1.石材的抗凍性能對(duì)飾面板材的影響
抗凍性能是石材經(jīng)受冷凍和潮濕作用時(shí)不致?lián)p壞的性能,可以通過冷凍試驗(yàn)測(cè)定。對(duì)冷凍過于敏感的石材不宜用于室外作墻面或地面裝飾,因?yàn)槭彝鉁囟群蜐穸鹊臅円棺兓蚣竟?jié)性變化都很大。這些變化將會(huì)加速抗凍性能差的石材的老化和損壞。另外,石材中存在著裂紋、孔洞或裂縫,有些是天然形成的,有些是在加工過程中由于加熱、鑿打或裝夾等作用時(shí)形成的,在寒冷的氣候條件下,由于冰凍和頻繁的解凍過程,會(huì)導(dǎo)致裂縫的擴(kuò)張,使水分滲透到石材的更深層,加速板材的破損。詳見石材網(wǎng)。
2.石材的抗彎強(qiáng)度對(duì)飾面板材的影響
抗彎強(qiáng)度是石材承受彎曲應(yīng)力的能力。自然環(huán)境中作用在墻面上的風(fēng),會(huì)產(chǎn)生水平的正壓力和負(fù)壓力,使墻面上的裝飾石材受到彎曲應(yīng)力的作用。當(dāng)這個(gè)應(yīng)力達(dá)到或超過板材斷裂載荷值,或者是干掛板材的開槽、開口等部位的斷裂載荷值時(shí),板材會(huì)從墻面上脫落。在容易受到強(qiáng)風(fēng)作用的地區(qū),在設(shè)計(jì)高大建筑物甚至設(shè)計(jì)普通建筑物的外表面石材裝飾時(shí),必須考慮風(fēng)力因素的影響。詳見石材網(wǎng)。
由風(fēng)力產(chǎn)生的均布載荷作用在板材表面上,使其受到彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力,除了考慮板材的彎曲應(yīng)力外,還應(yīng)對(duì)板材進(jìn)行剪切試驗(yàn),以確定板材的最佳尺寸和晟合理的固定系統(tǒng)。由于天然石材的非各向同性,所以從彎曲應(yīng)力的試驗(yàn)數(shù)據(jù),推導(dǎo)出石材的抗剪切特性的數(shù)據(jù),并依次作為設(shè)計(jì)依據(jù)的方法是不允許的。
決定外墻飾面石材抗彎強(qiáng)度的主要因素有石材的厚度,墻面壁掛板材的尺寸,板材與建筑物之間的固定方法及石材本身的強(qiáng)度。
3.石材耐磨性的選擇
石材對(duì)于摩擦損傷的敏感性與飾面石材的使用壽命有關(guān),可以通過磨耗試驗(yàn)測(cè)定。這一數(shù)據(jù)對(duì)于選擇用在地面、樓梯面等特定部位的石材來說至關(guān)重要,設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮。對(duì)用于墻面、柱面等不經(jīng)受踏踩部位的石材來說,一般不需考慮石材的耐磨性。
4.石材的熱膨脹系數(shù)對(duì)飾面石材安裝的影響
熱膨脹系數(shù)是表示物體受熱時(shí),其長(zhǎng)度或體積增大程度的物理量。一般分為“線膨脹系數(shù)”和“體積膨’脹系數(shù)”o線膨脹系數(shù)是指固態(tài)物質(zhì)在溫度改變l℃時(shí),其長(zhǎng)度的變化量與其在O℃時(shí)長(zhǎng)度的比值。
天然石材與鋼筋混凝土或金屬結(jié)構(gòu)件一樣,在周圍環(huán)境溫度變化時(shí),也會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。在建筑物上使用混凝土(水泥砂漿)固定板材時(shí),由于建筑物、水泥和石材三者之間的熱膨脹系數(shù)不同,當(dāng)外界溫度變化時(shí),會(huì)影響所安裝板材的牢固性。另外,由熱脹冷縮引起石材內(nèi)部應(yīng)力和晶格的畸變,也會(huì)使板材受損。所以現(xiàn)代的旌工技術(shù)盡量減少使用水泥砂漿粘合板材,而大量采用鋼結(jié)構(gòu)的桁架安裝固定,即石材的于掛安裝方法。
干掛安裝用的鋼結(jié)構(gòu)桁架具有很好的彈性,可以吸收板材和建筑物的任何熱膨脹或冷收縮產(chǎn)生的移動(dòng)。當(dāng)然,這和固定器(固定板材用的金屬配件,如角碼、托板和銷釘)的剛性和安裝的阻力系數(shù)有關(guān)。為了獲得較好的彈性;在保證安裝強(qiáng)度和牢固性的前提下,可以選用剛性較低的金屬材料制造固定器,以及合適的固定阻力系數(shù)。干掛桁架和金屬配件都使用奧氏體型不銹鋼鋼板,經(jīng)過沖壓和冷彎工序制造。
