面、台面等。饰面石材分天然饰面石材和人造饰面石材。天然饰面石材主要有大理石、花岗石、青石、岩板等。人造石材以其强度大、装饰性好、耐腐蚀、耐污染、便于施工、价格低等优点，得到了广泛的应用。 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，它属于中硬石材。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。 14.2.1 天然大理石天然大理石的主要化学成分见表。 14.2.1.1 天然

14、大理石的主要化学成分表天然大理石化学成分 化学成分 CaOMgOSiO2Al2O3Fe2O3SO3其他(Mn、K、Na) 含量(%) 28543220.5230.12.50303微量 天然大理石的性能指标见表。 14.2.1.2 天然大理石的性能与特点表天然大理石的性能 项目指标体积密度(kg/m3) 25002700强度(MPa) 抗压 70.0110.0抗折 6.016.0抗剪 7.012平均韧性(cm) 10平均质量磨耗率(%) 12吸水率(%) 4008000.500.600.808001000 0.700.801.001000 0.801.001.20(3)角度允许极限公差普型板材的

15、角度允许极限公差应符合表的规定。 拼缝板材正面与侧面的夹角不得大于90。异型板材的角度允许极限公差由供需双方商定。 板材长度范围 允许极限公差优等品一等品合格品400 0.300.400.604000.500.600.80表14.9 天然大理石建筑板材角度允许极限公差(mm) (4)外观质量同一批板材的花纹色调基本调和。板材正面的外观缺陷应符合表的规定。板材允许粘结和修补。粘结或修补后不影响板材的装饰质量和物理性能。 表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(5

16、)物理性能镜面光泽度镜面光泽度指饰面板材表面对可见光的反射程度。生产厂按板材化学成分控制板材镜面光泽度，其数值不低于表的规定。 物理力学指标天然大理石建筑板材要求体积密度不小于3，吸水率不大于0.75%，干燥压缩强度不小于，弯曲强度不小于。 表天然大理石建筑板材的镜面光泽度要求 化学主成分含量（%） 镜面光泽度（光泽单位） 氧化钙氧化镁二氧化硅烧减量优等品一等品合格品405605015304590807025351525115354525351525102525358070603437151801424515445032381020605040（6）贮存由于天然大理石板材表面光亮、细腻、易受污

17、染和划伤，所以板材应在室内贮存，室外贮存时应加遮盖。板材应按品种、规格、等级或工程料部位分别码放。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；板材平放时，地面必须平整，垛高不得超过。包装箱码放高度不得超过2m。花岗石是花岗岩的俗称，它属于深成岩，是岩浆岩中分布最广的岩石，其主要矿物组成为长石、石英和少量云母及暗色矿物。 商业上所说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、辉绿岩、玄武岩、安山岩、正长岩等，一般质地较硬。 14.2.2 天然花岗石花岗石为全晶质结构，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

18、。花岗石的颜色取决于其所含长石、云母及暗色矿物的种类及数量。花岗石的化学成分随产地不同而有所区别，各种花岗岩SiO2含量均很高，一般为67%75%，属酸性岩石。花岗石主要化学成分见表。 14.2.2.1 花岗石的结构及主要化学成分表天然大理石化学成分 化学成分 SiO2Al2O3CuOMgOFe2O3含量(%) 6775121712120.51.5天然花岗石板材是由天然花岗石荒料经锯切、研磨、抛光及切割而成的，其性能指标见表。 14.2.2.2 天然花岗石的性能与特点表天然花岗石性能 项目指标体积密度（kg/m3） 25002700强度 抗压抗折抗剪 1202508.5151319 吸水率（%

19、）膨胀系数（106/）平均韧性（cm）平均质量磨耗率（%）耐用年限 15.67.3481175200 天然花岗岩的优点：结构致密，抗压强度高。材质坚硬，耐磨性很强。 孔隙率小，吸水率极低，耐冻性强。 装饰性好。 化学稳定性好，抗风化能力强。耐腐蚀性等耐久性很强。 天然花岗岩的缺点：自重大，用于房屋建筑与装饰会增加建筑物的质量。硬度大，给开采和加工造成困难。质脆，耐火性差。某些花岗岩含有微量放射性元素，应根据花岗石石材的放射性强度水平确定其应用范围。 (1)规格天然花岗石普型板材产品规格见表，异型板材产品规格由设计或施工部门与生产厂家商定。 (2)品种 国内部分花岗石品种、特色、产地见表。进口国

20、外部分花岗岩装饰性能、物理性能见表。 14.2.2.3 天然花岗岩板材的规格和品种表天然花岗石普型板材产品规格 长(mm) 宽(mm) 厚(mm) 长(mm) 宽(mm) 厚(mm) 300300203053052040040020610305206003002061061020600600209156102090090020106776220107075920表我国部分花岗石品种、特征、产地 生产厂家品名装饰性能福建泉州风山蓝宝石淡蓝灰色 北京市大理石厂 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 山东掖县大理石矿（莱州牌） 莱州白莱州青莱州黑莱州红莱州棕黑 白底黑点

