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1、研究石材在园林景观中应用的目的和意义“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使用可能。适宜于某种材料的设计将不完全适用其它的材料。赖特这段话道出了材料、设计、环境、艺术之间的关系。赖特的设计能够表达出自然、身份和建筑材料的灵魂来。他的文章“材料的天性特别地赞美了材料的真实性和它与景观的联系。如果一个出色的景观设计师不了解材料及其施工工艺与技术，就难以有感人的作品问世，其实也常常会因此类知识的不全面，使得设计作品有这样或那样的缺憾。所以，以材料来对景观建筑细局部类，从而对专类进展深入的分析和研究，无论是对研究者自身设计综合能力的提高还是对行业内实际工
2、程的实施指导都很有意义。目前中国石材生产规模迅速扩大，产量大幅度增长，石材在国民经济中的地位不断提高。2002年全国石材产量到达1.8亿时，是1990年全国石材产量的7.2倍。同时中国石材进口从1992年以来也快速增长。 1992年全国进口石材贸易额为956万美元，到2002年全国进口石材已到达4.4亿美元。随着国内石材行业的快速开展，石材在园林建立中也得到了更广泛的应用。新技术新型式的不断涌现使得石材在园林建立中的应用出现了不小的繁荣，与此同时也出现了一系列问题。一方面由于园林各种设施对设计和施工技术要求较宽松，一些设计师在设计的过程中并未对石材的特性给与足够的考虑，这些无视材料特性的设计不
3、但未能发挥石材良好的构造和美学功能而且降低了石材的使用寿命甚至导致一些质量问题。这些问题直到施工的过程中甚至完工之后才暴露出来，造成了极大的浪费。另一方，目前对石材材料特性、技术指标的研究往往停留在建筑领域，而针对石材在园林环境中的应用研究缺乏。这使得园林设计师在使用石材时很难找到适合于园林建立环境下的技术指标和规格参数。设计师往往只能借助一些建筑行业的标准或是参照前人的经历，这不但给设计带来不便同时由于一些建筑行业标准并不适合于园林领域从而导致了许多质量问题。另外，在景观设计的过程中，设计师对景观建筑细部的关注缺乏，对石材的细部运用往往通过“查询惯例的方式进展游离于场地细节之外的简单复制，从
4、而造成许多与地域、环境、文化不符的千篇一律的细部景观。因此，对石材在园林景观在应用的研究，可以为在园林景观设计和实施过程中更科学合理的使用石材提供有益的指导，同时对如何在不断变化的设计实践中进展针对景观建筑细部设计的新研究提供一个参考。岩石的定义岩石是地壳的组成局部，根据成因可以分为三大类:岩浆岩、变质岩和沉积岩。岩石是许多不同矿物颗粒的集合体，他们或融合、或胶结、或结合在一起。岩石没有确定的化学组成和物理力学性质，同种岩石，产地不同，其各种矿物的含量、颗粒构造均有差异，因而颜色、强度、耐久性也有差异。石材的定义天然石材指从天然岩中开采出来，并经加工成块状或板状材料的总称。岩石的形成循环往复(
5、图3一1)。地壳深部的液态岩浆缓慢上升接近地表，形成巨大深成岩体(l)，较小的侵入岩，如岩脉(2)，溶岩流和火山。岩浆在冷凝过程中形成火成岩，如花岗岩。地球的运动使岩石上升到地表，受到风化、侵蚀而暴露，在冰川、流水和风的风化侵蚀作用下，岩石破碎成颗粒，被冰川(3)、河流(4)和风搬运，逐渐在湖泊(5)、三角洲(6)和沙漠(7)沉积下来，形成沉积层，或在海洋形成沉积岩，如粘土岩和页岩(8)。大多数沉积物都堆积在大陆架(9)上，有些那么被高密度水流通过海底峡谷(10)搬运沉积到更深的海底。大规模的造山运动中，在高温高压作用下，沉积岩和岩浆岩变成变质岩，如片岩和片麻岩。温度和压力的进一步升高，那么岩
