家具材料石材

了解石材的形成、化学性质及分类。熟悉天然石材的材质特点；熟悉天然大理石、花岗石的特性、常见品种、规格和用途。掌握人造石的特性、种类及应用。石材包括天然石材和人工石材两类。石材是传统的装饰材料，它特殊的质感和装饰效果是其他材料很难代替的。石材加工技术的发展使天然石材制品种类日益增多；人造石材的使用范围也进一步扩大。与天然石材相比，人造石材具有质量轻、强度高、耐污耐腐、造价低廉、表面花纹图案可设计等优点。从而成为现代家具及建筑装饰的理想用材。天然石材是从天然岩体中开采出来加工成型的材料总称。天然石材具有抗压强度高、耐久性好等优点，经过加工后具有良好的装饰性，是现代家具台面及装饰的理想用材，同时也是古今中外建筑工程中修建城垣、房屋、园林、桥梁、道路等优良材料之一。河北赵州桥和江苏洪泽湖的洪湖大桥均为著名的古代石材建筑结构。岩石由造岩矿物组成，它的构造特性以及所处的地质生成条件决定了岩石一系列的重要性质，因而决定着各种天然石材在装饰工程中使用的范围及条件。我国石材资源丰富，开采历史悠久。早在唐朝的泉州开元寺塔石雕即采用当地的花岗岩石精雕而成；北京故宫的汉白玉雕栏为房山特产；云南大理城更是名扬中外的大理石之乡。我国目前已探明的装饰用饰面石材储量达30 亿m3，其中花岗石类有100 多种，大理石类有300 多种。

5.1 天然石材(P96)

5.1.1 天然石材的分类

组成岩石的矿物称为造岩矿物，矿物是指具有一定化学成分和一定结构特征的天然化合物或单质体。形成天然石材的造岩矿物主要由石英、长石、云母、深色矿物、高岭土、碳酸盐、方解石或白云石等组成，各种矿物具有不同颜色和特性。作为矿物集合体的岩石并无确定的化学成分和物理性质，即使同称谓的岩石，由于产地不同，其矿物组成和结构均会有差异，因而岩石的颜色、强度等性能也均不同。石材来自岩石，岩石按形成条件可分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类。

1、火成岩（岩浆岩）

是地壳深处的熔融岩浆上升到地表附近或喷出地表，经冷凝而形成的。前者为深成岩，后者为喷出岩。深成岩构造致密、表观密度大、强度高、耐磨性好、吸水率小、耐水性好、抗冻及抗风化能力强。喷出岩为骤冷结构物质，内部结构结晶不完全，有时含有玻璃体物质。当喷出的岩层较厚时，其性质类似深成岩；当喷出的岩层较薄时，形成的岩石常呈多孔结构，但也具有较高的工程使用价值。

2、沉积岩（旧称水成岩）

是原来露出地面的岩石经自然风化后，再由流水冲积沉淀而成的。沉积岩多为层状结构，与深成岩相比致密度较差、表观密度较小、强度较低、吸水率较大、耐久性较差。常用的沉积岩有石灰岩、砂岩和碎屑石等。

3、变质岩

是由原生岩浆岩或沉积岩经过地壳内部高温、高压及运动等变质作用后形成的。在变质过程中，岩浆岩既保留了原来岩石结构的部分微观特征，又有变质过程中形成的重结晶特征，还有变质过程中造成的碎裂变形等特征。沉积岩经过变质过程后往往变得更为致密；深成岩经过变质过程后往往变得更为疏松。因此，不同变质岩的工程性质差异较大，这与其变质过程与内部结构等有关。常用的变质岩有大理岩、石英岩和片麻岩等。

5.1.2 天然大理石

1、天然大理石的组成与化学成分

天然装饰石材中应用最多的是大理石，它因云南大理盛产而得名。大理石是由石灰岩和白云岩在高温、高压下矿物重新结晶变质而成。它的结晶主要由方解石或白云石组成，具有致密的隐晶结构。纯大理石为白色，称汉白玉，如在变质过程中混进其它杂质，就会出现不同的颜色与花纹、斑点。如含碳呈黑色；含氧化铁呈玫瑰色、桔红色；含氧化亚铁、铜、镍呈绿色；含锰呈紫色等。大理石的主要成分为氧化钙，空气和雨中所含酸性物质及盐类对它有腐蚀作用。除个别品种（如汉白玉、艾叶青等）外，它一般只用于室内。采石场开采的大理石块称为荒料，经锯切、磨光后，制成大理石装饰板材。大理石天然生成的致密结构和色彩、斑纹、斑块可以形成光洁细腻的天然纹理。

