天然装饰石材

一、天然装饰石材

天然石材在古代建筑物中主要用作结构材料和构筑材料，随着人造材料的不断增加，现代建筑中结构材料主要已为水泥混凝土、钢材所取代，天然石材主要用作装饰材料和构筑材料。

用于建筑工程的天然饰面石材品种繁多，但按其基本属性仅有花岗石和大理石两大类。

1．花岗石

按建筑学的观念即广义的花岗石是指具有装饰功能并可以磨光、抛光的各类岩浆岩及少量其他类岩石，主要是岩浆岩中的深成岩和部分喷出岩和变质岩。若以岩石学的概念看建筑中所说的花岗石，大致包括各种花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩（以上属深成岩），辉绿岩、玄武岩、安山岩（以上属喷出岩），片麻岩（属变质岩）等。这类岩石组织非常紧密，矿物全部结晶且颗粒粗大呈块状构造或为粗晶嵌入玻璃质结构中的斑状构造，强度高，吸水性小，硬度、密度及传热性大，它们都可以磨光、抛光成镜面，呈现出斑点状花纹。

岩石学所说的花岗岩指由石英、长石及少量的云母和暗色矿物（橄榄石类、辉石类、角闪石类及黑云母等）组成全晶质的岩石，多按结晶颗粒大小的不同，可分为细粒、中粒、粗粒及斑状等多种。花岗岩有明显的解理，其颜色与光泽由长石、云母及暗色矿物而定，通常呈黑、白、灰、浅黄、蔷薇色及红色。优质花岗岩晶粒规则均匀，构造紧密，石英含量多而云母少，不含有害的黄铁矿等杂质，多长石晶粒光泽明亮，无风化迹象。花岗石密度为2．70，表观密度为2300～2800kg／m³，抗强度高（120～250MPa），孔隙率和吸水率均小于1％，传热快［热导率约2．9W／（m·K）］，耐磨性、耐久性相当高，耐用年限为数十年至数百年。花岗岩中含石英20％～40％，石英为酸性氧化物，具有耐酸性，花岗石中石英含量越多，其耐酸性越强，但石英在温度为573℃及870℃时发生晶态转变，体积膨胀较其他成分大，故火灾时易发生开裂而不抗火。由于花岗岩具有质地坚硬、耐磨、耐久、外观稳重大方等特点，被认为是一种高级建筑装饰材料。

闪长岩由斜长石、角闪石及少量黑云母与辉石等矿物所组成，故为黑色、黑灰、黑绿色的暗色岩石，其组织是均粒结晶。含有大量普通角闪石的细粒闪长岩是一种非常坚硬的岩石，比花岗岩韧性大，强度高，耐久性好，是一种优良的承重及衬面材料，但加工很困难。

花岗石除作普通建筑石料、大型建筑物基础、踏步、栏杆、堤坝、桥梁、路面、街边石等外，主要用作建筑物内外装饰材料。不同的使用场合地点，应选择不同物理性能的花岗石，并加工成不同的表面形式。根据不同使用范围，装饰石材可分为三类：

第一类基本不承受任何荷载，主要用作建筑物内外墙、柱的饰面材料，着重考虑岩石的颜色、花纹符合建筑设计要求，作室外饰面石材还应考虑其抗冻性、抗拉强度，吸水性及热膨胀系数等；作室内装饰则应考虑抗冲击强度。饰面石材一般加工成板材，板材的标准厚度为2cm，但欧美国家开始向薄型板材方向发展，厚度为1．2～1．5cm，最薄厚度达0．7cm，有一个大面再经磨光、抛光，呈现出高贵华丽的质感。

第二类要承受一定的荷载，这类石材主要作地面、台阶、踏步等，因此要求石材具有较高的耐磨性、抗冲击性和抗冻性。室内地面板材厚度为1．5～2．0cm，一般经磨光抛光加工；室外地面有板材、条石、方石、拳石等形式，为了防滑，一般不磨光而是凿成点状或条纹，呈现出朴素而粗犷的气质。

第三类主要用于纪念性建筑物，如大型的纪念碑、塔等。对此类岩石有多方面要求，其色彩、花纹、物理力学性能和耐久性要求均较高，有时还要求特大尺寸，重达数十吨至数百吨。大体量的石材呈现出宏伟、庄严、神圣不可侵犯的气魄。

2．大理石

广义的大理石是指具有装饰功能，并可磨光抛光的各种沉积岩和变质岩，大致包括各种大理岩、石英岩、蛇纹岩（以上属变质岩），致密石灰岩、砂岩、石膏岩、白云岩等（以上属沉积岩）。除石英岩外，大理岩一般较花岗岩质软，强度低，结构细腻，磨光后无斑点状花纹。岩石学中所指的大理石是由石灰岩或白云岩变质而成，主要矿物成分是方解石或白云石，其主要化学成分为碳酸盐类（碳酸钙或碳酸镁）。大理石构造致密，但硬度不大（莫氏硬度3～4），较花岗岩易于切割雕琢磨光。纯大理石为白色，我国常称汉白玉。大理石中一般常含有氧化铁、二氧化硅、云母、石墨、蛇纹石等杂质，使大理石呈现出红、黄、棕、黑、绿等各色斑驳纹理，磨光后极为美丽典雅，并常常赋予高雅的名称如晚霞、残雪、秋香、秋景、雪野等。大理石、石灰岩、白云岩因其主要成分是碳酸盐，能抵抗碱的作用，但不耐酸，若用于城市建筑外部的饰面材料，则因城市空气中常含有二氧化硫，遇水时生成亚硫酸，以后变为硫酸与岩石中的碳酸盐作用，生成易溶于水的石膏，使表面失去光泽，变得粗糙多孔而降低建筑性能。若是含石英为主的砂岩、石英岩则不存在此种问题。

砂岩是母岩碎屑沉积物被天然胶结物质胶结而成，其主要成分是石英。砂岩的性能与胶结物种类和胶结的密实程度有关。致密坚硬的砂岩可作装饰石材，山东掖县产纯白砂岩，俗称白玉石，常作雕刻装饰石材。

石英岩是由硅质砂岩变质而成。其构造均匀致密无片理，矿物成分主要是结晶的二氧化硅。其强度和耐久性均很高，使用年限为数百年至千年；但硬度大加工困难，常作承重石材和纪念性建筑用石材。

石灰岩的主要矿物成分为方解石及少量黏土、有机物等杂质，其主要化学成分是碳酸钙，致密石灰岩又称青石。由于所含杂质不同常呈现出灰色、浅黄、暗红等颜色并有纹理，致密石灰岩可作装饰板材。