在設(shè)計(jì)裝飾石材墻面或地面板材之間的接縫時(shí),大理石、花崗石的線膨脹系數(shù)必須考慮。目前安裝板材的接縫形式有兩種:一種是緊密相接,板材之間不留有縫隙,這稱為閉式接縫;另一種是板材之間留有3—6mm的縫隙,這稱為開式接縫。
外墻安裝飾面石材時(shí),不能全部采用閉式接縫。尤其是在干掛安裝板材而且板材與墻體之間填充有保溫材料時(shí),必須采用開式接縫。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)桁架和金屬配件彈性變形的幅度是有限的,如果板材之間無縫隙,建筑物和板材的不均勻熱變形都會(huì)作用于桁架等結(jié)構(gòu)上,使其負(fù)荷加大,輕者導(dǎo)致板的損壞,桁架結(jié)構(gòu)的塑性變形,重者出現(xiàn)嚴(yán)重事故。施工經(jīng)驗(yàn)證明,在一樓范圍內(nèi),珂選用開式、閉式相結(jié)合的接縫,一般應(yīng)留有15—20mm的開式接縫,兩種接縫的具體安排布置,可根據(jù)建筑裝飾藝術(shù)的設(shè)計(jì)要求確定。
一般情況下,開式接縫允許選用單體面積較大的板材,由于板材之間的縫隙,所以封口材料(氯丁橡膠、硅酮化合物等)的用量加大,但在板材安裝施工時(shí),開式接縫的施工相對(duì)容易。
5.飾面石板的自重
在設(shè)計(jì)使用石材裝飾墻面時(shí),必須考慮板材作用于墻面的應(yīng)力,該應(yīng)力的大小取決于飾面板材的重量。當(dāng)石材的面積確定后,這個(gè)應(yīng)力的大小就與板材的厚度有關(guān)了。墻面用石材板材的自重既影響建筑物的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì),又影響板材安裝系統(tǒng)的選擇,所以在設(shè)計(jì)時(shí),要認(rèn)真考慮板材自重的影響因素。
6.化學(xué)介質(zhì)對(duì)飾面石材的影響
大理石的主要成分是碳酸鈣,很容易受到化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。花崗石的成分主要是石英和長(zhǎng)石等,它抗拒侵蝕的能力比大理石強(qiáng)得多。
選擇石材時(shí),要考慮其裝飾使用所在地的環(huán)境條件??諝庵袑?duì)石材產(chǎn)生侵蝕作用的氣體介質(zhì)有C02和H2S,汽車尾氣雖然不直接侵蝕石材,但也會(huì)附著在石材表面催化化學(xué)介質(zhì)的侵蝕作用,S02與水蒸氣化合形成酸,這對(duì)石材中的碳酸鹽(大理石)和少量的鐵成分(花崗石)的侵蝕作用極強(qiáng)。這些化學(xué)侵蝕作用的結(jié)果使得石材的表層脫落,產(chǎn)生銹斑,雖然暫時(shí)對(duì)石材的機(jī)械性能影響不大(通?;瘜W(xué)侵蝕只發(fā)生在石材表面幾微米之內(nèi)),但嚴(yán)重影響了石材的裝飾美觀性。隨著緩慢但持久的化學(xué)腐蝕,并伴隨著板材的物理機(jī)械損傷,會(huì)使板材的性能不斷降低,尢其是較薄的板材受到的影響更大。
選材時(shí)除了考慮環(huán)境和材料的物理、化學(xué)和力學(xué)性能外,在板材安裝前,還可以采取一些防護(hù)措施。如:采用草酸拋光大理石可以提高大理石表面的抗侵蝕能力,防止CQ的侵蝕,因?yàn)椴菟猁}比碳酸鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;安裝板材前:對(duì)其涂敷防護(hù)劑等,在目前是比較先進(jìn)的一種解決方法。
四、飾面石材尺寸的選擇
飾面石材尺寸的選擇也很重要,從美學(xué)、直觀和視覺效果角度看,在裝飾面幾何圖形對(duì)稱、美觀的前提下,單體板材的面積越大越好看。單體面積大的板材,則需要足夠的厚度承受板材本身的彎曲應(yīng)力,這樣的板材自重和造價(jià)必然提高,同時(shí)還需要采用價(jià)格昂貴的大尺寸支承架和固定器,或者采用較多的輔助固定器、減少固定器間距,但輔助固定器的使用也會(huì)增加安裝費(fèi)用。
因此,在選擇板材尺寸時(shí),要綜合考慮造價(jià)的因素。如果需要選擇大面積飾面板材時(shí),設(shè)計(jì)者、施工者與業(yè)主之間要充分的協(xié)商,以取得最佳方案。