6、石重新熔化，逐步成造岩的一个循环。岩石按地质形成条件分为火成岩、沉积岩和变质岩三大类，它们具有显著不同的构造、构造和性质。火成岩由液态岩浆或熔岩结晶而成，又称岩浆岩。岩浆岩的成因类型可以分为侵入岩(岩浆地下结晶)和喷出岩(熔岩在地表结晶)，侵入岩又包括深成岩、中成岩和浅成岩。岩浆的原始成分、形成方式及冷却速度都会影响其组成成分和性质，如颗粒大小、晶体形状、矿物成分和整体颜色。.矿物成分:岩石是矿物的集合体，长石、云母、石英和铁镁矿物都是火成岩组成部分，矿物成分决定了岩石的化学性质、外表纹理和颜色。对岩石组成矿物的了解，有助于对其所加工成石材的识别、材料理化特性的把握，使之合理运用于园林景观(图
7、3一2)。.颗粒大小:岩石的颗粒大小，显示岩石属于深成岩(颗粒大)还是喷出岩(颗粒细小)。火成岩按晶体直径可分为:粗粒(辉长岩之类的粗粒火成岩具有直径超过5毫米的晶体)、中粒(中粒的如粗粒玄武岩的晶体大小在0.5一5毫米之间)和细粒(细粒的如玄武岩，其晶体直径小于0.5毫米)。岩石的颗粒大小直接表现为所加工成石材的外表纹理特征(图3一3)。.颜色:一般来说，颜色是化学性质的准确指针，反映出某种矿物的含量。酸性岩呈浅色，含65%以上的硅酸盐。基性岩呈深色，硅酸盐含量较低，且深色密度大的铁镁矿，如普通辉石占很大比例。颜色是石材应用的一项重要指标，掌握颜色的与岩石化学性质的关系，能更好的的把握石材的
8、特性，合理运用于园林景观(图34)。.化学成分:根据化学成分，火成岩可以分成以下几类:酸性岩，含65%以上的硅酸盐(包括10%以上的石英);中性岩，硅酸盐含量为45%一55%;基性岩，硅酸盐含量为45例产55%(含10%以下的石英);超基性岩，硅酸盐含量小于45%(图3并)。.小结:火成岩呈晶质构造，是由矿物晶体互相连结聚集而成。岩石里的晶体或无规律聚集，或是显示出某种方向性。根据晶体的大小，火成岩分为粗、中、细粒三种，直接表像为岩石的纹理特征。岩石的颜色由矿物组成和含量决定，酸性岩富含密度小的淡色硅酸盐，颜色很浅，基性岩和超基性岩富含密度大的铁镁矿物，颜色深，中性岩恰如其名，其矿物含量处于前
9、两类之间，因此，颜色深浅也居中。下表是更据火成岩颗粒、颜色的一个分类，归纳了火成岩的一些主要代表岩石。见表3一1.颗粒大小:尽管沉积岩颗粒的分类很复杂，但粗粒、中粒和细粒等术语仍然经常使用。颗粒大小从巨砾到组成粘土的微粒，组成岩石的碎屑肉眼可见的归为粗粒，如砾岩，角砾岩和砂岩;中粒岩的颗粒用放大镜可辨，如砂岩:细粒岩石外表致密，如叶岩、粘土岩和泥岩(图3一6)图3一6沉积岩颗粒分级图.化石组成:化石主要产于沉积岩，他们是保存在沉积岩中的动物遗体(图3一7)。岩石中所含化石显示岩石的形成环境，如海生生物化石说明岩石是在海洋环境下形成的。石灰岩是富含化石的沉积岩。了解化石种类和数量在各种沉积岩中的
10、分布，有助于准确、灵活的选用材料，充分利用沉积岩这一特性，营造具有特殊气氛的环境景观。.小结:沉积岩有明显的层理，颗粒连接松散，用手指可蹭下颗粒。石英是许多沉积岩的主要成分，方解石是石灰岩的重要组成成分，沉积岩含化石，依此可与火成岩和变质岩区别。岩石碎屑沉积岩所含成分可以为任何一种岩石，石英碎屑沉积岩主要含有石英，石英通常呈灰色，且很坚硬，易于识别。富含碳酸钙的石灰岩颜色浅淡，与盐酸会起反响，其它矿物沉积岩根据所含矿物情况性质各不同。根据这四类将沉积岩分类如下。见表3一变质岩是岩石由于岩浆或地质运动，发生再结晶，使他们的矿物成分、构造、构造以致化学组成都发生改变而形成的岩石。.变质作用类型:形
11、成变质岩的变质作用有三类:区域变质作用(造山带的岩石因温度和压力作用而改变)。如:带化石叶岩在低压作用下扭曲或损坏形成板岩，板岩和其它许多岩石在中温增压作用下形成中粒片岩，中粒片岩在高温高压的地质环境中形成粗粒片麻岩(图3一8);接触变质作用(变质带、岩浆侵入体周围或熔岩流附近的岩石会在温度的直接作用下变质)。如:砂岩是一种多孔的沉积岩，在受热变质后，变质成变质石英岩，这是一种结晶、无孔的岩石，由相互连接的石英晶体镶嵌而成(图3一9);动力变质作用(地壳内，尤其沿断层线，发生大规模运动时，出现动力变质作用).颗粒大小:沉积岩的颗粒大小是由岩石所处的温度和压力条件决定的。一般压力越大、温度越高，
