1.2 石材
1.2.1 石材在园林工程中的应用项目
石材被广泛应用于园林建筑的室内、室外、道路、桥梁、广场、假山、水景等环境中,通常情况下,可按园林建筑物室内、室外、园林景点等划分。
室内石材装饰工程项目和部位主要有:园林建筑物室内的地面、墙面、柱面、踢脚、墙裙、勒脚、隔断、窗台、服务台、柜台、花饰格带、楼梯踏步、卫生间、水池、游泳池、花坛、假山、影壁、壁画等。
室外石材装饰工程项目和部位主要有:各种建筑的外墙面、柱基、柱头、柱面、广场、台阶、踏步、围墙、围栏、外廊、门楣、桥梁、园路路面、假山、水池、水体的驳岸和护坡、牌匾、石雕花格、勒脚、石雕、壁画等。
园林景点的石材装饰工程项目主要有:入口、门楣、桥栏、石桌、石凳、石灯、石砌小道、石像、石刻、石雕等。
1.2.2 园林工程常用石材
1.2.2.1 大理石
(1)天然大理石
大理石属于硬石材,是指变质或沉积的碳酸盐类的岩石。
天然大理石品种广泛,多达400余种,资源亦遍布全国各地,除了早已闻名于世的我国台湾地区花莲大花绿、丹东绿、莱阳绿、房山汉白玉、曲阳汉白玉、杭灰、云灰及宜兴奶油外,山东、云南、四川、两河、两湖、江浙、两广及安徽等省市自治区均蕴藏丰富的资源和众多的品种;按颜色分有黑色、白色、红色、灰色、黄色、褐色等。
因为天然大理石品种甚多,同质不同名者有之,同名不同质者也有之,所以将大理石按其颜色加以分类,择名优品种简要介绍如下。
①白色大理石 白色大理石品种:房山汉白玉;河北曲阳的曲阳玉、汉白玉;山东莱州雪花白、水晶玉;湖南的梆州白、湘白玉;广东的蕉岭白、圳白玉、汉白玉;四川的宝兴白、宝兴青花白、蜀金白、草科白;云南的河口雪花白、云南白海棠;江西的江西白、上白玉。
②灰色大理石 灰色大理石品种:浙江的杭灰、衢灰;山东的齐灰;广东的云花;广西的贺县灰;云南的云灰、雅灰等。
③黑色大理石 黑色大理石品种:湖南的双锋黑、邵阳黑、梆州黑;广西的桂林黑;四川的武隆黑、天全黑、西阳黑;贵州的毕节晶墨玉等。
④黄色大理石 黄色大理石品种:云南的云南米黄;广西的木纹黄、桂林黄;贵州的木纹米黄、平花米黄、金丝米黄;河南石材松香黄;陕西的香蕉黄、芝麻黄;内蒙古的密黄、米黄。
⑤绿色大理石 绿色大理石品种:辽宁的丹东绿;山东的莱阳绿、翠绿、栖霞绿;湖南的沱江绿、荷花绿、碧绿;陕西的孔雀绿和新疆的天山翠绿。
⑥红色大理石 红色大理石品种:江苏宜兴的红奶油;江西的玫瑰红、奶油红、玛瑙红;河南的雪花红、万山红、芙蓉红、鸡血红;湖南的凤凰红、荷花红;广东的灵红、广州红;广西的龙胜红和四川的南江红;新疆的海底红、秋景红等等。
⑦褐色大理石 褐色大理石品种:北京的紫豆瓣、晚霞、螺丝转;安徽的红皖螺、灰皖螺等均为上好的品种。
天然大理石颜色绚丽、纹理多姿,硬度中等,耐磨性次于花岗岩。其耐酸性差,酸性介质会使大理石表面受到腐蚀,容易打磨抛光,耐久性次于花岗岩,质地较密实,抗压强度高。
(2)天然大理石荒料
天然大理石是石灰岩经过地壳内高温高压作用形成的变质岩,属中硬石材,主要由方解石和白云石组成,其主要成分以碳酸钙为主,约占50%以上,其他还有碳酸镁、氧化钙、氧化锰及二氧化硅等。凡从矿体中分离出来(开采出来)的具有规则形状的石材称为荒料,将采石场采出的荒料送往石材加工厂或车间,按照割石设计图进行机械锯切或用凿子分解、凿平、雕刻等手工操作加工成各种板、块形体,再经过研磨工序(即粗磨、细磨、半细磨、精磨、抛光等工序),即可生产出各式形态、花色图案的装饰石材。
①分类
a.按岩矿分为方解石大理石荒料(FL)、白云石大理石荒料(BL)、蛇纹石大理石荒料(SL)。
b.按规格尺寸将荒料分为三类,见表1-4。
表1-4 荒料分类 单位:cm3
②外观质量
