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构成乳白色 - 16 - 或雜染物現象

发布时间: 2019-09-05

  建建石材品种及特征_建建/土木_工程科技_专业材料。常用之建築石材種類 及特征阐发 天然石材是最陈旧的建築材料,其渾然天成的紋 及瑰麗色彩變化,素為人類所鍾愛,與人類日常糊口亲近 相關。古代世界主要的建築,諸如埃及、希臘神殿、 羅馬、中

  常用之建築石材種類 及特征阐发 天然石材是最陈旧的建築材料,其渾然天成的紋 及瑰麗色彩變化,素為人類所鍾愛,與人類日常糊口亲近 相關。古代世界主要的建築,諸如埃及、希臘神殿、 羅馬、中國長城、俄羅斯冬宮等,都以石材做為次要 構材。現今的建築多以鋼骨及鋼筋混土壤為次要構材,石 材則成為饰演著裝飾建築外觀的脚色。 目前石材的種類繁多,不必然都能應用於建築業。 一般而言 做為建築材料的根基要求必須合适下列幾個特 , 性,方能為消費者所喜愛及利用︰ 一、顏色、花紋須美觀分歧,其內部應不含熱膨脹係數大 的成分(以避免石材內部應力集中),不宜有導熱及導 電率過高之成分潛藏此中,形成危險。此外,一些 无害石材概况強度的物質如硫化鐵、氧化鐵、炭質…. 等亦不宜太多。 二、硬度、強度適中,有益加工成型並具优良之耐風化性 未來結構穩定者。 三、產量豐富,可大量持續供應,以達成市場根基經濟規 模者。 四、解理及裂縫少,加工後成材率高且可供大塊採取者, 以達成市場的經濟性原則。 -1- 目前國內原石總供應量 83%依賴進口;此中大理石 約 27%,花崗石 100%仰賴進口。自國外進口的原石其內 部組成十分複雜 微觀之礦物構制皆亦因其正在地表之生成 , 過程分歧而有極大差異,因而石材概况出現瑕疵,正在所難 免。此外,國內建築設計者因缺乏石材相關的資訊及正規 訓練,故對石材種類及机能未有完整之認識與领会,因此 面對種類繁多的石材,經常做出不當之選擇。不當的利用 觀念及設計,不僅無法發揮石材天然的美觀,更形成日後 石材外觀易受污染,維護成本添加的困擾。因而,要领会 若何利用及設計石材 起首必須要领会石材的物理及化學 , 物性,才可能做好正確的應用及設計。以下即針對石材的 根基性質,分節詳述。 -2- 第一節 建築石材之認識與分類 建築石材的定義 可由 CNS11318/A1041 建築用天然 , 石材辭彙一般名詞中的解釋來领会,其解說如下: 『建築 用天然石經挑選、剪裁或切鋸成特定或規定之形狀尺寸, 且該建築石材之概况或多面可用機器磨光修飾 亦可全無 , 概况修飾。』 。除上述之定義外,建築石材仍須具備脚夠 之強度及可加工性,方可廣泛應用正在建築工業上。 建築用天然石為構成地球概况地殼的岩石,經開採 後切割加工而成。從微觀及物質的根基面而言,岩石為礦 物之调集體 天然石材之礦物組成與岩理可決定其物理化 , 學性質。而所謂之岩理係指組成岩石礦物顆粒的大小、形 狀和陈列体例而言 這此中當然也包罗它們膠結組成的情 , 形。由此,我們可藉由礦物組成與岩理來判斷石材之種 類,一般而言,岩石依其生成的体例來定義,可概分為火 -3- 成岩、沈積岩及變質岩等三大類,其次要特徵及常見之石 材種類如表一.1 所示︰ -4- 表一、1 岩石分類表 岩石分類 特徵 火成岩 贫乏層理 成塊狀不規則 , 火成岩體。 一次次的熔岩流也可制 岩石構制 成層狀構制,當熔岩流 流動時,已結晶出的礦 物平行陈列成流紋構 制。 礦物組成以角閃石、輝 岩石組織 石、雲母等深色鐵鎂礦 物及長石、石英等非鐵 構成从體的顆粒藉由膠 結物填充其孔隙,常含 有完整之化石。 長形或片狀 礦物顆粒平 , 行陈列。 沈積岩 多具層理及含交錯層波 痕、底痕、泥裂痕等沈 積構制。 