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花岗岩石材在园林工程中的应用

点击:27 次  发布时间:2019-07-01 15:55:12 来源:http://www.yutongstone.com/

     在园林景观中石材的运用由来已久,天然石材是古老的建筑材料,具有强度高、装饰性好、耐久性高、来源广泛等特点。现代开采与加工技术的进步,使得石材在现代景观中得到了广泛的应用。无论是罗马时代庭院的石阶还是现代园林中的石板广场,无论是东方的古典园林中假山、驳岸还是日式庭院中的置石,石材这一古老的建筑材料在人类园林史上一直占有一席之地,并且通过加工技术的进步而更具生命力。
  赖特说:“每一种不同的材料要求不同的处理,每一种不同的处理以及材料本身都有特别适合每一种性质的可能。适宜于某种材料的设计将不完全适用其他的材料”。这段话道出了材料、设计、环境、艺术之间的关系。运用石材一方面要表现石材本身的艺术特质,同时必须掌握石材的物理、化学性能上的特点,才能巧妙且科学地加以发挥利用。
  一、石材的分类
  1、石材:是指从沉积岩、岩浆岩、变质岩的天然岩体中开采的岩 石,经过加工、整形而成板状和柱状材料的总称,石材是具有建筑和装饰双重功能的材料;天然饰面石材一般指用于建筑饰面的大理石、花岗岩及部分的板石,主要指其镜面板材,也包括火烧板、亚光板、喷砂板及饰面用的块石、条石、板材。 石材的分类方法不统一,依工艺商业分类为:大理石类、花岗石类、板石类。
  (一)、大理石:具有装饰性、成块性及可加工性的各类碳酸盐岩或镁质碳酸盐岩以及有关的变质岩统称大理石;主要造岩矿物是方解石或白云石,其化学成分为碳酸岩(碳酸钙、碳酸镁)纯大理石为白色(我国常称汉白玉),理石中常含有其他杂质,含碳则成黑色,含氧化铁成玫瑰色、橘红色,含氧化亚铁、铜则成绿色,因此大理石呈现出白、黑、红、黄、墨绿、灰、褐等各色斑纹;因大理石的主要化学成分为CaO、MgO,故其耐酸碱性差,一般不做室外饰面板材。
  (二)、花岗岩:具有装饰性、成块性及可加工性的各类岩浆岩和以硅酸盐岩矿物为主的变质岩统称花岗岩;花岗岩是岩浆岩中最坚固、最稳定、色彩最多的岩石,其性能优于大理石及其他岩石;其体积密度为2.63-2.8g/cm3,压缩强度为100-300Mpa,花岗岩是由石英、长石及少量云母和暗色矿物组成的全晶质岩石,其耐久性好、耐冻性强,使用年限达75-200年,按表面加工程度分为细面板材(RB),即表面平整光滑,镜面板材(PL)表面平整,具有镜面光泽的板材,粗面板材(RU)表面粗糙平整。
  (三)、板石:具有板状构造,沿板理面可剥成片,可作装饰材料用,经过轻微变质作用形成的浅变质岩统称为板石。
  二、石材的物理、化学特点
  1、颜色与纹理
  石材的颜色与其所含的矿物成份密切相关。花岗石的颜色主要决定于长石的颜色和数量。不同品种的长石呈现不同的颜色。钾长石呈肉红色和灰白色,所以当岩石中含有较多的钾长石时常呈红色,例如广西的“枫叶红”、山西的“贵妃红"、印度的“印度红”等。
  应当注意的是许多含钾长石的红色花岗石在阳光的照射下会逐渐褪色,或是在较高的温度下也发生褪色现象。根据矿物成份可以把大理石分为两类,一类是以碳酸盐矿物为主的大理石,例如以含方解石、白云石为主的灰岩、白云岩、大理岩等,如“广西白”、“汉白玉”、“松香黄”等;另一类是含较多硅酸盐矿物的变质岩,例如蛇纹岩、镁橄榄石蛇纹岩、含硅灰石、蛇纹石大理岩等,此类大理石不含有杂质时为纯白色,例如“汉白玉”和“宝兴白”等。当含有杂质时则因所含杂质的不同而呈不同的颜色,例如湖南的“邵阳黑"因含碳质而呈黑色。