2、天然大理石的品种

天然大理石石质细腻、光泽柔润、有很高的装饰性。目前应用较多的有以下品种：

(1)单色大理石：如纯白的汉白玉、雪花白；纯黑的墨玉、中国黑等，是高级墙面装饰和浮雕装饰的重要材料，也用作各种台面。

(2)云灰大理石：云灰大理石底色为灰色，灰色底面上常有天然云彩状纹理，带有水波纹的称做水花石。云灰大理石纹理美观大方、加工性能好，是饰面板材中使用最多的品种。

(3)彩花大理石：彩花大理石是薄层状结构，经过抛光后，呈现出各种色彩斑斓的天然图画。经过精心挑选和研磨，可以制成由天然纹理构成的山水、花木、禽兽虫鱼等大理石画屏，是大理石中的极品。

3、天然大理石结构特征与规格

大理石的产地很多，世界上以意大利生产的大理石最为名贵。国内几乎每个省、市、自治区都产大理石。大理石板材对强度、容重、吸水率和耐磨性等不做要求，以外观质量、光泽度和颜色花纹做为评价指标。天然大理石板材根据花色、特征、原料产地来命名。

4、天然大理石的性能与应用

各种大理石自然条件差别较大，其物理力学性能有较大差异。天然大理石质地致密但硬度不大，容易加工、雕琢和磨平、抛光等。大理石抛光后光洁细腻，纹理自然流畅，有很高的装饰性。大理石吸水率小，耐久性高，可以使用40-100 年。天然大理石板材及异型材制品是室内及家具制做的重要材料。用于大型公共建筑如宾馆、展厅、商场、机场、车站等室内墙面、地面、楼梯踏板、栏板、台面、窗台板、踏脚板等，也用于家具台面和室内外家具。

5.1.3 天然花岗石

1、花岗石的组成与化学成分

花岗石以石英、长石和云母为主要成分。其中长石含量为40%-60%，石英含量为20%-40%，其颜色决定于所含成分的种类和数量。花岗石为全结晶结构的岩石，优质花岗石晶粒细而均匀、构造紧密、石英含量多、长石光泽明亮、没有风化迹象。云母含量高的花岗石表面不易抛光，含有黄铁矿的花岗石易受到侵蚀。花岗石的二氧化硅含量较高，属于酸性岩石。某些花岗石含有微量放射性元素，这类花岗石应避免用于室内。花岗石结构致密、质地坚硬、耐酸碱、耐气候性好，可以在室外长期使用。

2、花岗石制品的种类

天然花岗石制品根据加工方式不同可分为：

(1)剁斧板材：石材表面经手工剁斧加工，表面粗糙，具有规则的条状斧纹。表面质感粗犷，用于防滑地面、台阶、基座等。

(2)机刨板材：石材表面机械刨平，表面平整，有相互平行的刨切纹，用于与剁斧板材类似用途，但表面质感比较细腻。

(3)粗磨板材：石材表面经过粗磨，平滑无光泽，主要用于需要柔光效果的墙面、柱面、台阶、基座等。

(4)磨光板材：石材表面经过精磨和抛光加工，表面平整光亮，花岗岩晶体结构纹理清晰，颜色绚丽多彩，用于需要高光泽平滑表面效果的墙面、地面和柱面。

3、天然花岗石的品名与规格

花岗石板材以花色，特征和原料产地来命名。部分花岗石板材的花色特征见表5-7。

粗磨花岗石材和磨光板材的产品规格和磨光产品光泽度见表5-8 和表5-9。

4、花岗岩的性能与应用

花岗岩结构致密，抗压强度高，吸水率低，表面硬度大，化学稳定性好，耐久性强，但耐火性差。花岗岩是一种优良的建筑石材，它常用于基础、桥墩、台阶、路面，也可用于砌筑房屋、围墙，尤其适用于修建有纪念性的建筑物，天安门前的人民英雄纪念碑就是由一整块100t 的花岗岩琢磨而成的。在我国各大城市的大型建筑中，曾广泛采用花岗岩作为建筑物立面的主要材料。也可用于室内地面和立柱装饰，耐磨性要求高的台面和台阶踏步等。由于修琢和铺贴费工，因此是一种价格较高的装饰材料。在工业上，花岗岩常用作一种耐酸材料。

5.2 人造石材(P103)

人造石材一般指人造大理石和人造花岗岩，以人造大理石的应用较为广泛。由于天然石材的加工成本高，现代建筑装饰业常采用人造石材。它具有重量轻、强度高、装饰性强、耐腐蚀、耐污染、生产工艺简单以及施工方便等优点，因而得到了广泛应用。人造大理石在国外已有40 年历史，意大利1948 年即已生产水泥基人造大理石花砖，德国、日本、前苏联等国在人造大理石的研究、生产和应用方面也取得了较大成绩。由于人造大理石生产工艺与设备简单，很多发展中国家也已生产人造大理石。我国 70 年代末期才开始由国外引进人造大理石技术与设备，但发展极其迅速，质量、产量与花色品种上升很快。人造石材按照使用的原材料分为四类：水泥型人造石材、树脂型人造石材、复合型人造石材及烧结型人造石材。人造大理石之所以能得到较快发展，是因为具有如下一些特点：

