石材等材料介绍

石材等材料介绍 Prepared on 22 November 2020

一、石材：1概述：

天然石材因其独具的材质特性，美观、高雅、耐久、色彩多样；其质感是任何合成材料、复合材料都有无法比拟的。而且，人们在崇尚自然、回归自然的心态下，使得天然石材在建筑中倍受青睐。因此，石材幕墙在幕墙中的比例越来越大。

2概念、分类：

概念：所谓石材是指从沉积岩、岩浆岩、变质岩三大岩系的天然岩体中开采出来的岩石，经加工整形而成板状、块状和标准材料的总称。凡是有一定块度、强度、稳定性、可加工性及装饰性能的天然岩石为石材。

分类：石材按其商业分类为：花岗石类、大理石类、砂岩类、板石类；

按其加工工艺分类为：天然石材类、人造石材类、复合石材类；

具体分类及特性见下表：

石材规格板的尺寸系列见下表：

2.2.1花岗石：亦称“麻石”标记为（G）。即凡具有装饰性、成块性、可加工性及一定

强度的各类岩浆岩和以硅酸盐矿物为主的变质岩。常见的岩石有：花岗岩、辉长岩、玄武岩、片麻岩、混合岩等。是由石英、长石及少量云彩母和暗色矿物组成的全晶质的岩石。其主要成份为硅酸盐类及铝硅酸盐类。属块状构造，按晶料大小和组成可分为“伟晶”、“粗晶”、“细晶”。具有鲜明的色彩和绚丽的花纹。具有极佳的装饰效果。

花岗石按形状分为普型板材（N），即正方形或长方形的板材；异型板材（S），即其他型状板材。按其表面加工程度分为细面板材（RB），即表面平整，光滑的板材；镜面板材（PL），即表面平整，具有镜面光泽的板材；粗面板材（RU），即表面粗糙平整，具有规则加工条纹的板材。

花岗石按板材规格尺寸、平面度、角度允许极限公差及外观质量分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。

图一花岗岩

2.2.2大理石：亦称“云石”。标记（M）。即凡具有装饰性、成块性、可加工性及

一定强度和各类碳酸盐岩或镁质碳酸盐以及有关的变质岩，统称为大理石。

通常的岩石有大理岩、石灰岩、白云岩、矽卡岩等。是由石炭岩与白云岩在高温、高压作用下矿物重新结晶，变质而成。其主要化学成分为碳酸盐（碳酸钙或碳酸镁）。纯大理石为白色，即我国常称汉白玉。但一般常含有氧化铁、二氧化硅、云母、石墨、蛇纹石等杂质，因此大理石常呈现各色斑纹。

