一篇文章，带你快速了解天然石材

天然装饰石材培训讲义

作者：周俊兴

了解天然石材

一、石材分类及用途见表03.03-1

表03.03-1 石材分类及主要用途

二、天然石材表面各种加工工艺特征和通常用途见表03.03-2

表03.03-2 各种工艺表面和石材的通常用途

1、天然石材定义

天然石材是指经选择和加工成的特殊尺寸或形状的天然岩石。按照材质主要分为花岗石、大理石、石灰石、砂岩、板石等，按照用途主要分为天然建筑石材和天然装饰石材等。天然石材在加工期间使用水泥或合成树脂密封石材的天然空隙和裂纹，未改变石材材质内部结构，仍属于天然石材范畴。

1)花岗石：商业上指以花岗岩为代表的一类石材，包括岩浆岩和各种硅酸盐类变质岩石材。花岗石按材质的物理性能分为一般用途和功能用途。

① 一般用途花岗石：用在一般性的装饰场合，对理化性能要求较宽松的花岗石。

② 功能用途花岗石：用在具有承载或传递载荷等方面的用途，对理化性能要求较高的花岗石。

2) 大理石：商业上指以大理岩为代表的一类石材，包括结晶的碳酸盐类岩石和质地较软的其它变质岩类石材。常用的有方解石大理石、白云石大理石、蛇纹石大理石、凝灰石大理石四类。

① 方解石大理石：主要由方解石（碳酸钙矿物）组成的晶质结构大理石。

② 白云石大理石：主要由白云石（碳酸钙镁矿物）组成的晶质结构大理石。

③ 蛇纹石大理石：主要由蛇纹石（硅酸镁水合物）组成的大理石，绿色或深绿色，伴有由方解石、白云石或菱镁矿等组成的脉纹。

④ 凝灰石大理石：再结晶石灰石、致密的微晶石灰石和石灰华组成的大理石。

3)石灰石：商业上指主要由方解石、白云石或两者混合化学沉积形成的石灰华类石材。按照密度分为低密度、中密度和高密度三类。

① 低密度石灰石：密度在1.76～2.16g/cm3范围内的石灰石。

② 中密度石灰石：密度在2.16～2.56g/cm3范围内的石灰石。

③ 高密度石灰石：密度在2.56g/cm3以上的石灰石。

4)砂岩：商业上指矿物成分以石英和长石为主，含有岩屑和其它副矿物机械沉积岩类石材。按照二氧化硅含量分为普通砂岩、石英砂岩、石英岩三类。

① 普通砂岩：二氧化硅含量在50%～90%的砂岩。

② 石英砂岩：二氧化硅含量在90%～95%的砂岩。

③ 石英岩：二氧化硅含量在95%以上的砂岩。

5)板石：商业上指易沿流片理产生的劈理面裂开成薄片的一类变质岩类石材。按照用途分为饰面板和瓦板两类。

① 饰面板：建筑装饰用的板材。

② 瓦板：用作屋顶盖瓦的板材。

2、产品分类

1) 按照建筑装饰用途分

① 建筑板材：用于建筑装饰用的天然石材板。通常花岗石、大理石建筑板材厚度低于50mm，石灰石建筑板材厚度低于75mm，砂岩建筑板材厚度低于150mm。厚度大于12mm的称为厚板，厚度在8mm～12mm称为薄板，厚度小于8mm的称为超薄板。