  石材的纹理,特别是大理石的纹理与大理石的结构构造有关。木纹石大理石是一个珍贵的大理石品种,它是碳酸钙为主的矿物在沉淀形成的一种岩石,由于沉淀周期内各种条件的变化形成类似木纹的花纹。
  2、光泽
  石材的光泽度也是衡量石材品质和加工质量的重要指标。
  石材的光泽可以用光泽度来表示。
  石材的光泽度取决于组成石材的矿物的颜色、结构、结晶程度、透明度等因素,同时也取决于石材的加工效果。石材的光泽度还决定于石材的加工效果,同样的石材可以加工出不同的光泽度,这与加工的设备、器材及磨抛工艺有关。
  3、硬度
  石材的硬度是指石材抵抗其他物体机械侵入的能力。它与石材的矿物成分、结构、构造有关。 绝对硬度:绝对硬度是利用硬度计进行测定的。根据测定时施加负荷的方式又可分为静态硬度和动态硬度。
  石材属于脆性材料,较适合使用动态硬度计进行石材的硬度测定。通常大理石的肖氏硬度在35~55之间,花岗石的肖氏硬度通常在70~95之间,有的可以高达110以上。
  4、耐磨性
  石材的耐磨性是指石材抵抗磨损的能力,石材在使用条件下抵抗摩擦、边缘剪切以及冲击等复杂作用的性质。
  石材的耐磨性与其矿物的硬度、结构、构造特征以及石材的抗压强度和冲击韧性等有关。耐磨性是指石材的耐磨性以耐磨率(M)来表示,耐磨率等于一定面积的试样在一定压力下经一定次数的研磨后,试样所失去的重量(G)与试样 截面A之比,既M=G/A(g/cn2)
  5、强度及耐热抗冻性
  石材的强度是指石材抗外力作用的能力。它包括石材的抗压、抗拉和抗剪强度。
  抗压强度:石材的强度取决于造岩矿物及岩石的结构和构造。根据抗压强度值的大小,石材共分九个强度等级: MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、 MU30、MU20、MU15和MU10。
  冲击韧性:石材的冲击韧性取决于矿物成分与构造。石英岩和硅质砂岩脆性很大,含暗色矿物较多的辉长岩、辉绿岩等具有相对较大的韧性。
  石材的耐热性:与其化学成分及矿物组成有关。含有石膏的石材,在100℃以上时开始破坏;含有碳酸镁的石材,当温度高于725℃时会发生破坏;含有碳酸钙的石材,当温度达到827℃时开始破坏。
  石材的抗冻性:是用冻融循环次数来表示。
  6、密度
  石材密度数学公式为ρ=m/V,符号为 g/cm^3。
  7、吸水率
  低于1.5%的岩石称为低吸水性岩石;吸水率介于1.5%~3.0%的称为中吸水性岩石;吸水率高于3.0%的称为高吸水性岩石。石材的吸水性主要与其孔隙率及孔隙特征有关。
  8、耐酸碱度
  饰面石材暴露在空气中,特别是在室外受到二氧化硫等酸性碱性气体的腐蚀,板材褪色甚至表面剥落,在工业设置上对石材耐酸碱度要求更高。一般室内装饰装修国家石材标准中未规定的耐酸度、耐碱度、硬度、剪切强度要求标准。
  三、石材的选用
  1、根据适用性、经济性及安全性等需要选用石材