12、形成的矿物颗粒就越大，因此，低压下形成的板岩呈细粒，中压中温下形成的片岩呈中粒，高温高压下形成的片麻岩呈粗粒(图3一10)。.矿物构造:矿物在岩石中排列和分布的特点。接触变质岩有着品质构造，矿物通常不定向排列，而区域变质岩那么呈片理构造，压力使某些矿物排成直线(图2一11)。.小结:变质岩是火成岩、沉积岩以及早己形成的变质岩在受到温度和压力作用下形成的岩石，形成环境的不同，决定了各种沉积岩矿物构造和颗粒纹理的不同，按照有无片理构造可将其分为两类。见表3一3化学稳定性和耐久性等。岩石的晶粒越小，强度越高、韧性和耐久性越好。岩石的孔隙率较大，并夹有粘土质矿物时，岩石的强度、抗冻性、耐水性及耐久性等
13、会显著下降。石材的分类与命名由于行业关注的重点不同，目前国内存在多种石材的分类方式。不仅有以石材的矿产品类型分类的;也有以岩石类型、成因分类的;还有以石材的商品类型、使用用途及特征等来分类的。当然，石材的分类不是单级的，而可以是多级的。本文主要针对园林行业的特点，进展石材分类的讨论。国内建筑行业对石材的分类和统一编号根据国家?建筑材料标准汇编?的规定，天然石材分为:花岗石、大理石、板石三大类，也就是通常所说的“天然三石。国家行标JeZ以一92，JeZos习2，Je79一92，JeZoZ一92，对石材命名进展了初步标准，简介如下:花岗石(大理石)荒料和板材命名顺序为:荒料产地地名、色调花纹特征名
14、称、花岗石(G)(大理石(M)。例1:济南青花岗石(G)见Jc205一2例2:房山汉白玉大理石阿)见Jc79一92?建筑材料标准汇编?同时对天然石材进展了统一编号。天然石材统一编号是将我国自然界里用于建筑、装饰装修及其它用途的天然石材，先按照天然大理石、天然花岗岩、天然板石的三个大类分类，其后加上中华人民共和国各行政区划代码，再加上该石材在各行政区顺序编号而进展的统一排号。以防止同名不同石、同石不同名现象的出现，用以标准生产、流通、设计等单位使用石材标准。我国目前将用于建筑、装饰装修等的天然石材都归为大理石、花岗岩、板石三类，不包括人造石类的水磨石、微晶石、合成石、再造石等。天然石材统一编号是
15、由一个英文字母和四位元阿拉伯数字两局部组成。英文字母为大理石、花岗岩、板石英文名称的首位大写字母:花岗石(歹即ite卜用“G表示大理石(marble卜用“M表示板石(slate卜用“s表示前两位数字为?中华人民共和国行政区域代码?中规定的我国各省、自治区、直辖市行政区划代码;后两位数字为各省、自治区、直辖市所编的石材品种序号。例如:G1306，名称承德燕山绿，G为花岗石，前两位数13是河北省代码，后两位数06是河北省花岗石品种序号;Mll01，名称为房山高庄汉白玉，M为大理石，前两位数n是北京市代码，后两位数01是大理石在北京地区的品种序号;S川5，名称为霞云岭青石板，S为板石，前两位数n是北
16、京市代码，后两位数巧是北京地区板石品种序号。2针对园林行业石材应用特点对石材分类的讨论?汇编?中对天然石材的分类主要是针对国内建筑行业的使用情况来制定的，对于园林行业来说此种分类没有涵盖所有应用于园林建立中的石材种类，为了便于园林行业对石材的使用有必要对天然石材进展二级分类。园林行业除了对传统的“天然三石及花岗石、大理石和板石的大量使用外，砂岩，砾石、卵石、碎石、米石等天然碎石也大量运用于园林景观之中，因此石材的分类体系中应该包括这一类石材。而且，把砂、砾、碎、米石划分为一类石材也是恰当的，这是因为它们的特性、用途、使用方式及范围与其它石材品种有着截然不同的区别，固将其归类为碎石。当然，它们的
17、原石依然是花岗石、大理石、板石和砂石。上述说所石材的分类主要依据是石材的硬度上下，主要分为花岗石、大理石、板石三类。但是对于石英砂岩、石英粉砂岩、板状石英砂岩等一类岩石来说，其归属种类比拟为难，归类为花岗石、大理石或板石皆有不妥。因为它或多或少地兼有这三类石材的特性，作为岩石的主要矿物颗粒状石英来说，其硬度较高，摩氏硬度为7，按此可归类为花岗石(现行的分类也正是如此);而对整体岩石而言，由于颗粒石英的胶结、压实程度都较低，构造比拟疏松，但归类为大理石又似不妥;如归类为板石，作为沉积型的砂岩又有争议，而且局部板状砂岩又可以锯切成饰面板材使用(如云南丽石砂石)，故归入板石也似有不妥。同时，砂石与其