② 立方料：用于广场地面、路面或路缘铺设用的天然石料。通常使用花岗石，厚度大于50mm。

③ 异型石材：加工成特殊的非平面外形的石材。通常有球体、花线和实心柱体。

2)按照表面加工分

① 粗面板：表面平整粗糙的板材。通常采用斧剁、锤击、烧毛、机刨、酸蚀、仿古、喷砂、水喷、劈裂等工艺形成。

② 细面板（亚光板）：表面平整光滑的板材。

③ 镜面板（抛光板）：表面平整，具有镜面光泽的板材。

3)按加工形状分

① 普型板：正方形或长方形的建筑板材。规定尺寸的普型板称为规格板，石材规格板尺寸见表03.03.01-1。

② 圆弧板：装饰面轮廓线的曲率半径处处相同的建筑板材。

③ 异型板：普型板和圆弧板以外的其它形状建筑板材。

表03.03.01-1 石材规格板尺寸系列

4)按照安装工艺分

① 干挂石材：采用金属挂件将石材牢固悬挂在结构体上形成饰面的石材。

② 湿贴石材：使用水泥基或树脂基胶粘剂直接粘贴在结构体上形成饰面的石材。

5)按照加工质量分

① 优等品

② 一等品

③ 合格品

3、执行标准

GB6566《建筑材料放射性核素限量》

GB/T 18600《天然板石》

GB/T 18601《天然花岗石建筑板材》

GB/T 19766《天然大理石建筑板材》

GB/T XXXX《天然石灰石建筑板材》

GB/T XXXX《天然砂岩建筑板材》

GB/T21086《建筑幕墙》

JC 830.1-2005《干挂饰面石材及其金属挂件第l部分:干挂饰面石材》

JC/T847《异型装饰石材》

JCG/T60001-2007《天然石材装饰工程技术规程》

JGJ133《金属与石材幕墙工程技术规范》

4、主要技术性能参数

1)规格尺寸要求

① 干挂石材

a、干挂板材厚度应符合表03.03.01-2要求。

表03.03.01-2 干挂石材厚度要求 (mm)

b、干挂板材的单块面积不应大于1.5m2，石灰石和砂岩类石材用于建筑幕墙时不宜大于1.0m2。

c、天然石灰石、天然砂岩的厚度应以设计要求为准。

d、用于建筑幕墙时，大理石面板厚度不应低于35mm；非花岗石、大理石类石材，若弯曲强度大于8MPa时，面板厚度应不小于35mm，否则厚度应不小于40mm。

e、在满足表03.03.01-2的前提下，干挂普型板材规格尺寸允许偏差应符合表03.03.01-3规定。

表03.03.01-3 干挂石材规格尺寸要求 (mm)

f、在满足表03.03.01-2的前提下，干挂圆弧板的尺寸允许偏差应符合表03.03.01-4规定。

表03.03.01-4 干挂圆弧板规格尺寸要求 (mm)

g、干挂异型板材各边长尺寸允许偏差由供需双方商定，厚度尺寸允许偏差应符合表03.03.01-2规定。

h、干挂花线尺寸和允许偏差、干挂实心柱体尺寸和允许偏差由供需双方商定。

i、建筑幕墙用石材面板若采用宽缝挂装时，制作板材的外形尺寸允许偏差可适当放宽，应在设计图中标出或在购销合同中明示，放宽后的外形尺寸允许偏差见表03.03.01-5。

表03.03.01-5石材普型板规格尺寸要求 (mm)

干挂石材的槽孔宜在工厂加工，安装槽、孔的加工尺寸及允许偏差应符合表03.03.01-5

6、表03.03.01-7的要求。

表03.03.01-6 石材面板孔加工尺寸及允许偏差 (mm)

表03.03.01-7 石材面板通槽（短平槽、弧形短槽）、短槽和碟形背卡槽允许偏差 (mm)

表03.03.01-8 湿贴石材普型板规格尺寸要求 (mm)

注：1. 括号内的指标仅适用于大理石类石材。

2. 粗面板材性能指标适用于花岗石类石材。

1、湿贴石材

a 湿贴石材（板石除外）普型板规格尺寸允许偏差应符合表03.03.01-8的规定。

b 板石规格尺寸偏差应符合GB/T18600的要求。

2)平面度公差要求

① 不分干挂和湿贴，石材板材（板石除外）的平面度允许极限公差应符合表03.03.01-9的规定。

表03.03.01-9 平面度公差要求 (mm)

注：1.括号内的指标仅适用于大理石类石材。

2.粗面板材性能指标适用于花岗石类石材。

②圆弧板直线度与线轮廓度允许公差应符合表03.03.01-10的规定。

表03.03.01-10 圆弧板直线度与线轮廓度要求 (mm)