a.同一批荒料的色调应基本调和,花纹应基本一致。
b.当出现明显裂纹时,应扣除裂纹造成的荒料体积损失,扣除体积损失后每块荒料的最小规格尺寸应满足表1-5的规定。
表1-5 荒料的最小规格尺寸 单位:cm
c.色斑缺陷应符合表1-6的规定。
表1-6 荒料色斑缺陷质量要求
③物理性能 荒料的物理性能应符合表1-7的规定。工程对石材料物理性能项目及指标有特殊要求的,按工程要求执行。
(3)天然大理石板材
①物理性能
a.镜面板材的镜向光泽度应不低于70光泽单位,圆弧板镜向光泽度以及光泽度有特殊需要时由供需双方协商确定。
表1-7 荒料的物理性能
b.板材的物理性能应符合表1-8的规定,工程对板材物理性能项目及指标有特殊要求的,按工程要求执行。
表1-8 板材的物理性能要求
①仅适用于地面、楼梯踏步、台面等易磨损部位的大理石石材。
②分类
a.按矿物组成分为:方解石大理石(代号为FL)、白云石大理石(代号为BL)、蛇纹石大理石(代号为SL)。
b.按形状分为:毛光板(代号为MG)、普型板(代号为PX)、圆弧板(代号为HM)、异型板(代号为YX)。
c.按表面加工分为:镜面板(代号为JM)、粗面板(代号为CM)。
③板材规格 按加工质量和外观质量分为A、B、C三级。
a.板材的规格尺寸允许偏差 普型板规格尺寸允许偏差应符合表1-9的规定。
表1-9 普型板规格尺寸允许偏差 单位:mm
b.板材的平面度允许公差 普型板平面度允许公差见表1-10。
表1-10 普型板平面度允许公差 单位:mm
c.普型板角度允许公差见表1-11。
表1-11 普型板角度允许公差 单位:mm
注:普型板拼缝板材正面与侧面的夹角不得大于90°,圆弧板侧面角应不小于90°。
④检验规则
a.检验项目
毛光板:厚度偏差,平面度公差,镜向光泽度,外观质量。
普型板:规格尺寸偏差,平面度公差,角度公差,镜向光泽度,外观质量。
圆弧板:规格尺寸偏差,角度公差,直线度公差,线轮廓度公差,外观质量。
异型板:按供需双方协商确定的加工质量项目和外观质量。
b.组批 同一品种、类别、等级、同一供货批的板材为一批,或按连续安装部位的板材为一批。
c.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,则判定该块板材符合该等级。
根据样本检验结果,若样本中发现的等级不合格品数小于或等于合格判定数,则判定该批符合该等级;若样本中发现的等级不合格品数大于或等于不合格判定数,则判定该批不符合该等级。
(4)大理石的应用
天然大理石可制成高级装饰工程的饰面板,适用于纪念性建筑、大型公共建筑的室内墙面,如宾馆、展览馆、影剧院、商场、图书馆、机场、车站、柱面、地面、楼梯踏步等,有时也可作为楼梯栏杆、服务台、门脸、墙裙、窗台板、踢脚板等,是理想的高级室内装饰材料。此外,还可用于制作大理石壁画、大理石生活用品等。天然大理石板材的光泽易被酸雨侵蚀,故不宜用作室外装饰,只有少数质地纯正的汉白玉、艾叶青可用于外墙饰面。
1.2.2.2 花岗岩
(1)天然花岗岩
花岗岩为典型的深成岩,其矿物组成为长石、石英及少量暗色矿物和云母或角闪石、辉石等;花岗岩的化学成分主要是SiO2,其质量分数为65%~70%,所以花岗岩为含硅较多的酸性深成岩。
花岗岩装饰性好,其花纹为均粒状斑纹及发光云母微粒;坚硬密实,耐磨性好,耐久性好。花岗岩孔隙率小,吸水率小;耐风化;具有高抗酸腐蚀性。其耐火性差,花岗岩中的石英在573℃和870℃会发生晶体转变,产生体积膨胀,火灾发生时引起花岗岩开裂破坏。
一般情况下,天然花岗岩的技术指标为:表观密度2800~3000kg/m3,抗压强度100~280MPa,抗弯强度1.3~1.9MPa,孔隙率及吸水率小于1%,抗冻性能为100~200次冻融循环,耐酸性能良好,耐用年限200年左右。