18、它类型皆有所不同，如它有较高的孔隙率和吸水率，而且它还有较强的吸附力，故在园林中的使用需要符合特定的环境条件。因此，在此建议把砂岩列为石材的另一类品种。综上所，按照园林行业的使用情况，可以将石材分类为花岗石、大理石、板石、砂岩和碎石。岩石石材是用适当的天然岩石加工而成的，故岩石是石材之母。因此石材的分类与岩石类型、岩石种类有千丝万缕的联系。理顺石材的分类与岩石之间的联系，有助于更清楚地掌握所选石材的材料性质，对石材在园林景观中的运用将起积极促进作用。例如岩石的颜色相当石材的色调，构造相当石材的质地，构造相当石材的花纹。园林中应用石材主要关注它的颜色、纹理和质地硬度，因此也常按照这些材料性质进展
19、分类: 从色彩的深浅程度来分类，可分为红、绿、黑(青)、棕(啡)、紫、蓝、深灰色等深色系列和白、黄、米黄、粉红、浅灰色等浅色系列及杂(花)花色系列、闪光幻彩系列，并还能细分为更多的系列。从硬度来分类，可分为硬质、中硬、软质石材，还能细分为次一级石材。由于有摩氏硬度、肖氏硬度及抗压强度的不同，据其分别来分类，那么稍有差异。第4章影响园林设计的石材根本性质石材应用于园林景观的过程中，总是要承受各种外力的作用，同时其周围的各种环境因素会对其造成很到的影响，如雪，雨水，空气湿度，空气中有害物质的含量等。同时，由于使用过程中，各种人为因素的作用，也会对其造成各种磨损和消耗。因此，应用于园林景观中的石材必
20、须具有抵抗各种外力作用的能力。设计师在挑选和使用石材的时候，一定要充分分析外部环境的影响因素，并全面了解石材的各项性质，使之到达环境美观，经济实用和可持续的景观效果。4.1石材的组成、构造与性质材料的组成和构造决定着材料的各种性质。要了解材料的性质，首先必须了解材料的组成、构造与材料性质间的关系。 石材组成天然石材是由天然岩石开采加工出来的，因此岩石的组成就决定了相应石材的组成.性质。石材组成分矿物组成和化学组成。矿物组成即为组成石材的矿物成份。在上一章的岩石分类中己经介绍了，由于岩石产生的条件不同其所含矿物成分也有很大区别，总体来说岩石的矿物组成非常丰富，同时又与岩石的分类之间有一定的规律。
21、矿物是具有一定化学成分和构造特征的单质或化合物，矿物组成是决定石材化学性质、物理性质和力学性质等的重要因素。石材的化学组成是指其所含矿物的化学成份，以化学公式表示可分为:自然元素，碳酸盐，硫酸盐，硅酸盐，磷酸盐，硫化物，卤化物，氧化物和氢氧化物等。化学组成是决定石料化学性质(耐腐蚀性、燃烧性等)、物理性质(耐水性、耐热性、保温性等)、力学性质(强度、变形等)的主要因素之一。利用石材的组成可以大致判断出它的某些性质。如石材的化学组成易与周围介质(酸、碱盐等)发生化学反响，那么该材料的耐腐蚀性差或较差。石材的构造石材的构造决定着石材的许多性质。一般从微观构造、亚微观构造、宏观构造三个层次来研究材料
22、构造与性质间的关系。对于石材来说，其亚微观构造和宏观构造对于园林选材关亚微观构造是指由光学显微镜所看到的微米级的组织构造。该构造主要研究石材内部的晶粒、颗粒等的大小和形态、晶界或界面，孔隙与微裂纹的大小、形状及分布。显微镜下的晶体材料是由大量的大小不等的晶粒组成的，而不是一个晶粒，因而属于多晶体。多晶体材料具有各向同性的性质。石材的亚微观构造对石材的强度、耐久性等有很大的影响。石材的亚微观构造相对较易改变。一般而言，石材内部的晶粒越细小、分布越均匀，那么石材的受力状态越均匀、强度越高、脆性越小、耐久性越高;晶粒或不同石材组成之间的界面粘结(或接触)越好，那么石材的强度和耐久性等越好。宏观构造是