變質岩 原岩為沈積岩 經低度變 , 質感化,尚可殘留有層 理;經高度變質感化, 層理受破壞,由礦物平 行陈列而有葉理、摺皺 等構制。 -5- 表一、1 岩石分類表(續) 岩石分類 特徵 岩石組織 火成岩 鎂礦物為从。 礦物結晶顆粒相互緊密 鑲崁。 印度紅、南非黑、藍珍 常見石材種類 珠、菊花崗等 砂岩、木紋石、新米黃、 和平白、蒙地卡羅、板 金鋒石等 岩、蛇紋岩等 沈積岩 變質岩 -6- 建築石材種類依生成体例分類,次要概分為火成岩 類的花崗岩、玄武岩、安山岩,沈積岩類的石灰岩、白雲 岩、砂岩,變質岩類的大理石、蛇紋石等。而目前建築石 材則一般區分為花崗石、大理石及砂岩、板岩等,其分類 並分歧於地質上的定義。商業上有另一套分類法則,其幾 乎都將所有的火成岩如玄武岩、輝綠岩、閃長岩等稱為花 崗石,由火成岩變質的變質岩亦稱為花崗石(如蒙地卡 羅),而商品名則依產地或花色特徵加以定名,因而,可 說五花八門 消費者常被搞混而無法领会其定名背後实正 , 所含的具體義意。因而,以下即針對商用花崗石及大理石 等石材一一詳述。 花崗石就正在礦物組成而言,以石英、長石、雲母、 角閃石等鋁矽酸鹽類礦物為从,磁鐵礦、石榴子石、磷灰 石等為輔。一般而言,長石的含量會較石英多,紋及色 彩因集中於長石的部份而變得極為豐富 硬度大且較抗風 , 化,長久以來即被做為次要建材,正在台灣地區目前的石材 裝修工程運用的最多,台灣当地並不產花崗石,目前所有 花崗石礦均仰賴進口,較常見的石種有印度紅、印度黑、 福建 603、巴西帝紅等。 -7- 大理石為變質岩,未變質上次要係石灰石及白雲 石,当场質上而言稱之為「再結晶石灰岩」 ,指的就是碳 酸鹽類礦物經壓力及熱力變質所引發的再結晶感化後的 結果,而其次要的組成礦物為方解石、白雲石…等,結晶 顆粒凡是呈互崁狀組織。事實上,正在礦物組成上大理石與 石灰石都含有不异的碳酸鹽類礦物 但其組織結構有極大 , 差異 不過目前商業上仍將大理石與石灰石全歸納為大理 , 石。别的,蛇紋石正在組成上雖屬鋁矽酸鹽類礦物,但由於 許多物質與大理石十分接近,正在建築的應用上,業者 將其與大理石歸為同類,市道上可見之顏色呈中綠、黃綠 或接近黑的深綠色,因而正在習慣上也將蛇紋石稱為 「綠色 大理石」 。台灣東部所產的大理石及蛇紋石已有數十年的 開採及加工歷史,品質優良,特别是蛇紋石,廣受世界各 地的喜愛,常見的國產大理石有和平白、新米黃、蛇紋石 等。 砂岩,次要是由石英、長石等碎屑組織構成,由氧 化矽、黏土、方解石、氧化鐵等礦物膠結體填充而成,適 合塊狀堆砌利用 依所含填隙物質及膠結物質之分歧而分 。 為矽質砂岩(以二氧化矽為次要膠結物質者) 鈣質砂岩(以 、 碳酸鈣為次要膠結物質或為砂岩中之副成分礦物或以上 -8- 兩者皆有者) 泥質砂岩(黏土礦物為次要膠結物質)及鐵質 、 砂岩(氧化鐵或氫氧化鐵為填充物質或膠結物質)。 板岩,凡具有优良的劈裂性及必然強度的板狀構 制,沿解理面可剝成片,且經過輕微之變質感化的淺變質 岩,統稱為板岩。其組成多由黏土、粉砂、鈣質或中、酸 性火山灰組成,正在生成過程中,原岩因脫水導致硬度增 加,但硬度並非因結晶現象發達所致,其礦物成分根基上 沒有沉結晶或只要部份沉結晶,外表呈緻密隱晶質,礦物 顆粒很細,難以辨別,有時正在解理面上有少量絹雲母 及綠泥石等重生礦物,並使板岩略顯絲絹光澤。目前,常 見的板岩有矽質板岩、黏土質板岩、雲母質板岩等。 -9- 第二節 建築石材的礦物組成 礦物是組成各種岩石(建築石材)的最根基單元,分歧 的岩石由分歧比例 分歧種類及不學成分的組構礦物 、 所組合而成 這些礦物的聚合行為表現出石材的外觀及基 , 本物化性質,表 1.2 列舉數種常見的建築石材與其岩石名 稱及其礦物組成。 