(2)花岗岩板材
花岗岩板材按表面加工的方式分为:
①粗磨板 即表面经过粗磨,光滑而无光泽。
②磨光板 即经打磨后表面光亮、色泽鲜明、晶体裸露,再经刨光处理,即为镜面花岗岩板材。
③剁斧板 即表面粗糙,具有规则的条状斧纹。
④机刨板 即用刨石机刨成较为平整的表面,表面呈相互平行的刨纹。
天然花岗岩板材按照规格尺寸允许偏差、角度允许极限公差、外观质量分为优等品(A)、一等品(B)、合格品(C)三个等级。
天然花岗岩剁斧板和机刨板按图样要求加工。粗磨板和磨光板材常用尺寸为300mm×300mm、305mm×305mm、400mm×400mm、600mm×300mm、600mm×600mm、900mm×600mm、1070mm×750mm等,厚度为20mm。
(3)花岗岩的应用
花岗岩属于高档建筑结构材料和装饰材料,多用于室内外墙、地面、柱面、台阶、基座、铭牌、踏步、檐口等处,许多纪念性的建筑都选用了花岗岩,如人民英雄纪念碑。具体见表1-12。
表1-12 天然花岗岩的应用
1.2.2.3 人造石材
(1)定义
人造石材一般是指人造大理石和人造花岗岩,属于水泥混凝土或聚酯混凝土的范畴。人造石材是以大理石碎料、石英砂、石粉等骨料,拌和树脂、聚酯等聚合物或水泥黏结剂,经过真空强力拌和振动、加压成形、打磨抛光以及切割等工序制成的板材。
(2)分类
①按表面纹理及质感不同分类
a.人造大理石 有类似于大理石的质感和花纹,具有更好的力学性能、良好的抗水解性能。
b.人造花岗岩 有类似于花岗石的花色和质感,具有更好的力学性能、良好的抗水解性能。
c.人造玛瑙石 有类似于玛瑙花纹的质感,具有半透明性,填料有很高的细度和纯度。
d.人造玉石 有类似于玉石的色泽,呈半透明状,填料有很高的细度和纯度。
②按所用原料不同分类
a.树脂型人造石材 树脂型人造石材是以不饱和聚酯树脂为胶黏剂,与天然大理石碎石、石英砂、方解石、石粉或其他无机填料按一定的比例配合,再加入催化剂、固化剂、颜料等外加剂,经混合搅拌、同化成型、脱模烘干、表面抛光等工序加工而成。具有天然花岗岩和大理石的色泽花纹,颜色鲜艳丰富、光泽好、可加工性强、装饰效果好,抗污染性及抗老化性较强,且价格低廉。
b.复合型人造石材 复合型人造石材采用的胶黏剂中,既有无机材料,又有有机高分子材料。复合型人造石材的制作工艺是先用水泥、石粉等制成水泥砂浆的坯体,然后将坯体浸于有机单体中,使其在一定条件下聚合而成。现以板材为例,底层用性能稳定而价廉的无机材料,面层用聚酯材料和大理石粉。无机胶结材料可用快硬水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、铝酸盐水泥、矿渣水泥以及熟石膏等。有机单体可用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙烯腈、丁二烯等。这些单体可单独使用,也可组合使用。复合型人造石材制品的造价较低,在受温差影响后聚酯面易产生剥落或开裂。
c.烧结型人造石材 烧结型人造石材的生产方法与陶瓷工艺相仿,将长石、石英、辉绿石、方解石等粉料和赤铁矿粉,以及一定量的高岭土共同混合,石粉占60%,黏土占40%,采用混浆法制备坯料,用半干压法成型,再在窑炉中以1000℃左右的高温焙烧而成。烧结型人造石材的装饰性好,性能稳定,由于需要高温焙烧,因而造价高。
d.水泥型人造石材 水泥型人造石材是以各种水泥为胶结材料,砂、天然碑石粒为粗细骨料,经配制、搅拌、加压蒸养、磨光和抛光后制成的人造石材。在配制过程中混入色料,可制成彩色水泥石。水泥型石材的生产取材方便,价格低廉,但其装饰性较差。水磨石和各类花阶砖即属此类。