23、指用肉眼或放大镜即可分辩的毫米级以上组织称为宏观构造。该构造主要研究石材中的大孔隙、裂纹、不同石材的组合与复合方式(或形式)、各组成材料的分布等。如岩石的层理与斑纹等。石材的宏观构造是影响石材性质的重要因素。石材的宏观构造较易改变。石材的宏观构造不同，即使组成与微观构造等一样，石材的性质与用途也不同，如沙砾岩与变质石英岩其微观构造都是石英晶体，但前者是一种多孔的沉积岩而后者是经受热变质后形成的一种结晶、无孔隙岩石，两者在物理性质上有很大不同。石材的宏观构造一样或相似，那么即使石材的组成或微观构造等不同，石材也具有某些一样或相似的性质与用途，如各种沉积岩等。石材构造所决定的一些材料性质构造决定了
24、材料不同构造状态下的密度(密度、视密度、体积密度、堆积密度)、密实度、孔隙率和孔隙率，在园林工程中，计算材料的用量、构件及建筑物的自重、材料的配合比以及材料的运输量与存储量时经常要用到材料的各种密度，其中密度是材料在绝对密实的状态下(不含内部任何孔隙)单位体积的质;视密度是材料自然状态下不含开口孔隙时单位体积的质量;体积密度是材料在自然状态下单位体积的质量;堆积密度是散粒材料在自然状态下单位体积的质量。密实度反映材料的密实程度，孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料在自然状态下体积的百分率。空隙率是散粒材料在堆积状态下，颗粒间空隙的体积占堆积体积的百分率。 石材中的孔隙与材料性质的关系许多石材在宏观
25、层次上或亚微观层次上均含有一定大小和数量的孔隙，甚至是相当大的孔洞。这是因为天然岩石由于地质上的造岩运动等，在岩石等材料的内部夹入局部气泡或形成局部孔隙。这些孔隙几乎对石材的所有性质都有相当大的影响。按孔隙的大小，可将孔隙分为微细孔隙、细小孔隙(毛细孔)、较粗大孔隙、粗大孔隙等。对于无机非金属材料，孔径小于20nrn的微细孔隙，水或有害气体难以侵入，可视为无害孔隙。按孔隙的形状可将孔隙分为球形孔隙、片状孔隙(即裂纹)、管状孔隙、墨水瓶状孔隙、带尖角的孔隙等。片状孔隙、尖角孔隙、管状孔隙对材料性质的影响较大，往往使石材的大多数性质降低。按常压下水能否进入到孔隙中，将常压下水可以进入的孔隙称为开口
26、孔隙(或称连通孔隙)，而将常压下水不能进入的孔隙称为闭口孔隙(或称封闭孔隙)。这种划分是一种粗略的划分，实际上开口孔隙和闭口孔隙没有明显的界限，当水压力较高或很高时，水也可能会进入到局部或全部闭口孔隙中。开口孔隙对石材性质的影响较闭口孔隙大，往往使石材的大多数性质降低(吸声性除外)。一般情况下，石材内部的孔隙含水量(即孔隙率)越多，那么材料的体积密度、堆积密度、强度越小、耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及其它耐久性越差，而保温性、吸声性、吸水性与吸湿性等越强。孔隙的形状和孔隙的状态对材料的性质也有不同程度的影响，如开口孔隙、非球形孔隙(如扁平孔隙或片状孔隙，即裂纹)相对于闭口孔隙、球形
27、孔隙而言，往往对石材的强度、抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、耐水性等更为不利，对保温性稍有不利，而对吸声性、吸水性与吸湿性等有利，并且孔隙尺寸越大，上述影响也越大。另外，利用天然石材的孔隙特点用高压法对孔隙进展填充，可以改善或增强天然石材的物理力学性质。如天然石材加工薄板易碎，通过高压将高分子材料压入石材孔隙后，可以方便的切出超薄的石板，提高板材的成材率。.2石材的力学性质石材的强度石材在外力或应力作用下，抵抗破坏的能力称为石材的强度，并以石材在破坏时的最大应力值来表示。石材的破坏实际上是石材内部质点化学键的断裂。石材的强度决定于各质点间的结合力，即化学键力。对无缺陷的理想化固体材料(包括不含晶格缺
28、陷)，其理论强度，即石材所能承受的最大应力，是克制石材内部质点间结合力形成两个新的外表所需的力。实际石材内部常含有大量的缺陷，如晶格缺陷、孔隙、微裂纹等。石材受力时，在缺陷处形成应力集中，导致强度降低。石材的实际强度，常采用破坏性试验来测定，根据受力形式分有抗压强度、抗拉强度、抗折强度、抗剪强度等。石材的强度除与石材内部的因素(组成、构造)有关外，还与外部因素有关，即与石材的测试条件也很大的关系。当加荷速度较快时，由于变形速度往往落后于荷载的增长，故测得的强度值偏高。石材强度等级和标号为便于合理使用材料，对于以强度为主要指标的材料，通常按材料强度值的上下划分为成假设干等级，称为材料的强度等级或