表一.2 常見的建築石材與其岩石名稱、礦物組成 石材名稱 岩石分類 岩石名稱 南非淺黑 辛巴威黑 火成岩 藍珍珠 豐鎮黑 斜長岩 輝長岩 二長岩 閃長岩 組成礦物 正長石+斜長石 斜長石±角閃石±輝石± 黑雲母 拉長石 角閃石+輝石+斜長石 - 10 - 表一.2 常見的建築石材與其岩石名稱、礦物組成(續) 石材名稱 岩石分類 岩石名稱 紅 老鷹紅 芭拉大花 蒙地卡羅 帕達迪索 變質岩 (宮廷石) 皋比石 火成岩 花崗岩 花崗岩 組成礦物 正長石+石英±雲母 正長石+石英±雲母±輝 石 花崗閃長岩 鈉長石+石英±黑雲 花崗片麻岩 粒變岩 片麻岩 微斜長石+石英±鐵鎂 礦物±黑雲母 奧長石+微斜長石+石 英±鐵鎂礦物±黑雲母 斜長石+石英±鐵鎂礦 物 正在變質岩中,礦物的組構、成分及種類會因為外正在 的溫壓條件、熱水溶液及氣體分壓感化影響下,由原來岩 石 中 的 礦 物 逐 漸 換 質 / 變 質 (Metamorphism/Metasomatism) 再結晶而构成分歧的礦物 , 群,而礦物群的種類、晶粒大小與組成結構取決於原岩與 圍岩種類、變質相程度、化學與熱水溶液等條件,再加以 變質感化的壓力要素,常導致礦物具有優勢标的目的 (Preferred Orientation),具陈列特征或是礦物分層,分帶 - 11 - 現象,以至導致具褶皺(Folding)流動性構制。一般而言, 變質程度愈高,再結晶現象愈完全,礦物愈趨於高溫型礦 物,顆粒晶形愈大愈完整。 整體而言,每一種礦物都具有必然的結晶構制(晶 系、習性、解理、雙晶特征)、化學組成、物質(硬度、 韌度、比沉、比熱膨脹率、光電磁效應、光澤、顏色)及 其他性質,因而正在统一批不异的石材中,能够發現礦物的 表現特徵类似(可能擁有不异粒度,分布、形狀、顏色, 或者同時具有不异的瑕疵(裂痕、不亮光、色差)等)。但另 一方面,有時也會因為礦物构成條件分歧、機制分歧,或 其他外來元素、物質的影響而導致礦物表徵些許的差異。 因而,不异礦物正在分歧石材中,其外觀不盡不异。綜合言 之,由上述可瞭解結晶構成石材的礦物特征及特質,石材 可呈現出石種本身的遍及性特質 但另一方面石材遭到外 , 正在其他要素之感化而可能出現遍及性中特殊的變化性(自 然性)。 以下即基於礦物對石材品質的主要性,分別針對花 崗石最常見的礦物:各種長石,石英及雲母等,簡述其基 赋性質。 - 12 - 長石類礦物(Feldspar) 以鉀鈉為从的長石可統稱為鹼性長石,以鈉鈣系 列為从的長石稱做斜長石系列,除鉀長石與部门高溫 的透長石為單斜晶系(Monoclinic System)外,其餘皆為 三斜晶系(Triclinic System),以下就顏色、解理、微節 理、風化感化等方面一一說明。; 一、顏色(Color) 長石類顏色變化很大,一般而言含濃度鉀高 的長石(鉀長石,呈紅色系表徵),因而,花崗石較 易呈現各種深淡分歧美麗鮮豔的紅色,如印度 紅、貴妃紅、將軍紅等;而含鈉鈣量高的斜長石 為从的花崗石則為灰白系列,其表徵使石材呈現 深淺分歧的灰白色、灰色。但值得留意的是部门 長石含有其他雜元素,則會改變其根基色調,如 微斜長石中含少量銣,會呈現天藍色等。因而正在 評量石材顏色時,應要特別留意長石顏色變化, 以至周圍長石顏色的變化狀況(因為成分些許變 化,則導致顏色變化)。别的值得一提的是,拉長 石正在花崗石石材中的感化。拉長石屬斜長石系 列,是一種鈣鈉長石,次要產於基性岩中。當轉 - 13 - 動含有拉長石的石材時,拉長石晶體正在其特定方 向上會呈現藍、綠、紫、金黃等分歧的多彩顏色, 故礦物學上將拉長石又稱之為月光石,如巴西 藍、芬蘭藍、藍珍珠等,為名貴裝飾石材之一。 