注：1.括号内的指标仅适用于大理石类石材。

2.粗面板材性能指标适用于花岗石类石材。

③板石平面度公差应符合GB/T18600的要求。

④异型石材直线度与线轮廓度允许公差应符合JC/T847的规定。

3) 角度公差要求

① 不分干挂和湿贴，石材板材（板石除外）的角度允许极限公差应符合表03.03.01-11的规定。

表03.03.01-11 平面度公差要求 (mm)

注：1.括号内的指标仅适用于大理石类石材。

② 圆弧板角度允许公差：优等品为0.40mm，一等品为0.60mm，合格品为0.80mm。

③ 普型板拼缝板材正面与侧面的夹角不得大于90°。

④ 圆弧板侧面角α应不小于90°。

⑤ 板石角度公差应符合GB/T18600的要求。

⑥ 异型石材角度允许公差应符合JC/T847的规定。

4) 光泽度要求

① 花岗石镜面板材的镜向光泽度应不低于80光泽单位。

② 大理石镜面板材的镜向光泽度应不低于70光泽单位。

③ 特殊需要以及其它石材产品镜向光泽度按供需双方协商确定。

5)外观质量要求

① 干挂石材不允许有裂纹存在。

② 其余应符合相关标准、相应等级对天然石板外观质量的要求。

6) 物理性能要求

① 干挂饰面石材的主要物理性能指标最低值应符合表03.03.01-12的规定。

表03.03.01-12 干挂石材物理性能指标

注：1.抗冻系数是冻融循环后弯曲强度平均值除以水饱和弯曲强度平均值，用于严寒地区和寒冷地区的外墙用石材应≥80%。

表03.03.01-13 挂装强度和结构强度性能指标

表03.03.01-14花岗石、大理石、石灰石、砂岩物理性能指标

注：1.为了颜色和设计效果，以两块或多块大理石组合拼接时，耐磨度差异不应大于5，建议适用于经受严重踩踏的阶梯、地面和月台使用的石材耐磨度最小为12。

② 干挂石材在具体的工程中与使用的挂件组成挂件组合单元的挂装强度以及挂装系统的结构强度应符合设计要求，正常情况下应满足表03.03.01-13的规定。

③ 建筑幕墙使用非花岗石、大理石类石材时，干燥、水饱和弯曲强度值应不低于4 MPa。

④ 湿贴用的花岗石、大理石、石灰石、砂岩等石材主要物理性能技术指标应符合表03.03.01-14的规定。

⑤ 板石的物理性能应符合表03.03.01-15的规定。

表03.03.01-15 板石物理性能指标

⑥ 板石的化学性能符合下列规定：

a 饰面板耐气候性软化深度不大于0.65mm；

b 瓦板耐气候性软化深度不大于0.35mm；

c 瓦板的干湿稳定性符合GB/T18600的要求。

⑦ 国外标准技术要求

目前国内一些工程由国外设计师设计或使用了进口石材，指定以ASTM石材标准进行检验。我国石材标准主要物理性能参考了美国ASTM标准，试验方法及技术指标与其等效，工程中可以参考美国ASTM标准。美国ASTM标准对饰面石材的物理性能要求见表03.03.01-16。

