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石材物理化学性能的选择

发布日期:2014-03-12  中国POS机网
1.石材的抗冻性能对饰面板材的影响
    抗冻性能是石材经受冷冻和潮湿作用时不致损坏的性能,可以通过冷冻试验测定。对冷冻过于敏感的石材不宜用于室外作墙面或地面装饰,因为室外温度和湿度的昼夜变化或季节性变化都很大。这些变化将会加速抗冻性能差的石材的老化和损坏。另外,石材中存在着裂纹、孔洞或裂缝,有些是天然形成的,有些是在加工过程中由于加热、凿打或装夹等作用时形成的,在寒冷的气候条件下,由于冰冻和频繁的解冻过程,会导致裂缝的扩张,使水分渗透到石材的更深层,加速板材的破损。详见石材网。
    2.石材的抗弯强度对饰面板材的影响
    抗弯强度是石材承受弯曲应力的能力。自然环境中作用在墙面上的风,会产生水平的正压力和负压力,使墙面上的装饰石材受到弯曲应力的作用。当这个应力达到或超过板材断裂载荷值,或者是干挂板材的开槽、开口等部位的断裂载荷值时,板材会从墙面上脱落。在容易受到强风作用的地区,在设计高大建筑物甚至设计普通建筑物的外表面石材装饰时,必须考虑风力因素的影响。详见石材网。
    由风力产生的均布载荷作用在板材表面上,使其受到弯曲应力和剪切应力,除了考虑板材的弯曲应力外,还应对板材进行剪切试验,以确定板材的最佳尺寸和晟合理的固定系统。由于天然石材的非各向同性,所以从弯曲应力的试验数据,推导出石材的抗剪切特性的数据,并依次作为设计依据的方法是不允许的。
    决定外墙饰面石材抗弯强度的主要因素有石材的厚度,墙面壁挂板材的尺寸,板材与建筑物之间的固定方法及石材本身的强度。
    3.石材耐磨性的选择
    石材对于摩擦损伤的敏感性与饰面石材的使用寿命有关,可以通过磨耗试验测定。这一数据对于选择用在地面、楼梯面等特定部位的石材来说至关重要,设计时,必须考虑。对用于墙面、柱面等不经受踏踩部位的石材来说,一般不需考虑石材的耐磨性。
    4.石材的热膨胀系数对饰面石材安装的影响
    热膨胀系数是表示物体受热时,其长度或体积增大程度的物理量。一般分为“线膨胀系数”和“体积膨’胀系数”o线膨胀系数是指固态物质在温度改变l℃时,其长度的变化量与其在O℃时长度的比值。
    天然石材与钢筋混凝土或金属结构件一样,在周围环境温度变化时,也会产生热胀冷缩现象。在建筑物上使用混凝土(水泥砂浆)固定板材时,由于建筑物、水泥和石材三者之间的热膨胀系数不同,当外界温度变化时,会影响所安装板材的牢固性。另外,由热胀冷缩引起石材内部应力和晶格的畸变,也会使板材受损。所以现代的旌工技术尽量减少使用水泥砂浆粘合板材,而大量采用钢结构的桁架安装固定,即石材的于挂安装方法。
    干挂安装用的钢结构桁架具有很好的弹性,可以吸收板材和建筑物的任何热膨胀或冷收缩产生的移动。当然,这和固定器(固定板材用的金属配件,如角码、托板和销钉)的刚性和安装的阻力系数有关。为了获得较好的弹性;在保证安装强度和牢固性的前提下,可以选用刚性较低的金属材料制造固定器,以及合适的固定阻力系数。干挂桁架和金属配件都使用奥氏体型不锈钢钢板,经过冲压和冷弯工序制造。
    在设计装饰石材墙面或地面板材之间的接缝时,大理石、花岗石的线膨胀系数必须考虑。目前安装板材的接缝形式有两种:一种是紧密相接,板材之间不留有缝隙,这称为闭式接缝;另一种是板材之间留有3—6mm的缝隙,这称为开式接缝。
    外墙安装饰面石材时,不能全部采用闭式接缝。尤其是在干挂安装板材而且板材与墙体之间填充有保温材料时,必须采用开式接缝。因为钢结构桁架和金属配件弹性变形的幅度是有限的,如果板材之间无缝隙,建筑物和板材的不均匀热变形都会作用于桁架等结构上,使其负荷加大,轻者导致板的损坏,桁架结构的塑性变形,重者出现严重事故。施工经验证明,在一楼范围内,珂选用开式、闭式相结合的接缝,一般应留有15—20mm的开式接缝,两种接缝的具体安排布置,可根据建筑装饰艺术的设计要求确定。
    一般情况下,开式接缝允许选用单体面积较大的板材,由于板材之间的缝隙,所以封口材料(氯丁橡胶、硅酮化合物等)的用量加大,但在板材安装施工时,开式接缝的施工相对容易。
    5.饰面石板的自重
    在设计使用石材装饰墙面时,必须考虑板材作用于墙面的应力,该应力的大小取决于饰面板材的重量。当石材的面积确定后,这个应力的大小就与板材的厚度有关了。墙面用石材板材的自重既影响建筑物的结构尺寸的设计,又影响板材安装系统的选择,所以在设计时,要认真考虑板材自重的影响因素。
    6.化学介质对饰面石材的影响
    大理石的主要成分是碳酸钙,很容易受到化学介质的侵蚀。花岗石的成分主要是石英和长石等,它抗拒侵蚀的能力比大理石强得多。
    选择石材时,要考虑其装饰使用所在地的环境条件。空气中对石材产生侵蚀作用的气体介质有C02和H2S,汽车尾气虽然不直接侵蚀石材,但也会附着在石材表面催化化学介质的侵蚀作用,S02与水蒸气化合形成酸,这对石材中的碳酸盐(大理石)和少量的铁成分(花岗石)的侵蚀作用极强。这些化学侵蚀作用的结果使得石材的表层脱落,产生锈斑,虽然暂时对石材的机械性能影响不大(通常化学侵蚀只发生在石材表面几微米之内),但严重影响了石材的装饰美观性。随着缓慢但持久的化学腐蚀,并伴随着板材的物理机械损伤,会使板材的性能不断降低,尢其是较薄的板材受到的影响更大。
    选材时除了考虑环境和材料的物理、化学和力学性能外,在板材安装前,还可以采取一些防护措施。如:采用草酸抛光大理石可以提高大理石表面的抗侵蚀能力,防止CQ的侵蚀,因为草酸盐比碳酸盐的化学结构稳定;安装板材前:对其涂敷防护剂等,在目前是比较先进的一种解决方法。
  四、饰面石材尺寸的选择
  饰面石材尺寸的选择也很重要,从美学、直观和视觉效果角度看,在装饰面几何图形对称、美观的前提下,单体板材的面积越大越好看。单体面积大的板材,则需要足够的厚度承受板材本身的弯曲应力,这样的板材自重和造价必然提高,同时还需要采用价格昂贵的大尺寸支承架和固定器,或者采用较多的辅助固定器、减少固定器间距,但辅助固定器的使用也会增加安装费用。
    因此,在选择板材尺寸时,要综合考虑造价的因素。如果需要选择大面积饰面板材时,设计者、施工者与业主之间要充分的协商,以取得最佳方案。
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