21、黑底青白点黑底灰白点粉红底深灰点黑底棕点 生产厂家品名装饰性能湖北黄石市大理石厂 济南青芝麻青红花岗石 黑色白底黑点红底起黑点花 济南市花岗石厂 济南青红色花岗石板白色花岗石板 纯黑紫红色白色 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 2.730.080.481201041.59黑珍珠黑色，间有很少量银白色长石晶体 2.700.160.609.8031.89印度 蒙地卡罗蓝中细粒浅红，有似流动状相间 2.610.230.6331.224.17将军红杏红黄色,呈片麻状 2.620.150.5510.0039.99吉利

22、红紫红色，较纯中粒 2.590.170.3410.6039.15印度红深红色,粗粒,质均匀 2.600.080.3413.1046.20表进口国外部分花岗岩装饰性能、物理性能 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 磨损抗力加拿大加拿大白灰白色，中细粒结构 2.640.220.6711.707053墨西哥摩卡绿棕色，中粗粒结构 2.640.090.6913.431.08巴西 圣罗蓝灰蓝色，中细粒间嵌布着粉黄色粗粒长石晶体 蒙娜丽莎草绿色 2.680.080.3110.5029.26天然花岗石属于高级建筑装饰材料，主要应用于大型公共建筑或装饰等级要求较高的室内外装饰

23、工程。一般镜面花岗石板材和细面花岗石板材表面光洁光滑，质感细腻，多用于室内墙面和地面、部分建筑的外墙面装饰。粗面花岗石板材表面质感粗糙、粗犷，主要用于室外墙基础和墙面装饰，有一种古朴、回归自然的亲切感。 14.2.2.4 天然花岗石板的应用(1)分类按表面加工强度分a细面板材（RB）b镜面板材（PL）c粗面板材（RV）按形状分a普型板材（N）b异型板材（S）14.2.2.5 天然花岗岩板材的分类、等级、命名与标记(2)等级按板材规格尺寸允许偏差、平面度允许极限公差、角度允许极限公差和外观质量分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。(3)命名与标记板材命名顺序：荒料产地地名、花纹色

24、调特征名称、花岗石（G）。板材标记顺序：命名、分类、规格尺寸、等级、标准号。 【标记示例】用山东济南黑色花岗石荒料生产的400mm400m20mm普型、镜面、优等品板材示例如下：命名：济南青花岗石标记：济南青（G）NPL40040020AJC205根据国家建材行业标准JC20592天然花岗石建筑板材，天然花岗岩建筑板材的技术要求如下：(1)规格尺寸允许偏差普型板材规格尺寸允许偏差应符合表的规定。异型板材规格尺寸允许偏差由供需双方商定板材厚度小于或等于15mm，厚度允许极差为；板材厚度大于15mm时为。 14.2.2.6 天然花岗石板材的技术要求和贮存表普型板材规格尺寸允许偏差(mm) 分类细面

25、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 0-1.00-1.50-1.50-1.00-2.00-3.0厚度 1515 0.51.0 1.020+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 平面度允许极限公差应符合表的规定。 表14.18 平面度允许极限公差(mm) 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 4001000 1000 0.500.200.800.400.701.000.600.901.200.801.502.001.002.002.501.202.20

26、2.80(3)角度允许极限公差普型板材的角度允许极限公差应符合表的规定。 拼缝板材正面与侧面的夹角不得大于90。异形板材的角度允许极限公差由供需双方商定。 表天然花岗石普型板材的角度允许极限公差规定(mm) 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 4000.400.600.801.000.600.801.001.001.20(4)外观质量同一批板材的色调花纹应基本调和。板材正面的外观缺陷应符合表的规定。 表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） 12缺角面积不超过

27、5mm2mm（面积小于2mm2mm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20mm30mm（面积小于15mm15mm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23坑窝粗面板材的正面出现坑窝 不明显出现，不影响使用(5)物理性能 镜面光泽度 物理力学指标 天然石材的放射性 天然花岗石放射性级别和使用范围可见表 (6)贮存天然花岗石板材的贮存方法与天然大理石的贮存方法基本相同，可参见前述具体规定。 表天然花岗石放射性级别和使用范围 级别Ir(外照)Irs（内照

28、）使用范围 A类产品1.31.0产销与使用范围不受限制 B类产品1.91.3不可用于类民用建筑 C类产品2.8一切建筑物 其他2.8花岗石可用于海堤、桥墩及碑石等 14.3 人造石材人造饰面石材是人造大理石和人造花岗岩的总称，属水泥混凝土或聚酯混凝土的范畴，它的花纹图案可人为控制，胜过天然石材，且质量轻、强度高、耐腐蚀、耐污染、施工方便，是现代建筑的理想装饰材料。 1水泥型人造石材 这种大理石是以各种水泥或石灰为粘结剂，砂为细骨料，碎大理石、花岗岩、工业废渣为粗骨料，经配料、搅拌、成型、加压蒸养、磨光、抛光而制成的。大理石表面光泽度高，花纹耐久，抗风化能力、耐火性、防潮性能优于一般人造大理石。14.3.1 人造石材的分类14.3.1 人造石材的分类2树脂型人造石材 这种大理石多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，浇注成型，在固化剂的作用下产生固化作用，经脱模、烘干、抛光等工序而制成。产品光泽好，颜色浅，可调成不同的鲜明颜色。14.3.1 人造石材的分类3烧结型人造石材 制作方法主要有两种：利用玻璃陶瓷混合技术和陶瓷面砖生产工艺。前者久石微晶玻璃装饰板，后者实质是