抗凍性能是石材經(jīng)受冷凍和潮濕作用時(shí)不致?lián)p壞的性能,可以通過冷凍試驗(yàn)測(cè)定。對(duì)冷凍過于敏感的石材不宜用于室外作墻面或地面裝飾,因?yàn)槭彝鉁囟群蜐穸鹊臅円棺兓蚣竟?jié)性變化都很大。這些變化將會(huì)加速抗凍性能差的石材的老化和損壞。另外,石材中存在著裂紋、孔洞或裂縫,有些是天然形成的,有些是在加工過程中由于加熱、鑿打或裝夾等作用時(shí)形成的,在寒冷的氣候條件下,由于冰凍和頻繁的解凍過程,會(huì)導(dǎo)致裂縫的擴(kuò)張,使水分滲透到石材的更深層,加速板材的破損。詳見石材網(wǎng)。
2.石材的抗彎強(qiáng)度對(duì)飾面板材的影響
抗彎強(qiáng)度是石材承受彎曲應(yīng)力的能力。自然環(huán)境中作用在墻面上的風(fēng),會(huì)產(chǎn)生水平的正壓力和負(fù)壓力,使墻面上的裝飾石材受到彎曲應(yīng)力的作用。當(dāng)這個(gè)應(yīng)力達(dá)到或超過板材斷裂載荷值,或者是干掛板材的開槽、開口等部位的斷裂載荷值時(shí),板材會(huì)從墻面上脫落。在容易受到強(qiáng)風(fēng)作用的地區(qū),在設(shè)計(jì)高大建筑物甚至設(shè)計(jì)普通建筑物的外表面石材裝飾時(shí),必須考慮風(fēng)力因素的影響。詳見石材網(wǎng)。
由風(fēng)力產(chǎn)生的均布載荷作用在板材表面上,使其受到彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力,除了考慮板材的彎曲應(yīng)力外,還應(yīng)對(duì)板材進(jìn)行剪切試驗(yàn),以確定板材的最佳尺寸和晟合理的固定系統(tǒng)。由于天然石材的非各向同性,所以從彎曲應(yīng)力的試驗(yàn)數(shù)據(jù),推導(dǎo)出石材的抗剪切特性的數(shù)據(jù),并依次作為設(shè)計(jì)依據(jù)的方法是不允許的。
決定外墻飾面石材抗彎強(qiáng)度的主要因素有石材的厚度,墻面壁掛板材的尺寸,板材與建筑物之間的固定方法及石材本身的強(qiáng)度。
3.石材耐磨性的選擇
石材對(duì)于摩擦損傷的敏感性與飾面石材的使用壽命有關(guān),可以通過磨耗試驗(yàn)測(cè)定。這一數(shù)據(jù)對(duì)于選擇用在地面、樓梯面等特定部位的石材來說至關(guān)重要,設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮。對(duì)用于墻面、柱面等不經(jīng)受踏踩部位的石材來說,一般不需考慮石材的耐磨性。
4.石材的熱膨脹系數(shù)對(duì)飾面石材安裝的影響
熱膨脹系數(shù)是表示物體受熱時(shí),其長(zhǎng)度或體積增大程度的物理量。一般分為“線膨脹系數(shù)”和“體積膨’脹系數(shù)”o線膨脹系數(shù)是指固態(tài)物質(zhì)在溫度改變l℃時(shí),其長(zhǎng)度的變化量與其在O℃時(shí)長(zhǎng)度的比值。
天然石材與鋼筋混凝土或金屬結(jié)構(gòu)件一樣,在周圍環(huán)境溫度變化時(shí),也會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象。在建筑物上使用混凝土(水泥砂漿)固定板材時(shí),由于建筑物、水泥和石材三者之間的熱膨脹系數(shù)不同,當(dāng)外界溫度變化時(shí),會(huì)影響所安裝板材的牢固性。另外,由熱脹冷縮引起石材內(nèi)部應(yīng)力和晶格的畸變,也會(huì)使板材受損。所以現(xiàn)代的旌工技術(shù)盡量減少使用水泥砂漿粘合板材,而大量采用鋼結(jié)構(gòu)的桁架安裝固定,即石材的于掛安裝方法。
干掛安裝用的鋼結(jié)構(gòu)桁架具有很好的彈性,可以吸收板材和建筑物的任何熱膨脹或冷收縮產(chǎn)生的移動(dòng)。當(dāng)然,這和固定器(固定板材用的金屬配件,如角碼、托板和銷釘)的剛性和安裝的阻力系數(shù)有關(guān)。為了獲得較好的彈性;在保證安裝強(qiáng)度和牢固性的前提下,可以選用剛性較低的金屬材料制造固定器,以及合適的固定阻力系數(shù)。干掛桁架和金屬配件都使用奧氏體型不銹鋼鋼板,經(jīng)過沖壓和冷彎工序制造。