(3)人造石材常用品种
①聚酯型人造石材 聚酯型人造石材是以不饱和聚酯树脂为胶结料而生产的聚酯合成石,属于树脂型人造石材。聚酯合成石常可以制作成饰面用的人造大理石板材、人造花岗岩板材和人造玉石板材,人造玛瑙石卫生洁具(浴缸、洗脸盆、坐便器等)和墙地砖,还可用来制作人造大理石壁画等工艺品。
②仿花岗岩水磨石砖 仿花岗岩水磨石砖属于水泥型人造石材,是使用颗粒较小的碎石米,加入各种颜色的色料,采用压制、粗磨、打蜡、磨光等生产工艺制成。砖面的颜色、纹理和天然花岗岩十分相似,光泽度较高,装饰效果好,多用于宾馆、饭店、办公楼等的内外墙和地面装饰。
③仿黑色大理石 仿黑色大理石属于烧结型人造石材,主要是以钢渣和废玻璃为原料,加入水玻璃、外加剂、水混合成形,烧结而成。具有利用废料、节电降耗、工艺简单的特点,多用于内外墙、地面、台面装饰铺贴。
④透光大理石 透光大理石属于复合型人造石材,是将加工成5mm以下具有透光性的薄型石材和玻璃相复合,芯层为聚乙烯醇缩丁醛膜,在140~150℃热压30min而成的。具有可以使光线变柔和的特点,多用于制作采光天棚,以及外墙装饰。
1.2.2.4 其他天然砌筑、装饰石料
(1)毛石
毛石也称块石或片石,为直接采伐石块,毛石分为乱毛石和平毛石两类。
①乱毛石 乱毛石的形状不规则,稍加修整,可有一两个较为平整的面,厚度不小于150mm,常用于砌筑毛石基础、勒脚、墙身、水体驳岸、挡土墙等。
②平毛石 平毛石是略经挑选或由乱毛石略经加工而成,形状比乱毛石整齐,一般有两个平行面,常用于砌筑基础、勒脚、墙身、园路桥墩等。
(2)料石
①细料石 细料石经过细加工,外形规则,表面凹凸深度要求不大于2mm,厚度和宽度均不小于200mm,长度不大于厚度的3倍。
②半细料石 半细料石规格尺寸与细料石相同,但表面凹凸深度要求不大于10mm。
③粗料石 粗料石规格尺寸与细料石相同,但表面凹凸深度要求不大于20mm。
④毛料石 毛料石为形状规则的六面体,一般不加工或仅稍加工修整,厚度不小于200mm,长度为厚度的1.5~3倍。
料石在园林中主要用于花坛、墙身、踏步、台阶、山路、地坪、纪念碑等工程部位。
(3)鹅卵石
鹅卵石是一种良好的天然建筑、装饰材料,在园林建筑中多用于墙体基础、围墙、挡土墙;在园林的室内外环境中,铺于室内地面、柱面、墙面等处,颇有自然情趣,在装饰环境中,创造出别具一格的格调。
(4)太湖石
天然太湖石是中国传统园林造园用石,主要产于苏州洞庭西山一带,所以名为太湖石。
(5)冰花辉绿岩饰面板
辉绿岩是属于天然花岗石的范畴,因其具有水花显见而著称。冰花辉绿岩饰面板是以辉绿岩石料磨制而成,该板美观大方,具有密度大、强度高、耐酸碱等性能,与雪花形大理石饰面板有同样效果,是饰面板中的优良材料。
(6)青石板
青石板是一种水成岩,材质软,易风化,由于它不属于高档材料,又便于用简单工具加工,因此常用于园林墙面、勒脚饰面。其规格通常为长宽300~500mm不等的矩形块,颜色有暗红、灰、绿、蓝、紫等。
1.2.3 石材防护剂
防护剂是一种专门用来保护石材的液体,主要由溶质、溶剂和少量添加剂组成。
1.2.3.1 按溶解性能分类
(1)油性防护剂
油性防护剂是指能够被油溶性溶剂溶解的防护剂。如油溶性溶剂防护剂等。这类防护剂一般渗透力强,但其相对毒性较大、易燃,有较强的气味,适合于石材正面和致密表面的防护处理。
(2)水性防护剂
水性防护剂是指能够被水溶解的石材养护剂。如水基型防护剂、水溶性溶剂型防护剂、乳液型防护剂等。这类防护剂一般渗透力相对较弱一些(水溶性溶剂型防护剂除外),毒性和气味相对都要小一些,不燃,适用于疏松石材表面的防护处理。