构成几百种多资多彩的大理石品种。

大理石可分为普型板材（N），即正方型或长方型的板材；和异型板材（S），即其它形状的板材。

大理石按板材的规格尺寸、平面度、角度允许极限公差及外观质量，镜面光泽度分为优等品（A）、一等品（B）、合格品（C）三个等级。

图二汉白玉

2.2.3砂岩：又称砂粒岩，是由于地球的地壳运动，砂粒与胶结物（硅质物、碳酸

钙、粘土、氧化铁、硫酸钙等）经长期巨大压力压缩粘结而形成的一种沉积岩。

(A)主要成份：

a．石英成份 65％以上

b．粘土 10％左右

c．铁矿 13％左右

d．其它物质 10％以上

(B)砂岩特点：

a．砂岩的颗粒均匀，质地细腻，结构疏松，因此吸水率较高（在防护时的造价较高），具有隔音、吸潮、抗破损，耐风化，耐褪色，水中不溶

化、无放射性等特点。砂岩砂石不能磨光，属亚光型石材，不会产生因

光反射而引起的光污染，又是一种天然的防滑材料。

b．根据这类石材的特性，常用于室内外墙面装饰。

c．其中澳洲砂岩颗粒均匀，质地细腻，天然性效果理想。澳洲

d．澳洲砂岩是所有砂岩品种中硬度最高的。

e．澳洲砂岩现已开发了：白砂岩、黄砂岩、木纹砂及山水纹砂四个品种。

图三砂岩

(C)典型砂岩幕墙方案：由于砂岩的强度相对较低，工程中一般砂岩石材采用通

槽处理，这样对整个石材幕墙而言，可以形成一个比较好的传力系统。

砂岩幕墙横剖节点

砂岩幕墙竖剖节点

2.2.4板石：亦称“瓦板岩”。即凡具有板状构造，沿板理面可剥成片，可作装饰材

料用的，经过轻微变质作用形成的浅变质岩统称为板石。常见的岩石有硅质

板岩、粘土质板岩、云质板岩、粉砂质板岩、凝灰质板岩等。其化学成份主

要为铝硅酸盐类。其矿物成分以各种粘土类矿物为主，并含有较多的微细粒

石类和云母等。

图四板石

3 特性：

花岗石：由于花岗石的化学成分主要是镁、铁、钙、钢钾的硅酸盐，及少量钛、锰、铁氧化物。因此具有下列特性：

3.1.1耐酸、耐碱、耐腐蚀。

3.1.2抗拉、抗压、抗剪切力较强。抗压强度为100～300Mpa。

3.1.3硬度较高。肖氏硬度一般为60～110。

3.1.4孔隙率低、吸水率低。一般为～%。

3.1.5耐磨性较好。耐冻性强，可经受100～200次以上冻融循环。

3.1.6耐久性好，使用年限为75～200年。

3.1.7体积密度为～m3。

由于花岗石具有上述特点，因此更适合石材幕墙。

大理石：由于大理石的化学成分主要是碳酸盐类（碳酸钙或碳酸镁），因此具有下列特点：

3.2.1不耐酸、不耐碱、不耐腐蚀。

3.2.2抗拉、抗压、抗剪强度较低，抗压强度为50～200Mpa。

3.2.3 硬度较低，肖氏硬度一般为35～60。

3.2.4耐磨性较差。

3.2.5耐久性较好，使用年限为40～100年。

3.2.6体积密度为～m3。

由于大理石具有上述特性，因此不适于幕墙。主要用于室内墙面。

板石：由于板石的化学成分主要是铝硅酸盐类，其矿物成分以各种粘土类矿物为主，并含有较多的微细粒石英和云母等。因此具有下列特点：

3.3.1耐酸、耐碱、耐腐蚀。

3.3.2硬度较小、不耐磨、不抗压（介于花岗岩、大理石之间），弯曲强度高。

3.3.3价格便宜。

3.3.4吸水率低、不易风化、耐寒。

4 我国花岗岩的分布情况：

中国已探明花岗岩矿产地297处，广泛分布在26个省、自治区、直辖市(暂缺台湾省统计数字)。其中，饰面用花岗岩矿产地161处，主要集中在经济发达的华东区和华北区，两区合计储量约占全国总量的75%。在各省、自治区、直辖市拥有的储量中，山东省居首位，约占全国总量的32%；北京市居第2位，福建省居第3位。优质高档花岗岩产地主要分布在四川、山西、内蒙古、广西等省(区)。

5 各种石材物理性能比较：

花岗石、大理石、石灰石、砂岩物理性能指标比较表

6 花岗岩的加工流程：

（1）选择品种。

图五选择石材品种

（2）选择荒料。

图六石材矿山

图七石材荒料

（3）切毛板。圆盘锯可加工最大宽度一般在1100mm以下。

砂锯可加工最大宽度一般在2200mm左右。

图八圆盘锯

图九圆盘锯切割石材

图十圆盘锯切割后石材

图十一圆盘锯切割后石材

图十二砂锯

图十三砂锯

图十四砂锯切割后石材

（4）表面处理。

抛光面：将抛光磨石放在被加工的产品上，用机械设备快速运转来达到抛光效果，产品表面会出现很强的反射光。

图十五石材水磨机

图十六石材水磨机

图十七石材水磨机

图十六镜面石材

图十七光面石材

火烧面：在高温下形成，生产时对石材加热，晶体爆裂，因而表面粗糙。表面多孔，必须用渗透密封剂。

图十八火烧石材

图十九火烧石材

图二十火烧毛面石材

机打面

图二十一机打石材

图二十二机打石材

（5）切规格板。

图二十三石材规整化

图二十四石材规整化

图二十五石材规整化

（6）表面防护：石材防护就是将一些防护剂采取刷、喷、涂、滚、淋和浸泡等方法，使防护剂均匀分布在石材表面或渗透到石材内部形成一种保护，使石材具有防水、防污、耐酸碱、抗老化、抗冻融、抗生物侵蚀等功能，从而达到提高石材使用寿命和装饰性能的效果。