表03.03.01-16 美国ASTM标准对饰面石材的技术规范

7) 石材的放射性要求

花岗石的放射性应符合GB6566的规定，按表03.03.01-17的规定使用。

表03.03.01-17 天然花岗石放射性核素限量及使用范围

8)其它要求

① 对石材有特殊要求的，按工程和设计要求执行。

② 在选用石材时，应要求厂家出示检验报告，并应注意检验报告的日期，同一品种的石材因其矿点、矿层、产地的不同，其性能存在很大差异。

5、设计选用要点

1)选用原则

① 石材是天然装饰材料，使用者应适应石材的天然属性，深入了解其结构特征、物理力学性能及主要化学成分，以确定其适用范围。

② 建筑装饰工程中石材主要应用在地面、墙面、柱面和台阶等的装饰上，以粘接法和干挂法两种安装方式为主，各有不同的侧重点，从设计开始就应有不同考虑。

③ 地面石材安装宜采用粘接法施工，室外墙面和柱面石材宜采用干挂法施工，板石在墙面和地面施工时应采用粘接法。

④ 墙面石材采用粘接法施工时，应根据实际需要和粘接剂的性能考虑安全性问题，必要时采用金属丝捆绑或斜插成对相互反向的钢销加固，尤其是较高位置。

⑤ 当石材板材单件重量大于40kg或单块板材面积超过1m2或室内建筑高度在3.5m以上时，墙面和柱面应设计成干挂安装法。

⑥ 对于超出相关规程一般范围且没有成功石材应用工程范例借鉴的设计项目，应组织由建筑师、结构工程师、石材专家、材料供货商等进行现场论证后确定。

2)干挂石材的选择

① 幕墙(外墙)石材宜采用花岗石类石材，可采用坚固性好的大理石、中密度以上的石灰石、强度高的砂岩。采用疏松和带孔洞石材时，应有可靠的技术依据。一般而言，二氧化硅(Si02)含量高的石材如花岗石，有较高强度和耐酸性、耐久性适用于外墙；含氧化钙较高的石材，如石灰石、大理石，当空气潮湿并有二氧化硫时，容易受到腐蚀，适宜用做内墙，用做外墙时表面应做可靠的防护处理。

② 室外使用的镜面板材依据优质工程经验推荐的最小厚度：花岗石不低于25mm，坚固性好的大理石、高密度石灰石以及洞石不低于30mm，有纹理的砂岩和中密度石灰石不低于50mm。建筑幕墙使用大理石或弯曲强度超过8MPa的其它石材（非花岗石、大理石类）时，板材厚度不低于35mm；弯曲强度超过4MPa的其它石材，板材厚度不低于40mm。

③ 室内使用的镜面石材最低厚度不得低于20mm。

④ 粗面石材建筑板材的公称厚度在镜面板材厚度的基础上增加不少于3mm。

⑤圆柱采用圆弧板拼接时每圈不得少于3拼，弧面半径较小时应增加拼接板数量。

⑥ 当选用较大尺寸的板材时，在外力作用下的安全性，必须引起足够的重视。石材使用的环境(部位、场所)不同，对其物理性能和化学成分的要求也不相同。当建筑地点确定后，应确定其使用条件，如有无抗震要求、当地风力、施工季节、板材拼接后的应力是否过大、减小应力是通过缩小板块尺寸还是加大板的厚度等，再合理的确定石材所应满足的性能。

⑦ 内外墙用干挂石材对物理性能的要求见表03.03.01-18。

表03.03.01-18 使用场所与物理性能

注：1.—表示不重要 ●表示不太重要 ●●表示重要 ●●●表示很重要

2. 选用时可依据其重要性，对石材性能要求适当调整

⑧ 外墙用的石材对化学成分也有一定要求，如氧化铁、硫化铁、炭质成分、无机盐及粘士等成分可造成泛黄、锈斑等问题，应对这些成分的含量提出要求，或加强对石材的防护处理。对致使热膨胀系数高、导热导电率高的物质含量，也应加以限制。

⑨当某一花色品种的外饰面大型板材，虽强度较低，但其颜色、花纹为设计创意所追求，难以替代，在经济允许时，可采取在石材背面补强的办法，达到设计使用要求。通常补强的办法有两种，一是采用渗透性极强的树脂类化学分子注入石材结晶格子间隙补强(环氧树脂类适用于花岗石，聚脂树脂类适用于大理石)，以增加石材的机械强度、表面硬度和修补板材缺陷；另一种是采用石材强力网(尼龙网或玻纤网)用胶粘剂贴于石材背面补强，提高石材的抗弯、抗拉强度，满足设计、使用的要求。特殊场合还可使用粘接角钢或石条作为增强筋。

⑩干挂石材应做好表面、背面及侧面的防护，带有背网的石材背面不再进行防护。

2) 湿贴石材的选择

①选择石材品种及胶粘剂时应考虑石材的稳定性，某些石材在接触到水分时会变形，从而出现翘曲和空鼓等问题。应避免湿贴法使用这类石材，否则应采用树脂基胶粘剂或专用胶粘剂。

②选择石材品种时应考虑石材的坚固性。比较易碎的石材，则在铺装前和铺装过程中都要对它们进行进一步的增强加工。坚固性差的大理石和石灰石背网施工时宜保留，但必须保证背网胶粘剂与石材的胶粘原强度不低于1.0MPa，并且与粘接剂的粘结力满足要求，否则应剔除背网和背胶，补刷底面型防护剂按规定进行养护。