在設(shè)計(jì)裝飾石材墻面或地面板材之間的接縫時(shí),大理石、花崗石的線膨脹系數(shù)必須考慮。目前安裝板材的接縫形式有兩種:一種是緊密相接,板材之間不留有縫隙,這稱為閉式接縫;另一種是板材之間留有3—6mm的縫隙,這稱為開式接縫。
外墻安裝飾面石材時(shí),不能全部采用閉式接縫。尤其是在干掛安裝板材而且板材與墻體之間填充有保溫材料時(shí),必須采用開式接縫。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)桁架和金屬配件彈性變形的幅度是有限的,如果板材之間無縫隙,建筑物和板材的不均勻熱變形都會(huì)作用于桁架等結(jié)構(gòu)上,使其負(fù)荷加大,輕者導(dǎo)致板的損壞,桁架結(jié)構(gòu)的塑性變形,重者出現(xiàn)嚴(yán)重事故。施工經(jīng)驗(yàn)證明,在一樓范圍內(nèi),珂選用開式、閉式相結(jié)合的接縫,一般應(yīng)留有15—20mm的開式接縫,兩種接縫的具體安排布置,可根據(jù)建筑裝飾藝術(shù)的設(shè)計(jì)要求確定。
一般情況下,開式接縫允許選用單體面積較大的板材,由于板材之間的縫隙,所以封口材料(氯丁橡膠、硅酮化合物等)的用量加大,但在板材安裝施工時(shí),開式接縫的施工相對(duì)容易。
5.飾面石板的自重
在設(shè)計(jì)使用石材裝飾墻面時(shí),必須考慮板材作用于墻面的應(yīng)力,該應(yīng)力的大小取決于飾面板材的重量。當(dāng)石材的面積確定后,這個(gè)應(yīng)力的大小就與板材的厚度有關(guān)了。墻面用石材板材的自重既影響建筑物的結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì),又影響板材安裝系統(tǒng)的選擇,所以在設(shè)計(jì)時(shí),要認(rèn)真考慮板材自重的影響因素。
6.化學(xué)介質(zhì)對(duì)飾面石材的影響
大理石的主要成分是碳酸鈣,很容易受到化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。花崗石的成分主要是石英和長(zhǎng)石等,它抗拒侵蝕的能力比大理石強(qiáng)得多。
選擇石材時(shí),要考慮其裝飾使用所在地的環(huán)境條件??諝庵袑?duì)石材產(chǎn)生侵蝕作用的氣體介質(zhì)有C02和H2S,汽車尾氣雖然不直接侵蝕石材,但也會(huì)附著在石材表面催化化學(xué)介質(zhì)的侵蝕作用,S02與水蒸氣化合形成酸,這對(duì)石材中的碳酸鹽(大理石)和少量的鐵成分(花崗石)的侵蝕作用極強(qiáng)。這些化學(xué)侵蝕作用的結(jié)果使得石材的表層脫落,產(chǎn)生銹斑,雖然暫時(shí)對(duì)石材的機(jī)械性能影響不大(通?;瘜W(xué)侵蝕只發(fā)生在石材表面幾微米之內(nèi)),但嚴(yán)重影響了石材的裝飾美觀性。隨著緩慢但持久的化學(xué)腐蝕,并伴隨著板材的物理機(jī)械損傷,會(huì)使板材的性能不斷降低,尢其是較薄的板材受到的影響更大。
選材時(shí)除了考慮環(huán)境和材料的物理、化學(xué)和力學(xué)性能外,在板材安裝前,還可以采取一些防護(hù)措施。如:采用草酸拋光大理石可以提高大理石表面的抗侵蝕能力,防止CQ的侵蝕,因?yàn)椴菟猁}比碳酸鹽的化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;安裝板材前:對(duì)其涂敷防護(hù)劑等,在目前是比較先進(jìn)的一種解決方法。
四、飾面石材尺寸的選擇
飾面石材尺寸的選擇也很重要,從美學(xué)、直觀和視覺效果角度看,在裝飾面幾何圖形對(duì)稱、美觀的前提下,單體板材的面積越大越好看。單體面積大的板材,則需要足夠的厚度承受板材本身的彎曲應(yīng)力,這樣的板材自重和造價(jià)必然提高,同時(shí)還需要采用價(jià)格昂貴的大尺寸支承架和固定器,或者采用較多的輔助固定器、減少固定器間距,但輔助固定器的使用也會(huì)增加安裝費(fèi)用。
因此,在選擇板材尺寸時(shí),要綜合考慮造價(jià)的因素。如果需要選擇大面積飾面板材時(shí),設(shè)計(jì)者、施工者與業(yè)主之間要充分的協(xié)商,以取得最佳方案。