石材防护剂按溶解性能分类：

A、油性防护剂：能够被油溶性溶剂溶解的防护剂叫油性防护剂。这类防护剂

一般渗透力强，但相对毒性较大、易燃、有较强的气味。适合于石材正面和

致密表面的防护处理。

B、水性防护剂：能够被水溶解的石材养护剂叫水性石材防护剂。这类防护剂

一般渗透力相对较弱一些，但毒性和气味相对都要小一些，不燃。适合于疏

松石材表面的防护处理。

图二十六石材表面防护

图二十七石材表面防护

（7）包装。

图二十八石材装箱

（8）运输。

7 目前石材厂家设备加工的极限尺寸及常备荒料的尺寸（以康利为例）：

（1）设备方面

切具：长×宽=2.5米×1.5米

砂锯（用于切割花岗岩）：长×宽=3米×2米

拉锯（用于切割大理石）：长×宽=3米×1.9米

桥切机：长×宽=3米×2米

磨抛机：长×宽=长度方向不限×2米

（2）荒料方面

花岗岩：进口3米×2米（最大）；国产1米×1.5米

大理石：2.3米×1.5米

注：以上为极限加工尺寸，根据材料的不同尺寸、厂家自身设备的不同会有些差异，需要单独沟通。

8 粘接板（L型板）设计出加工单时的注意事项：

L型板的短边部分一般不超过200mm高，其原因为①.占用空间，不便于运输，提升运输成本。②.太高的话角度不好保证，降低精确度及增加加工成本与交货期。

9弧型板加工尺寸：

对于弧型板的加工其弦长（注意是弦长不是弧长）一般不超过1米。

10石材拼接圆柱的规则：

石材直径是圆柱拼接的决定因素，一般参照下列规则：

直径＜500 mm建议用三拼.

500 mm＜直径＜800 mm四拼较多.

800 mm＜直径＜1200 mm六拼较多.

1200 mm＜直径＜2000 mm十二拼较多.

石材厚度一般不低于25mm.

图二十九石材线锯

图三十弧形石材抛光

图三十一弧形石材抛光

11 石材设计选用要点：

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。

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下表。

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、无机盐及粘土等成分可造成泛黄、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。

12 石材设计应用注意事项：

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

石材规格尺寸应尽可能选用规格化板，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。

13石材幕墙基本知识：

主要材料要求

13.1.1 石材：

厚度至少25mm，一般为30mm；

石材宜选用火成岩即花岗岩,石材吸水率应小于%,如吸水率过大,则采用

树脂浸泡,将石材的毛细孔堵住,不易吸水,如广州白云国际会议中心的红

砂岩；

石材弯曲强度不应小于；

石材六面做防水处理；

石材规格一般为800x800，600x1200，其它大过此尺寸及异形需与厂家沟通；

石材一般采用四点支撑，如采用六点支撑时需采用SAP2000进行验

算；

13.1.2 钢材：

横梁立柱一般采用钢型材Q235B，壁厚不得小于

立柱一般采用钢方通，槽钢，很少采用角钢；

横梁一般采用角钢，很少采用钢通；

石材龙骨表面镀锌处理，膜厚符合以下要求：

构造要求

13.2.1 石材的胶缝一般为10mm，也可做8mm，12mm；

13.2.2 立柱应采用螺栓与角码连接，并再通过角码与预埋件或钢构件连接。螺

栓直径不应小于10mm。

图三十二龙骨螺栓连接示意图

13.2.3 通槽支承石板，铝合金挂钩的厚度不应小于4mm，不锈钢的厚度不应小

于3mm

图三十三 T型石材挂件示意图

13.2.4 两短槽边距离石板两端部的距离不应小于石板的厚度的3倍且不应小于

85mm，

也不应大于180mm；

图三十四短槽石材连接示意图

13.2.5 横梁与立柱连接采用螺栓连接(如上图所示)