③选择的天然石材产品除要符合相关产品标准外，在地面设计时应考虑表03.03.01-19的各种因素。

④湿贴法在刚度较小的墙体上和强震区应尽量避免使用。

⑤ 室内、外地面用湿贴石材对物理性能的主要要求见表03.03.01-20。

⑥ 室外地面用天然石材和室内潮湿环境下用天然石材，对化学成份也有一定要求，如氧化铁、硫化铁、炭质成分、无机盐及粘土等可造成锈斑，应对这些成分的含量提出要求，或加强对石材的防护处理。

⑦ 湿贴石材应做好六面防水处理，增强防水防油污能力。尤其是底面，应采用专用底面型防护剂，避免粘结强度下降。一般来说，对深色石材，在防护处理时要特别注意返碱问题；对浅色石材的防护处理，必须注意防止锈斑。

表03.03.01-19 地面石材设计考虑因素

表03.03.01-20 使用场所与物理性能的关系

注：1.—表示不重要 ●表示不太重要 ●●表示重要 ●●●表示很重要

2. 选用时可依据其重要性，对石材性能要求适当调整

⑧应根据使用的场合确定选用的天然石材品种和表面处理工艺。在人流量大的场所，选用表面磨光的处理工艺比镜面抛光的处理工艺要经济合理。

a、当用于磨损量大的场所，如车站、机场、大型百货公司等，宜选用硅质石材，如花岗石。由于其耐磨度和硬度高，可选用镜面抛光处理工艺。也可选用密度较高、耐磨度较好的大理石、石灰石等，宜做磨光处理。如要求达到镜面抛光效果时，宜对其表面进行结晶硬化处理，加光加硬。结晶硬化处理适用于大理石、石灰石等以碳酸钙为主要的石材，用于花岗石效果不显著，还有可能产生不同的化学反应。低酸值的表面处理剂会带来更佳效果，劣质产品反有可能对石材造成破坏。

b、当用于中等磨损量的场所，如银行、公共建筑酒店大堂等，优先选用耐磨度≥10(l/cm3)的花岗石、大理石、石灰石等镜面抛光板，但耐磨度不宜<8(l/cm3)。不应选用软质石材或易碎的石材。

c 在磨损量较小的场所，如家庭。可选用耐磨度较低的镜面抛光石板。

6、应用注意事项

1)天然石材小块效果与饰面整体效果会有差异，有时差异会很大，故不能简单地根据单块样品的颜色、花纹来选定产品，应考虑大面积铺贴后的整体装饰效果，这通常需要借鉴既有工程的饰面效果。

2)同一矿山生产出的石材，尽管从其建筑装饰效果上看没有什么不同，但由于开采时的矿层深度不同，其岩石生成条件不同，理化性质也可能有很大差异。

① 设计时选定的石材，与施工到货的石材其理化性能、外观是否相近，需要封存样板。

② 当批量订货很大时，即使是同一时期供货，也可能是从不同矿层上开采出来的性质有所不同的石材。更何况有的矿体不是整体形成的，而是球状、柱状等矿体，其里外的“天然性质”相差甚大。由此可知，当选用大块石材作外饰面时，建筑师必须了解石材，而要了解石材又必须先了解矿山,要从矿石荒料开始控制。

3) 无论哪种天然石材，都会涉及到色差问题。当一个品种铺装在面积较大的同一平面时应尤为注意。色差反应在具体的石材品种上程度是不同的，有的石材品种近千平米不会有问题，而有的品种几十平米也得不到保证(特别是某些红色花岗石)。这也是选择石材最初应考虑的问题。因此，矿山开采时，对荒料要排序编号，加工后石材供应商在出厂时也应对石材进行排序编号，石材到达工地安装时按照供应商提供的编号和码单顺序安装，这样石材即使有色差也会渐渐的过渡。整体上看不太明显。