1.2.3.2 按溶剂类型分类
(1)水基型防护剂
水基型防护剂是指完全以水为稀释剂的防护剂。这种防护剂气味小、毒性低、不燃烧、安全性能高。
(2)溶剂型防护剂
溶剂型防护剂是指用除水以外的其他溶剂为稀释剂的防护剂。溶剂型防护剂一般有强气味,毒性相对较大,易燃,相对密度一般小于1。可分为水溶性溶剂型防护剂和油溶性溶剂型防护剂。
①水溶性溶剂是指和水具有完全相溶性的一类溶剂,如醇类;以水溶性溶剂为稀释剂的防护剂叫水溶性溶剂型防护剂。
②油溶性溶剂是指和油性物质具有相溶性但不能和水相溶的一类溶剂,如苯类、酮类、酯类等。以油溶性溶剂为稀释剂的防护剂叫油溶性溶剂型防护剂。
(3)乳液型防护剂
采用油溶性溶质并以水为稀释剂,加入乳化剂高速搅拌后乳化而成。其色为乳白色,气味小、不燃,毒性相对较小。
1.2.3.3 按作用机理分类
(1)成膜型防护剂
成膜型防护剂是指施用后停留在石材表面并形成一种可见膜层的防护剂,如丙烯酸型防护剂、硅丙型防护剂、硅树脂型防护剂等。主要适用于非抛光面石材表面的防护处理。
(2)渗透型防护剂
渗透型防护剂是指施用后其有效成分全部由毛细孔渗入石材内部进行作用,石材表面无可见膜层的防护剂,如有机硅型防护剂、氟硅型防护剂等。适用于所有石材表面的防护处理。
1.2.3.4 按界面作用力分类
(1)憎水性石材防护剂
憎水性石材防护剂在使用后会扩大石材表面与水之间的张力(张力大于附着力),可以使水在石材表面呈现水珠滚动的效果,在毛面石材表面时更能体现。但这种效果的时效性短,会随着表面有效成分的流失而很快消退,最终起作用的还是防护剂的耐水性能和抗水压能力的大小。
憎水性石材防护剂不能用于石材的底面防护,其憎水性会在石材与水泥之间形成界面而影响粘接度,使石材出现空鼓现象。
(2)亲水性石材养护剂
亲水性石材养护剂在使用后不会扩大石材表面与水之间的张力(附着力大于张力),水在石材表面能够均匀吸附,没有水珠滚动的效果,但不会进入石材内部。这种防护剂的效果主要由它的耐水性和抗水压能力的大小来决定。亲水性防护剂主要为一些石材水性防护剂。
亲水性石材防护剂可以用于石材的六面防护,用于底面防护时不会形成界面,不影响粘接度。由于其渗透力不强,所以不能用于结构致密的石材防护处理。
1.2.3.5 按防护用途分类
(1)底面石材养护剂
这些防护剂主要包括一些亲水性的有机硅和成膜型防护剂。专门用于石材地面防护处理的防护剂,不会形成界面,不影响石材与水泥的粘接,有些防护剂配方中还加有粘接物质,可以增加其粘接强度。
(2)表面石材养护剂
不能用于石材底面防护处理的防护剂,一般都具有憎水效果。使用时需按不同饰面区别选用,主要为油性石材防护剂和部分水性石材防护剂等。
(3)特殊石材品种专用养护剂
特殊石材品种专用养护剂是指专门用于某些特定石材品种防护处理的防护剂。
(4)通用型石材防护剂
通用型石材防护剂是指适合于所有石材的任何表面做防护处理的防护剂。如亲水性的有机硅石材养护剂、氟硅型石材养护剂等。
1.2.3.6 按防护效果分类
(1)防水型防护剂
可以阻止水分渗透到石材内部,同时还具有防污(部分)、耐酸碱、抗老化、抗冻融、抗生物侵蚀等功能。如丙烯酸型、硅丙型等。
(2)防污型防护剂
防污型防护剂是专门为石材表面防污而设计的防护剂,其功能性主要注重防污性能,其他性能、效果一般。如玻化砖表面防污剂等。
(3)综合型防护剂
综合型防护剂除具有优异的防油、防污和抗老化性能外,同时还具有防水型石材防护剂的所有功能。
(4)专业型防护剂
专业型防护剂是特意为石材表面上光、增色等特殊功能要求而开发研制的防护剂。如增色型石材防护剂、增光型石材防护剂等。