安装顺序

13.3.1 常用石材幕墙形式安装顺序：

预埋件的安装→主龙骨的安装→横梁的安装→挂件的安装→石材的安装→打胶→清洁

13.3.1 开缝石材幕墙形式安装顺序：

a、预埋件的安装→主龙骨的安装→横梁的安装→防水板的安装→挂件的

安装→石材的安装→清洁

b、预埋件的安装→墙面防水处理→主龙骨的安装→横梁的安装→挂件的

安装→石材的安装→清洁

石材幕墙的形式

13.4.1 钢销式（很少用，基本不用）

13.4.2 T型挂件式（造价较低，经常采用）

图三十五 T挂件石材节点图

图三十六 T挂件、槽钢石材三维节点图（横梁为悬臂梁）

图三十七 T挂件、钢方通石材三维节点图

图三十八 T挂件、槽钢石材转角三维节点图

13.4.3 铝合金挂件式

图三十九铝合金挂件石材节点图

图四十铝合金挂件石材三维节点图（短槽）

13.4.4 背栓式

图四十一背栓挂件石材节点图

图四十二背栓挂件石材三维节点图（开缝）

13.4.5 单元体石材（也可以认为是铝合金挂件式石材）

图四十二单元体石材节点图（华润）

花岗岩板块的支承形式常用钢销式、短槽式、通槽式、背栓式四种类型的比较

石材幕墙细部要求

13.5.1 石材的倒角一般为2mm；

13.5.2 石材开缝时需做等厚度处理，打胶则不需等厚处理；

13.5.3 退缝打胶一般为5mm；

13.5.4 一般采用钢通做为龙骨，如考虑造价因素可采用槽钢，但需在槽钢位加

一个垫板；

13.5.5 如错缝时则采用横向固定；

13.5.6 套芯总长度不应不小于400mm，伸缩缝位至少15mm；

13.5.7 为降低工程造价，一般石材幕墙背后均为剪力墙，则可设多处埋件；

13.5.8 顶部石材就设置一定的坡度；

13.5.9 转角位石材拼缝时应倒角，防止崩角；

背栓式石材幕墙调节螺钉（栓）仅在上层挂件才有；

13.5.11 一般采用T挂件或L挂件的石材幕墙工程建议采用铝合金挂件，这是

因为

不锈钢挂件与铝合金挂的比较

不锈钢挂件实物铝合金挂件实物

开缝石材需设置背板，背板一般为2mm铝板、镀锌钢板、EPDM胶皮，或土建直接在混凝土刷涂料；

13.5.13 补强石的处理或转角连接件；

图四十三石材节点图（加强石）（华润）

图四十三石材节点图（转角连接件）（华润）

二、石材蜂窝板：

1 概述：

天然石材因其独具的材质特性，美观、高雅、耐久、色彩多样；其质感是任何

合成材料、复合材料都有无法比拟的。但是由于天然石材重量大、易破碎，

而且属于不可再生资源，所以在各个方面都制约了其广泛普及。石材蜂窝板

的出现刚好可以弥补天然石材的这些缺陷。

2概念、分类：

概念：石材蜂窝板是将天然的花岗石、大理石切成3—5mm厚的薄片，与铝蜂窝板复合生产的高科技含量产品。

分类：按照所采用的面板材料分类为：花岗石类、大理石类。

图一大理石蜂窝板

图二花岗岩蜂窝板

板材特点：重量轻、强度大、刚度好、平整度高、隔音和隔热效果好、抗震性强、防火防化学腐蚀、抗风化、耐气候、坚实耐用、色泽自然亮丽、防污易清洗。

安装特点：施工方便、安装简单、容易操作、辅助材料少、省料、省时、省力，安装成本低。

与天然石材比较：重量、强度、平整度、隔音隔热、防火等方面优于石材。其面板石材厚度只有4mm左右，是纯石材的三分之一重量。施工工时是纯石材的

20~30%，也避免了用水泥砂浆粘贴时由石材缝隙流出的弊端。

适用范围：内外墙装饰、家具、吊顶等。

3产品规格尺寸：

常规板面尺寸：300×300； 600×600； 800×800； 800×1200

极限板面尺寸： 1200×2400

厚度： 15；20；25；30

石材面板厚度： 3—6mm

4生产工艺：

5性能：

面密度 12——20kg/㎡

耐沸水性 98℃±2℃蒸馏水中煮2h，无异常。

耐撞击性能按设计要求

平面拉伸粘结强度（一般是从铝板与芯材粘结面上破坏）执行试验标准GB/T1452 幕墙板≥；普通装饰板≥；

平面压缩强度执行试验标准GB/T1453

幕墙板≥；普通装饰板≥；

弯曲刚度执行试验标准GB/T1456

幕墙板≥×108 N·m ㎡普通装饰板≥×107N·m ㎡

剪切刚度执行试验标准GB/T1456

幕墙板≥×104 N 普通装饰板≥×104N