二、解理(Cleavage) 長石是解理發達的礦物,解理愈發達,顯示 長石受風化(熱脹冷縮)程度愈大,或是受外力(大 地應力)感化愈強。解理發達的結果會導致長石發 生片狀剝離、脫落或光澤度下降,且容易蒙受水 溶液浸染(鐵銹、高嶺土化、顏色色差),嚴沉影響 建築石材品質。别的,解理極發達的石材,它代 表 著 石材 風 化的程 度 並嚴 沉 降低機 械 性質 ( 抗 壓,撓曲強度);另一方面,若石板切割剖面平行 於長石解理面,則可能出現絹絲霧狀光澤性,正在 石材概况會呈現出不均質的光澤現象,形成另一 種瑕疵。 二、微節理(Microjoint) 微節理是或顯微鏡下可觀察到的细小不 連續面(裂痕(Fracture)),微節理正在石材中遍及可 - 14 - 見,并且多以群體出現,尤以花崗岩中最常見到。 一般的微節理多為次要的大不連續面(例如斷層) 或大地應力場的派生構制,所以凡是有必然标的目的 性,或是具有多期、多組、多產狀的特征。别的, 由於岩石風化感化(熱脹冷縮循環)或解壓感化,也 會導致礦物局部受壓迫而產生微裂 (微節理)俗稱 雞爪痕。微節理的构成對石材品質及石材病變的 發生具有嚴沉性負面影響,因為微節理影響石材 概况美觀、降低光澤度、促進風化管道進行及導 致色差現象等,更甚者會形成石材概况剝離做 用,构成凹洞。正在花崗石類的石材中,長石凡是 為大顆粒脆性礦物,所以微節理的行為特別明顯。 四、風化感化(Weathering) 長石由於遭到天然界的水解感化或碳酸化做 用,往往風化构成高嶺土: 4AlSi3O8+6H2O?Al4Si4O10(OH)8+8SiO2+4KOH 4AlSi3O8+4H2O+2CO2? l4Si4O10(OH)8+8SiO2+2K2CO3 風化使得本来的長石,變成土黃色、鬆散的 - 15 - 黏土礦物,嚴沉影響石材品質,如改變色澤、降 低光澤度、硬度、耐用性及美觀價值等。别的, 遭到花崗石其他鐵鎂礦物風化氧化釋出 Fe+3的做 用影響,長石往往沿其解理,或節理蒙受浸染銹 化(石材病變—銹斑) ,大大降低本来的色澤與美觀 性,所以風化行為嚴沉破壞長石根基的特質,降 低石材品質。 石英(Quartz) 石英遍及存正在於各種石礦中,次要由 SiO2 所組 成,結構為六方晶系(Hexagonal System)結構的架狀為 矽酸鹽類,它具有高硬度、耐磨性及抗風化性等特征, 一般為通明或乳白色,或因各種雜元素污染而呈現多 色性(灰或黑色)。石英一般無解質,但由於脆性 高,容易因外力感化而產生微分裂。茲針對一般石材 中石英常見的瑕疵特征進行討論: 一、通明度(Transparency) 一般而言,石英的通明度極高,但部门石英 會因為結晶缺陷(例如差排),或含其他溶液或氣 體,以至和其他礦物(金紅石、針鐵礦等)產生共生 包裹現象,而使石英的通明度下降,构成乳白色 - 16 - 或雜染物現象。别的,由於石英脆性高,極易遭 受應力感化而導致微裂隙,成群的微裂隙會添加 入射光的接收,降低反射,也就導致石英的不透 明性及低光澤度。因而,石英顆粒通明度能否均 勻、雜染物能否分歧及石英微裂縫分布程度等對 石材的顏色有相當的影響面。别的,石英通明度 高,將會使石材呈現立體感,添加美觀,但另一 方面卻降低光澤度。 二、粒度(Grain Size) 石英大都以充填体例不規則存正在晚期結晶礦 物中,但由於晚期礦物的堆積陈列並非整體一 致,因而會導致石英顆粒大小的變化(次要賴於間 隙大小);另一方面,當岩漿結晶分異感化進行到 最後時,與晚期礦物不相溶的元素或氣體物質 (H2O、CO2)正在殘留岩中的濃度相對提高,使得擴 散活動添加,容易形成後期結晶礦物(石英、鉀長 石、雲母)異常增大,构成斑晶團簇,或者會因為 擴散快所導致之蒸氣高壓,進一步導入圍岩(或本 身)的裂縫中,形成溫壓急速下降,构成細晶粒結 晶充填脈。 - 17 - 三、微裂隙 (Microfracture) 由於大地應力感化或風化的進行(熱脹冷 縮),將導致脆性的石英產生許多微型裂隙,微型 裂隙不单降低石英的通明度並形成組織鬆散,另 一方面也會添加污染物(風化的鐵銹)侵入浸染的 機率,更甚者會形成石材概况剝離脫落現象,因 此形成建築石材病變及施工品質平安的問題存 正在。别的可由原石概况觀察石英顆粒能否亮光或 是產生類似玻化破裂狀,藉以評估原石風化程度 及受力感化狀況。 四、風化染色(Weathering) 石英是抗風化性極強的礦物,並不會因為風 化感化而分化,但由於風化要素中之物理機械性 的破壞(如冷縮熱脹所導致的擠壓應力) ,常使脆性 性質的石英產生成群的微裂縫,此些微裂縫供给 風化污染物优良的浸染管道,進而形成石英污 染,常見的即為鐵銹污染,選擇原石時必須特別 寄望此一現象,免得形成色差或危及石材強度。 雲母類礦物(Mica Minerals) - 18 - 石材中常見的雲母礦物,大都屬於白雲母與黑雲 母,所佔比例大都小於 5%,雖然含量遠低於長石與石 英,但由於其獨特的礦物性質,對於石材品質關係, 有主要性的影響。别的,白雲母與黑雲母對石材而言 是一種无害礦物,雲母含量增加,則使石材難以磨光, 研磨時會因雲母解理面分裂而出現無光澤麻點,或因 雲母剝落构成凹洞,降低石材概况的美觀。黃鐵礦多 賦存正在黑色花崗岩中,研磨出來的光板呈閃光的金色 質點,極具美觀價值;但黃鐵礦正在大氣中會氧化成氧 化鐵,原來的金色質點會病變成褐色斑點,若出現正在 白色花崗岩中,則构成難看的斑点,得到了石材原有 的價值。茲就雲母類礦物的特征一一說明: 一、順自陈列(Preferred Orientation) 由於雲母礦物的片狀組織,往往因外力感化 或天然流動堆積(剪力)行為,或是結晶标的目的取好而 產生順向陈列現象,順向陈列容易形成規則性組 織,並有固定的弱面标的目的。一般而言,火成岩類 的石材,其雲母礦物由於构成時間晚,大都穿插 正在各晚期礦物間生長,所以較缺乏順向陈列現 象,如綠翡翠;但若晚期礦物因受迫或天然沈降 要素因此產生規則性堆積時,雲母礦物則會順勢 - 19 - 构成陈列。順向陈列的結果導致构成石材的标的目的 性,降低石材強度(陈列标的目的)及花紋組織的變化。 因而觀察石材時,應留意對陈列性的雲母礦 物進行标的目的判斷,並沿标的目的性逃蹤能否有弱面潛 正在的現象(線性發達狀況)。 二、風化特征(Weathering) 雲 母 礦 物 中 的 黑 雲 母 (K(Mg , Fe)3(AlSi3O10)(OH)2) 常 遭 水 溶 液 做 用 而 產 生 釋 Fe+3 感化,會因鐵銹污染其他礦物,產生嚴沉銹 斑。因而,觀察原石時,應寄望細小的雲母礦物, 檢查其能否有風化傾向(片狀剝離嚴沉)或是有銹 斑出現(黑雲母呈暗色,故常不易觀察銹斑現象), 以避免石材瑕疵。 其他鐵鎂礦物(暗色礦物) 大部门的石材(白色、灰色、紅色系列)中含鐵鎂礦 物比例極低(小於 5%),但正在黑色系列中的石材則往往 含有 50%以上的鐵鎂礦物,這些鐵鎂礦物大都為輝石 系列、角閃石系列或橄欖石系列以及部份中、基性斜 長石系列的礦物組成,屬於含鐵鎂的鏈狀矽酸鹽類。 - 20 - 一般而言,角閃石與輝石大都為黑色、綠色系列為从, 硬度 6~7(莫氏硬度),光澤度高,韌性強是屬於优良 的石材組織礦物,但由於此類礦物凡是具有二組近垂 曲的解理,所以與長石類似,極易產生裂痕。此外, 這些礦物凡是較長石或石英易風化(綠泥石化或產生 鏽斑),而產生鬆散組織或构成雜斑點,以至凹洞。