29、标号。脆性材料主要以抗压强度来划分，塑性材料和韧性材料主要以抗拉强度来划分。石材的硬度与耐磨性硬度是石材抵抗较硬物体压入或刻划的能力。石材用刻划法(又称莫氏硬度)测定，并划分有十级，由小到大为滑石1、石膏2、方解石3、萤石4，磷灰石5、正长石6、石英7、黄玉8、刚玉9、金刚石100。耐磨性是石材外表抵抗磨损的能力，以磨损前后单位外表的质量损失，即磨损率。石材的硬度愈大，那么石材的耐磨性愈高。地面、路面、楼梯踏步及其它有较强磨损作用的部位等，需选用具有较高硬度和耐磨性的石材石材与水有关的性质石材的吸水性与吸水率吸水性是石材在水中吸收水分的性质，用质量吸水率或体积吸水率来表示。两者分别是指石材在吸
30、水饱和状态下，所吸水的质量占石材绝干质量的百分率，或所吸水的体积占材料自然状态体积的百分率。吸水率主要与石材的孔隙率，特别是开口孔隙率有关，并与材料的亲水性和憎水性有关。孔隙率大或体积密度小，特别是开口孔隙率大的亲水性材料具有较大的吸水率。多孔石材的吸水率一般用体积吸水率来表示。石材的吸水率可直接或间接反映石材的局部内部构造及其性质，即可根据材料吸水率的大小对材料的孔隙率、孔隙状态及材料的性质做出粗略的评价。砂岩作为多孔性石材，在使用中应充分考虑它的吸水性和吸水率。石材的吸湿性吸湿性是石材在空气中吸收水蒸气的性质。石材吸湿或枯燥至与空气湿度相干衡时的含水率称为平衡含水率。石材在正常使用状态下，
31、均处于平衡含水状态。石材的吸湿性主要与石材的组成、孔隙含量，特别是毛细孔的含量有关。石材吸水或吸湿后，可削弱石材内部质点间的结合力或吸引力，引起强度下降。同时也使材料的体积密度和导热性增加，几何尺寸含水使石材的绝大多数性质下降或变差。石材的耐水性石材长期在水的作用下，保持其原有性质的能力称为石材的耐水性。对于构造石材，耐水性主要指强度变化，对装饰石材那么主要指颜色的变化、是否起泡、起层等，即石材不同，耐水性的表示方法也不同。石材的耐水性主要与其组成在水中的溶解度和石材的孔隙率有关。溶解度很小或不溶的石材，那么软化系数一般较大;假设石材所含矿物可微溶于水，且含有较大的孔隙率，那么软化系数较小或很
32、小。石材的抗渗性抗渗性是指石材抵抗压力水或其它液体渗透的性质。渗透系数越大，石材的抗渗性越差。石材的抗渗性与石材内部的孔隙率，特别是开口孔隙率有关，并与石材的亲水性和憎水性有关。开口孔隙率越大，大孔含量越多，那么抗渗性越差。石材的抗渗性也可用抗渗标号来表示，即在规定试验方法下，石材所能抵抗的最大水压力来表示。如PZ，P4，P6，PS等，分别表示可抵抗0.2，0.4，0.6，0.SMPa的水压力。地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用石材应具有一定的抗渗性。对于防水石材那么应具有很好的抗渗性。石材的抗渗性与石材的耐久性(抗冻性、耐腐蚀性等)有着非常密切的关系。一般而言，石材的抗渗性越高
33、，水及各种腐蚀性液体或气体越不易进入石材内部，那么石材的其它耐久性越局。石材的抗冻性抗冻性是石材抵抗冻融循环作用，保持其原有性质的能力。对构造石材主要指保持强度的能力，并多以抗冻标号来表示。抗冻标号用石材在吸水饱和状态下(最不利状态)，经冻融循环作用，强度损失和质量损失均不超过规定值时所能抵抗的最多冻融循环次数来表示。如F25，F5。，Floo，F150等，分别表示在经受25，50，roo，150次的冻融循环后仍可满足使用要求。石材在冻融循环作用下产生破坏，是由于石材内部毛细孔隙及大孔隙中的水结冰时的体积膨胀造成的。膨胀对石材孔壁产生巨大的压力，由此产生的拉应力超过石材的抗拉强度极限时，石材内