4)天然石材的装饰效果，主要是通过色彩花纹及表面处理来表现的。严格讲，只有在同一矿床、同一矿层上开采的石材，其颜色、花纹等才是相近的，尽善尽美的石材是不存在的，色差和各种缺陷是不可避免的。建筑师从美学角度选择板材的颜色、花纹时，必须了解施工供货时的品种能否与设计选样时的相近。而在安装时，必须做挑选或试铺，尽可能色调、花纹一致，或者就近安装，或者利用颜色的差异，使其逐次变化，或者构成图案。切忌杂乱无章，顺手牵来，胡乱铺砌。

5)用石材做外饰面时，有抛光、磨光、火烧、凿毛、剁斧、喷沙、仿古等不同工艺处理，使得同一种石材也呈现不同的装饰效果。近年来，随着工艺及技术不断改进，出现了各种不同的饰面形式，即使同一块板上也可做出不同的饰面，丰富了天然石材的表面装饰效果，也给设计提供了更大的范围。

6) 干挂石材中组合件各部位均应设置单独的挂件联接点。过于小的部件无法安装干挂件时应采用金属件和环氧型胶粘剂与相邻主件联接，不得单独采用结构胶粘结联接。

7)石材湿贴时填缝剂选用水泥基填缝剂或反应型树脂填缝剂，石材地面宜采用反应型树脂填缝剂。湿贴法施工不允许采用对接接缝，避免引起石材病变并导致石材的剥落。

8)石材规格尺寸应尽可能选用规格化板，如表03.03.01-1，有利于降低成本，提高出材率，节约资源。特殊需要时应采用适宜加工和安装的规格，尽可能采用相同规格、大小搭配规格和较少的规格型号，便于批量生产和安装更换。

9)地面的防滑性能用摩擦系数表示，涉及人身安全，国外列为强制性要求，详见03.03.016部分相关内容。当地面摩擦系数达不到使用要求时，应对石材表面做防滑处理。

7、技术经济分析

1) 石材质量的评价内容包括颜色、花纹、光泽度、强度、结构构造、放射性等。颜色和花纹是主要评价指标，决定石材市场价格。

① 花岗石石材的品种，高、中、低档石材的划分没有严格的界限，主要以颜色和花纹确定。花色评价的原则是颜色鲜艳、流行或有特殊花纹(条纹)的等级较高，一般普通的等级较低。目前将花岗石及大理石花色的等级依次划分为:

花岗石：蓝色一绿色一黑色一纯白色一红色一黄色一紫黄一灰白色一灰色

大理石：绿色一红色一米黄色一黑色一白色一灰色

但以上划分并不是绝对的，任何一种花色由于其有特殊的花纹、纯净程度或当前是否流行等，都可能有名品产生，所以花色等级只能作为参考，不能作为优质的唯一标准。就目前世界各国来说，普遍喜欢红色、黑色系列，蓝色、绿色系列产地不多，属罕见品种。以上品种目前均属高档花岗石石材，价格比一般花岗石浅色品种高出1-2倍以上。

② 中、低档难以区分，统称中低档石材较为合适。常见的品种以浅色为主，各花岗石生产国都有，因此价格较低。

③ 大理石的整体价格水平高于花岗石。

2)天然板石豪华贵重不如花岗石，晶莹舰丽不如大理石，但在回归自然的流行趋势下，因其价格便宜，广泛采用湿贴法用于别墅、餐饮娱乐场所的内外墙以及卫生间等。

3) 随着建筑装饰追求崇尚自然的理念，纹理绚丽多彩、极富装饰性的砂岩，在装饰石材中受到重视。砂岩分海砂岩和泥砂岩两种，海砂岩的石材成分结构颗粒较粗，硬度较泥砂岩硬，空隙率比较大，较脆硬，作为石材工程，装饰装修用板的厚度大多为15-20mm；主要品种有澳大利亚砂岩、西班牙砂岩；而泥砂岩比较细腻，硬度稍软于海砂岩，花纹变化奇特，如同自然界里树木年轮、木材花纹、山水画，是墙面石材的上好品种。砂岩因其内部构造空隙率大的特性，具有吸声、吸潮、防火、亚光的特性，适用于具有装饰和吸声要求的影剧院、体育馆、饭店等公共场所，甚至可省去吸声板和拉毛墙。是一种环保、绿色的建筑装饰材料。

仅供学习参考

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作者：周俊兴