另 一方面,暗色礦物群(團疤)因粒度與緻密度變化關係, 而會產生似油疤現象,形成光澤度不均勻。 石材中酸性斜長石越少越好,因為它們會正在黑色 的石材板面上產生良多的細小白點,降低石材本身的 價值性,可是若淺色的斜長石相對集中,晶體有序排 列,可构成某些特殊花斑,构成名貴的黑色石材,如 雪花青與菊花青。基於這些鐵鎂礦物的根基性質,必 須寄望下列幾點: (1)能否含有雜質、白點,其分布性能否均勻? (2)能否蒙受風化,產生具标的目的性或其他的徵裂縫,甚 至出現概况鬆散化(綠泥石化)。 (3)解理能否發達? (4)礦物陈列能否具标的目的性? (5)能否產生銹斑? - 21 - (6)礦物粒度能否均一?能否有油疤現象? 綜合而言,礦物是構成石材的最根基單元,分歧 的礦物,具有分歧的物化特征及組構行為,而分歧的 礦物调集體,也產生分歧的陈列組合狀況,構成多變 化的組織紋理與石材物化性;因而探討評量石材品質 或石材病變時,應起首針對石材內部的組成物質(礦物) 進行討論,然後再推演至整體性考量 (組構、花紋、 材質、…),如斯一來才能踏實地,全面性地進行評量 工做,无效率地控制天然界變化的因子。 - 22 - 第三節 含鐵物質對石材的影響 石材是岩石經加工後所產生的製品,岩石是由礦物 組成的,此中含鐵礦物是石材中鐵質的來源。鐵元素正在自 然界平分布甚廣,但大多以化合物之体例出現,由於鐵元 素屬中等活潑性的金屬,正在高溫下易和氧、硫、氯等元素 發生強烈反應,並易溶於無機稀酸和濃鹽酸的溶液中,同 時濃鹼溶液也易侵蝕鐵。因而鐵只要以化合物(含鐵礦物) 的形態出現,才得以正在天然界中保留下來。 鐵的化合物有氧化物、硫化物、矽酸鐵、碳酸鐵、 硼酸鐵、鎢酸鐵、硫酸鐵等數百種,但以下列四種化合物 為次要類別︰ 一、氧化鐵︰含鐵氧化物的礦物有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵 礦、礦等。鈦鐵 二、硫化鐵︰含鐵硫化物的礦物有黃鐵礦、白鐵礦、黃銅 砂、黃錫礦等。 - 23 - 三、含鐵矽酸鹽礦物︰有橄欖石、黑榴石、十字石、黑柱 石、通俗輝石等。 四、含鐵碳酸鹽礦物︰有菱鐵礦及鐵白雲石等。 由於石材本身含有赤鐵礦或硫鐵礦等上述的含鐵礦 物,此類鐵礦物本身極易氧化而銹蝕,形成石材概况變 色、變黃以及銹斑等缺陷,嚴沉者以至因鐵質銹蝕後膨脹 而產生結晶顆粒爆裂與孔洞 茲就含鐵礦物對各石材的影 。 響逐項說明: 含鐵礦物對花崗石石材的影響 除了含鐵硫酸鹽礦物外,大部门的含鐵礦物都有 可能存正在花崗石中,屬矽酸鐵礦物的數量及分布最 廣,其次是氧化鐵或硫化鐵礦物。一般含鐵礦物的顏 色深暗,對花崗石的裝飾美觀價值有關鍵性的影響。 花崗石中暗色礦物集中者,石材常呈黑色、綠色系, 如 摩 卡 綠 ( 含 FeO+Fe2O3 ︰ 6.34%) 、 印 度 黑 ( 含 FeO+Fe2O3 ︰ 13.2%) 、 南 非 深 黑 ( 含 FeO+Fe2O3 ︰ 20.5%)、辛巴威黑(含 FeO+Fe2O3︰11.5%)、等。黃鐵 礦、白鐵礦等含鐵礦物嵌入輝長岩中,因此构成了閃 爍的黑金石材,印度黑金即為最顯著的例子。含 鐵礦物正在石材中的陈列組合,豐富並美化了石材的裝 - 24 - 飾美觀结果,使天然石材色彩變化絢麗,如孔雀綠(含 FeO+Fe2O3︰6.21%)、丛林綠(含 FeO+Fe2O3︰5.31%)、 豹皮花(含 FeO+Fe2O3︰3.40%)等。 硫化鐵是花崗石蒙受銹黃污染的次要缘由之一, 它正在常溫常壓下易風化水解,生成氧化鐵,再進一步 水化成褐鐵礦。硫化鐵分化後,有時會留下立方體黃 鐵礦,有的溶蝕成許多孔洞。若氧化鐵溶液沿著 節理裂隙面滲透侵染,從而构成鐵質薄膜,使石材遭 受污染,构成色差,降低石材裝飾结果。