34、部产生微裂纹，强度下降。此外在冻结和融化过程中，石材内外的温差所引起的温度应力也会导致微裂纹的产生或加速微裂纹的扩展。影响石材抗冻性的主要因素有:石材的孔隙率和开口孔隙率(一般情况下，孔隙率越大，特别是开口孔隙率越大，那么石材的抗冻性越差)、孔隙的充水程度和石材本身的强度。为提高石材的抗冻性，在生产石材时常有意引入局部封闭的孔隙。石材强度越高，抵抗冻害的能力越强，即抗冻性越高。石材的其它耐久性指标往往与材料抗冻性的好坏有很大的关系。一般地，石材的抗冻性越高，那么材料的其它耐久性也越高。在园林中主要关心的热物理性质是石材的耐火性。材料抵抗高热或火的作用，保持其原有性质的能力称为建筑材料的耐火性。
35、?建筑设计防火标准?(GBJ16一87)规定建筑材料或构件的耐火极限用时间来表示，是按规定方法，从材料受到火的作用时间起，直到材料失去支持能力、完整性被破坏或失去隔火作用的时间，以h计。如无保护层的钢柱，其耐火极限仅有 0.25h。石材的耐火性是由其构成矿物质和岩石的构造决定的。主要表达在矿物质的热膨胀率、热膨胀方向等的热性质上。花岗岩外表加工恰恰利用了这一性质，它是使石材表层脱落的加工方法。石材的耐久性石材长期抵抗各种内外破坏因素或腐蚀介质的作用，保持其原有性质的能力称为石材的耐久性。石材的耐久性是材料的一项综合性质，一般包括有抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗老化性、抗碳化性、耐热性、耐溶蚀性、
36、耐磨性、耐光性等许多项。石材的组成、性质和用途不同，对耐久性的主要要求也不同。如构造石材主要要求强度不显著降低，而装饰石材那么主要要求颜色、光泽等不发生显著的变化等。石材的组成和性质不同，工程的重要性及所处环境不同，那么对石材耐久性年限的要求也不同。如在一般使用条件下，花岗岩的耐久性寿命为数十年至数百年以上。工程上应根据工程的重要性、所处的环境及石材的特性，正确选择合理的耐久性寿命。影响石材的耐久性的主要因素内部因素是造成石材耐久性下降的根本原因。内部因素主要包括石材的组成、构造与性质。当石材的组成易溶于水或其它液体，或易与其它物质产生化学反响时，那么材料的耐水性、耐化学腐蚀性等较差;当材料的
37、孔隙率，特别是开口孔隙率较大时，那么石材的耐久性往往较差。外部因素也是影响耐久性的主要因素。外部因素主要各种酸、碱、盐及其水溶液，各种腐蚀性气体，对石材具有化学腐蚀作用或氧化作用;光、热、电、温度差、湿度差、干湿循坏、冻融循坏、溶解等对石材的物理作用;冲击、疲劳荷载，各种气体、液体及固体引起的磨损与磨耗等的机械作用。实际工程中，石材受到的外界破坏因素往往是两种以上因素同时作用。石材常由化学作用、溶解、冻融、风蚀、温差、湿差、摩擦等其中某些因素或综合作用而引起破坏。对石材耐久性最可靠的判断是在使用条件下进展长期观测，但这需要很长的时间。通常是根据使用条件与要求，在实验室进展快速试验，据此对石材的
38、耐久性做出判断。石材的装饰性质石材的装饰性能(装饰效果)是确定石材矿床有否具有工业价值，也是衡量石材珍贵程度的主要标准。装饰性能好的石材给人以和谐、典雅、庄重、高贵、豪华等美的享受。石材的装饰性能的优劣主要由石材的颜色、光泽、花纹图案、形状、尺寸、质感几个方面来决定的，同时不应有影响美观的氧化杂质、色斑、色线和包裹体、锈斑、色斑、空洞与坑窝存在，影响石材的装饰价值。颜色是石材对光的反射效果。不同的颜色给人以不同的感觉，如红色、橘红色给人一种温暖、热烈的感觉，绿色、蓝色给人一种宁静、清凉、寂静的感觉。光泽是石材外表方向性反射光线的性质。石材外表愈光滑，那么光泽度愈高。当为定向反射时，材料外表具有
39、镜面特征，又称镜面反射。不同的光泽度，可改变材料外表的明暗程度，并可扩大视野或造成不同的虚实比照。在生产或加工材料时，利用不同的工艺将石材的外表作成各种不同的外表组织，如粗糙、平整、光滑、镜面、凹凸、麻点等:或将材料的外表制作成各种花纹图案(或拼镶成各种图案)。石材的形状和尺寸对装饰效果有很大的影响。改变装饰材料的形状和尺寸，并配合花纹、颜色、光泽等可拼镶出各种线型和图案，从而获得不同的装饰效果，最大限度地发挥材料的装饰性。质感是材料的外表组织构造、花纹图案、颜色、光泽、透明性等给人的一种综合感觉，如石材在人的感官中的软硬、轻重、粗旷、细腻、冷暖等感觉。组成一样的材料可以有不同的质感，如镜面花