(1) 容量较天然石材小，一般为天然大理石和花岗石的80%。因此，其厚一般仅为天然石材的40%，从而可大幅度降低建筑物重量，方便了运输与施工。

(2) 耐酸。天然大理石一般不耐酸，而人造大理石可广泛用于酸性介质场所。

(3) 制造容易。人造石生产工艺与设备不复杂，原料易得，色调与花纹可按需要设计，也可比较容易地制成形状复杂的制品。

1、水泥型人造石材

它是以水泥为粘结剂，砂为细骨料，碎大理石、花岗岩、工业废渣等为粗骨料，经配料、搅拌、成型、加压蒸养、磨光、抛光等工序而制成。通常所用的水泥为硅酸盐水泥，现在也用铝酸盐水泥作粘结剂，用它制成的人造大理石具有表面光泽度高、花纹耐久、抗风化、耐火性、防潮性都优于一般的人造大理石。这是因为铝酸盐水泥的主要矿物成分——铝酸一钙水化生成了氢氧化铝胶体，在凝结过程中，与光滑的模板表面接触，形成氢氧化铝凝胶层；与此同时，氢氧化铝胶体在硬化过程中不断填塞水泥石的毛细孔隙，形成致密结构。所以制品表面光滑，具有光泽且呈半透明状。

2、树脂型人造石材

这种人造石材多是以不饱和聚酯为粘结剂，与石英砂、大理石、方解石粉等搅拌混合，浇铸成型，经固化、脱模、烘干、抛光等工序制成。目前，国内外人造大理石以聚脂型为多。这种树脂的粘度低，易成型，常温固化。其产品光泽性好，颜色鲜亮，可以调节。

3、复合型人造石材

这种石材的粘结剂中既有无机材料，又有有机高分子材料。先将无机填料用无机胶粘剂胶结成型。养护后，再将坯体浸渍于有机单体中，使其在一定条件下聚合。板材制品的底材要采用无机材料，其性能稳定且价格较低；面层可采用聚酯和大理石粉制作，以获得最佳的装饰效果。无机胶结材料可用快硬水泥、白水泥、铝酸盐水泥以及半水石膏等。有机单可以采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯、丙烯腈、二氯乙烯、丁二烯等，这些树脂可单独使用或组合起来使用，也可以与聚合物混合使用。

4、烧结型人造石材

这种类型的人造石材的生产工艺与陶瓷的生产工艺相似，是将斜长石、石英、辉石、石粉及赤铁矿粉和高岭土等混合，一般用40%的粘土和60%的矿粉制成泥浆后，采用注浆法制成坏料，再用半干压法成型，经1000℃左右的高温焙烧而成。

5.3 石材的选用与发展方向

(添加内容，教材无)

家具及装饰中选用石材主要从如下两点加以综合考虑。

(1)技术质量指标

技术质量指标主要包括石材的强度、吸水率、膨胀系数、耐磨性、抗冲击性和耐用年限等。要根据家具的使用要求及所处环境，选用符合技术质量标准的石材，以保证其使用的耐久性。

(2)质量等级标准

质量等级标准包括石材的规格允许公差、平度偏差、角度偏差、表面光泽度、棱角缺陷、表面色线、色差、色斑等内容。应根据家具的设计表现效果及造价，选择合适的石材。国内外采用的天然岩石饰面板材的标准加工厚度为20 mm。随着加工技术的发展和对材料轻质化的要求，厚度为12～15 mm 的薄型板材的用量正日趋增多，还可加工出7～8 mm 的超薄型饰面板。此外，花岗石薄板多锯片双向切机的锯片装机规格越来越大(锯片直径已达1600 mm)，这也表明花岗石板材产品规格越来越大，越来越薄，在实际使用中可按不同要求切割、抛光、铺贴镶嵌，达到更美观更经济的效果。另外，还生产出石材与塑料或铝材相结合的复合板材，即将石材薄板背面粘以泡沫聚酯或铝质蜂窝结构材料及玻璃纤维棉毡等，形成具有轻质高强、保温隔热特性的复合材料。现代家具及室内装饰中采用的天然饰面石材主要有大理石和花岗石两大类。天然石材装饰效果好、耐久性强，但由于造价高，多用于装饰等级要求高的公共建筑及其他工程中。与天然石材相比，人造饰面石材(简称人造石)具有质量轻、强度高、耐污耐腐、施工便捷、造价低廉、表面花纹图案可设计等优点，从而成为现代家具及室内装饰的理想用材。