花崗石中遭 受破壞的第二从因為黑雲母,片狀組織極容易沿此面 剝離且易風化,風化層脫落後正在材概况构成小坑。另 外,黑雲母〔K(Mg,Fe)3(AlSi3O10)(OH)2〕常遭水溶液 感化而產生釋 Fe3+感化,而銹染其他礦物,產生嚴沉 銹斑。含鐵榴石即綠泥石類礦物是花崗石蒙受破壞的 第三从因,它們風化後易构成土狀物,經風吹水沖後, 形成石材概况產生孔洞和凹坑。 含鐵礦物對大理石石材的影響 大理石中含鐵礦物有碳酸鐵、硫化鐵、氧化鐵及 含鐵矽酸鹽礦物等。存正在於大理石中的含鐵礦物,因 - 25 - 成分分歧,對大理石的感化差別很大。鐵白雲石能使 大理石變成灰色、菱鐵礦變成褐色、角閃石類礦物則 呈現綠色--墨綠色--黑色,呈點狀、線狀分布時,构成 必然的圖案,產生自有的豐富色彩變化;别的,綠泥 石、石榴石會使大理石呈現綠色--黃綠色。 大理石石材蒙受概况銹黃的从因為黃鐵礦,其次 是磁黃鐵礦、鎳黃鐵礦等硫化鐵礦物,其污染缘由與 花崗石不异,硫化鐵分化後,有時會留下立方體黃鐵 礦,有的溶蝕成許多孔洞(如新米黃大理石板材中 常見 1~3mm 孔徑浮泛)。鐵鋁榴石、綠泥石類礦物及 含鐵泥質礦物的抗風化能力較差,時間久了也會构成 凹坑及浮泛。 含鐵成分對石材平安的影響 石材化學成分內,含鐵成分的凹凸雖不完全決定 石材平安性的凹凸,但卻是石材本身發生病變(銹斑) 的次要缘由,對石材平安性的影響相當大。它是所有 含鐵礦物及附著正在石材概况氧化鐵含鐵量的總和,一 般以 FeO 和 Fe2O3 百分比(%)含量暗示,因而反映不出 原礦物成分中各含几多,也難以確定它抗風化的能 - 26 - 力。前面已敘述過,不論是花崗石或大理石石材中, 若內含之鐵礦物以較穩定的含鐵矽酸鹽礦物為从,而 不是硫化鐵、黑雲母及鐵質薄膜,石材即具備較強之 抗風化性;反之,若石材中含鐵礦物大多為不穩定的 硫化鐵、黑雲母等,儘管含鐵量低,石材抗風化的能 力也有可能變得較差。 總而言之,不管是大理石或花崗石石材,含鐵礦 物的穩定性決定著石材的抗風化性,眾多多含鐵礦物 此中硫化鐵為最不穩定的成分,黑雲母次之,再者為 含鐵石榴石和綠泥石類礦物。因而,正在選擇石材或鑑 定石材病變時,應要留意這些无害礦物的分布、含量 及含鐵礦物的耐風化性,以確保石材的平安性。其實 石材最底子的平安性是物理強度,因而,下一節將介 紹建築石材的物理特征。 - 27 - 第四節 建築石材物理特征 天然石材經切鋸及研磨拋光後概况仍常發現瑕疵, 諸如石材內部分歧礦物顆粒間之聚結分离開來而產生之 细小裂縫(雞爪紋)、組成礦物產生水合、水解或氧化等化 學感化而使石材概况色澤不均勻(陰陽色)、或結晶礦物顆 粒度不均以致石材概况色澤淺淡不夠鮮豔等。此外,石材 為天然建材,其內部充滿细小細孔,貼掛後概况及后背易 受外來的污染,導致石材基質的病變,從建築利用上之美 觀與平安的角度去看 不單破壞了石材本来天然瑰麗的顏 , 色變化,更形成建築石材施工品質平安性的問題。因而, 做為建築飾面石材,起首要有优良的裝飾特征,即具備有 光澤絢麗的色彩和花紋;其次就是利用机能(平安特征)良 好、堅固耐用不易變色、具有必然的抗壓、抗折、抗凍和 吸水率低的優點。 正在此針對石材的裝飾特征及平安特征進行探討,以 - 28 - 多方面的去领会應用石材時 應若何適切地將石材的特征 , 加以發揮,並合宜地溶入設計中。 石材裝飾特征 石材裝飾特征的優劣次要取決於石材的顏色、表 面紋、光澤等,不應有影響美觀的氧化污染、色斑、 色線等的存正在。裝飾特征优良的石材,會給人一種和 諧、典雅、高貴、豪華等美的視覺享受,其沉點考量 如下: 一、概况紋 石材的概况紋、花紋的构成,與岩石結構 構制、帶色礦物或化石的分布景象有關,亦即石 材构成時其內部含有其他成分的岩質,正在分歧的 岩質併存下所呈現的紋。