40、岗岩板材与剁斧石。一样的外表处理形式往往具有一样或类似的质感，但有时并不完全一样，如人造花岗岩一般均没有天然的花岗岩亲切、真实，而略显单调、呆板。选择建筑装饰材料时应结合景观的特点、环境(包括周围的建筑物)、空间及材料使用的部位等。充分考虑石材的性质，最大限度地表现出石材的装饰效果，并做到经济、耐久。花岗石颜色与矿物的关系及花色品种分类花岗石颜色与矿物的关系花岗石的颜色丰富多变有白的、红的、黑的、灰的、绿的、蓝的等多种色调。石材的颜色是由组成岩石的矿物的颜色决定的，看到石材的颜色，我们就能大致判断出组成它的矿物成分，反过来，知道了石材的矿物成分，也能合理地推测出其应有的颜色。对颜色与矿物的关系
41、的了解有利于对花岗石石材的识别以及对石材性质的判断。花岗石中常见的矿物成份就十儿种，而对石材的颜色起主要作用的矿物也不过六、七种。岩石学上，根据矿物颜色的深浅，把这些矿物分成两类，一类是浅色矿物，如石英、长石类，另一类是深色矿物，如辉石、角闪石、橄榄石、黑云母等(见表5一1)。下面对这几种矿物分类说明:.长石类:长石包括钾长石和斜长石，属铝硅酸盐矿物。钾长石主要包括正长石和微斜长石等矿物，颜色呈肉红色。花岗石呈现深浅不一的红色，主要是钾长石在起作用。常见石材如山东平邑的“将军红、湖北的“三峡红、山西灵丘的“贵妃红、广西的“岑溪红等。钾长石中的微斜长石并非都是肉红色的，如微斜长石的一个变种叫“天
42、河石的，就呈亮绿到亮蓝绿色。天河石本来是宝石的一种，有美丽的闪光。如中国新疆哈密的“天山蓝宝，正是含有一定量的天河石而呈淡蓝色，是石材中的瑰宝。斜长石是由钠长石和钙长石形成的类质同象系列的总称，包括钠长石、更长石、中长石、拉长石、培长石和钙长石，颜色常呈白色或灰白色。花岗石中矿物颜色灰白者均为斜长石。斜长石整体颜色虽一般，但也有出奇制胜者，如其中的拉长石。拉长石是宝石的一种，具有美丽的彩虹效果，装饰性奇佳。如山东的“中国蓝，在黑色基质上有星散的细粒蓝闪星，就是一种含有少量拉长石的花岗石。斜长石虽貌不.惊人，但也有鬼斧神工之欣赏效果。如河南堰师的“雪花青与“菊花青，浅色的斜长石大斑晶(2一3cm
43、)在黑色的基质上相对集中，天然而成把戏图案，象雪花，又似菊花。又如湖北武穴的“夜雪，在青灰色的基质上密布有长方形的雪花状白斑斜长石，宛如黑夜飘起的雪花。.石英:石英为无色或乳白色晶体，也有其它杂色。由于石英透光性好，反光性差，因而无色或乳白色石英对石材外表的光泽度有一定的影响。石英在大多数花岗石中都有出现。岩石学上把由浅色石英和斜长石组成整体白色调，且非常均匀的岩石叫白岗岩。如江西的“莲花白，只是这种石材在国内比拟少见。如果岩石中石英含量大于95%，即构成石英岩，属变质岩类。石英虽多是无色或乳白色，但因石英晶体在自然生长时混入了许多各种颜色的气体、液体、或固体小微粒，而使石英五彩缤纷，常见紫色
44、、烟灰色、黄色、粉色、绿色、蓝色等。石英具有玉石般的质地，因而石英岩花岗石就显得高贵雅致，不可多得。.辉石、角闪石、橄榄石:以上属于暗色矿物，花岩石呈不同色调的黑色、黑绿即源于此。常见的辉石种类有紫苏辉石、普通辉石等。角闪石那么以普通角闪石为主，其它少见。辉石和角闪石都以绿黑色为主，橄榄石那么呈暗色调的橄榄绿色。内蒙的“丰镇黑、山西的“太白青、山东的“济南青、“莱芜黑、河北平山的“万年青、福建的“福鼎黑、山东即墨的“翡翠绿等都在不同程度上含有这些暗色矿物。其实大多数花岗石的颜色在灰白、灰黑之间变化，称为“芝麻黑、“芝麻白、或“黑白花等，由浅色矿物长石、石英和少量的暗色矿物组成，矿物颗粒较细，大小均匀。最有名的是福建惠安地区的花岗石，含石英较多，整体干净均匀，人民大会堂采用的就是惠安的南安产品。花岗石是自然的产物，那奇妙的矿物组合，构成了五光十色的石材世界，研究石材颜色和其矿物成份之间的关系，可以使我们对石材有更深入的了解，有助于让更多更好的石材来装扮人间