  同类岩石,品种不同、产地不同,往往性能也相差很大,在设计时应根据其所需首要考虑的性能进行选择,选用最适合此项工程的景观石材。如同是红色系列的花岗岩,石岛红-正长花岗岩的压缩强度为234.37MPa,而天全玫瑰红-正长花岗岩的压缩强度只有84.4MPa,而GB/T18601-2001《天然花岗岩建筑板材》中对压缩强度规定为大于或等于100MPa [3],后者就不适合在景观绿化带工程、广场等开放式的景观项目中应用,用于休憩的广场地面铺装材料,首先应当考虑它的压缩强度和耐磨性;其次,对于室外的铺装材料,应选择耐风雨侵蚀能力强、经久耐用的材料,不应选择大理岩、白云岩、石灰岩等耐腐蚀能力低、压缩强度小、耐磨性差的石材;还要考虑防滑性,应采用烧毛面、栗子面等糙面加工的石材,或者仅局部线条、色带采用光面,大部分面积仍然采用烧毛面、栗子面;而用于景墙、照壁的饰面石材,应首先考虑抗冻性和安全性,其次对于墙面的景观饰面石材来说,其经济性也是要考虑的。一般等级越高,装饰效果越好,但价格也越高,消费者和设计师应根据实际情况选购,以免增加不必要的成本。
  2、根据园林景观工程所在的环境选用石材
  在一些靠近工业区、高污染的环境下,园林工程中所涉及到的石材一定要首先考虑抗污染、抗腐蚀能力强的石材。一般宜选择岩浆岩加工的石材,如各种花岗岩、辉绿岩等石材,不宜选择主要成分为碳酸钙、碳酸镁的大理岩、白云岩、石灰岩等耐腐蚀能力低、压缩强度小、耐磨性差的石材,这样才能使其石材的美观性永久且牢固。而在一些自然风景区、环境优美的地区施工可先考虑天然的、美观的石材,例如:嘉兴乌镇优美的自然风景,浓厚的古镇地域文化,在这样的环境中,应当选用一些古朴的,既环保又贴近自然的石材,建议选择大青石板作为景观材料,黑白相间的石灰岩(黑白根),这样既体现了古镇的纯朴气息,又能使古镇的景观效果进一步提升,但在地面铺装尤其是机动车行驶的地面铺装中,不宜使用上述天然石材。
  四、石材的景观应用
  天然石材的应用历史悠久,应用领域由基础、台阶、栏杆、石桌、雕塑、石碑、地面、墙体等扩大到墙面装饰板、卫生洁具、组合型新型地面装饰石材等,高档的石材在建筑中的使用更能使建筑的等级提升。被称为世界文化遗产的北京明、清两朝代的故宫的宫殿基座、栏杆就是用汉白玉和大理石建造的。
  (1)毛石基础 毛石是指岩石爆破后所得形状不规则的块石。毛石有乱毛石和平毛石之分,前者指各个面形状均无规则的块石,后者指上、下两个面平行的块石。毛石主要用于砌筑建筑物或构筑物的基础、勒脚、墙身、挡土墙、堤岸及护坡,还可用于浇注大体积混凝土。
  (2) 建筑材料 外表精细的石材可以砌筑出规整的墙面,而外形不规则的石材以其凹凸的外表和大量的种植孔穴成为花园中最具吸引力的部分。石头总像是花园天生的一部分,尤其是开始分化的石头。因此,石材是建造围墙、驳岸,甚至低层种植池的旨选。
  (3)石拱石拱不仅可以建在地面上,也可以建在某一高墙之上。好的石拱可以成为花园中的特色景观。
  (4)建造平台、园路、石阶的最佳材料 在花园硬质地面铺装过程中,整齐的方形或长方形石板能够铺装较大面积的硬质地面;而小面积铺地,用不规则的石材即可。注意石材颜色和质地要与环境相协调。
  (5)其他建筑小品的载体 由岩石叠置的水池,在花同中不仅使景线丰富,而且配合流水的声音,将视觉和听觉效果完美的结合起来,有了水便可以种植更多的植物来丰富花园中野生植物的种类。
  (6)用于其他一系列景观设计中如岩石园及附属物的设计。这些设计虽然建造起来简单,但却会完善花园的整体效果。
  (7)栏杆、石桌石凳。
  (8)雕塑,碑,景石。


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