一般大理石類石材的 紋質感較花崗石類的石材複雜且富變化性,从 要缘由正在於大理石類的石材常含化石等岩質,經 變質感化而构成摺皺構制、芝麻點構制等變質構 制的岩石,构成具有絢麗別緻的裝飾花紋大理 石。而粗粒結構的彩色花崗石,經研磨加工並拋 光後,概况也顯得極有荣耀;具條痕狀構制、斑 狀構制、皋比外觀構制、眼球構制等花崗石經拋 - 29 - 光後构成各式的花紋,極具美感。 二、光澤 光澤即石材拋光面對可見光的反射能力,是 決定石材品質的另一個主要指標。石材的光澤取 決於組成之礦物所呈現的光澤,除了與礦物組成 及岩石的結構有關外,還與加工後石材鏡面的表 面特征,即鏡面的平整度、組成鏡面顆粒的細度 及加工時概况上發生的物理化學反應有亲近的關 係。因而,石材光澤的特征不單與礦物組成及岩 石的結構有關,還與加工方式與加工技術有很大 的關係。 三、色澤 石材的色澤是指岩石中各種礦物對分歧波長 的可見光,選擇性的接收和反射,而以各種絢麗 的色彩呈現出來。石材色澤的构成次要為內部組 成礦物的種類及所佔有的含量比例,綜合呈現正在 石材概况上的結果。 石材色澤次要分為淺色與深色兩類,淺色礦 - 30 - 物有石英、長石、似長石等;深色礦物凡是含有 鐵、鎂,如雲母、輝石、角閃石等。此中以長石 的品種對花崗石石材顏色的影響最大,一般斜長 石使石材呈現白色、灰色、灰白色;正長石使石 材呈各種深淡分歧美麗鮮豔的紅色。石英多數為 無色或白色,有時也帶白、黃、紫等色,對石材 整體的顏色也有相當的影響。雲母含量較高的石 材,其顏色會偏黑色或暗藍色。 大理石石材的色澤與所含礦物有關,如礦物 的有色元素含量極低,石材則呈白色,含銅呈綠 色或藍色,含鈷呈淺紅色,含鐵呈黃色,含錳呈 現玫瑰紅色,含蛇紋石則呈現綠色或黃綠色,含 石墨或有機質呈黑色或灰黑等。别的,木紋石則 是由碳酸鈣再沈澱而成的一種岩石,沈澱週期內 因為各種條件的變化,构成類似木紋的花紋。 石材平安特征 一、耐磨性 石材的耐磨性是指抗磨損的能力,是一種反 映石材研磨拋光的難易程度指標。做為鋪面的石 - 31 - 材,因長時間受利用者的摩擦,故需要高度的耐 磨性,石材的耐磨性與石材的硬度成反比。一般 而言,花崗岩類石材的耐磨性較大理石類石材的 耐磨性佳。 二、強度 石材的強度是指石材抵当外力感化的能力, 包罗石材的抗壓、抗剪及抗拉強度。石材強度从 要取決於石材的成因、石材結構構制、礦物成分、 風化程度、含水率、微裂隙的發育程度及裂隙充 填物的性質等等要素,同時也與測試時的條件有 關。正在一般結構構制等條件不异景象下,石材的 強度隨高硬度礦物含量的添加及密度的添加而提 高,也隨礦物顆粒大小及形狀的變化而有所不 同,但卻隨著石材孔隙率及吸水率的增大而降低。 三、吸水性 吸水性即石材接收水分的性質,所含水分的 几多以吸水率暗示之。石材的吸水性取決於某些 礦物本身的親水机能,若石材中含有蛭石、蒙脫 石等膨脹性相當高的礦物時,會導致石材孔隙率 - 32 - 增大,吸水後對石材的品質影響很是大。别的, 石材吸水率與其孔隙率的大小及特徵息息相關, 一般孔隙率愈大、吸水率也愈大,但對封閉的孔 隙率則不必然。石材的吸水率愈低,其抗風化的 能力就強,反之則弱。 四、孔隙率 孔隙率深深影響著石材本身的吸水率及毛細 現象,即對抵当污染率的能力有著相當大的影 響,孔隙率越小水率越小,受污染的現象就越少。 五、耐酸鹼性 花崗石類的石材耐酸鹼性优良,既耐腐蝕又 耐磨蝕,因而越來越多的建築物的外裝飾及地 面、樓梯等皆採用花崗石。反之大理石則不耐酸 鹼腐蝕也不耐磨,只能做為室內裝飾材料。 - 33 -