洞石,學(xué)名叫“石灰華”,主要成分是碳酸鈣。洞石形成的環(huán)境主要是海底,至少是大湖底部。商業(yè)上有價值的洞石礦山要求材質(zhì)均勻,帶有漂亮的紋路。只有在海底或者大湖底部這種水動力非常弱的環(huán)境,地下涌出的熱泉才能平緩流向四周,其中的碳酸鈣才能均勻地沉淀下來,并形成漂亮的紋路。商業(yè)上的洞石的一個主要缺陷之一就是彎紋,這就是熱泉涌出時受到擾動形成的結(jié)果。
洞石的主流顏色是淺米黃色,還有黃洞石、咖啡洞石、超白洞石、紅洞石、灰洞石。洞石使人感到溫和,質(zhì)感豐富,促使裝飾的建筑物常有強(qiáng)烈的文化和歷史韻味,因而受到建筑師的青睞;
洞石特點是強(qiáng)度低、質(zhì)地疏松、孔洞內(nèi)容易積水、抗凍融性能和耐候性都較差。有些強(qiáng)度很低的洞石,加工好的石板甚至在運(yùn)輸過程中就斷裂、破碎。有鑒于此,考慮到幕墻的安全功能,洞石幕墻也應(yīng)有一定的適用范圍、一定的使用限制。
1、洞石不宜用在學(xué)校、幼兒園、托兒所、醫(yī)院、老年人居住的建筑的外墻上。
2、洞石不宜用在商場、火車站、飛機(jī)場、展覽館、大劇院、辦公樓等人員流動性較大的建筑的外墻上。
3、洞石不宜用在丁字路口正對馬路的外墻上。
4、洞石不宜用在高層及超高層建筑外墻上。
5、洞石不宜用在污染嚴(yán)重、存在酸雨環(huán)境地區(qū)及海洋環(huán)境地區(qū)。
6、洞石不宜用在寒冷地區(qū)、嚴(yán)寒地區(qū)及年溫差變化較大地區(qū)。
7、洞石用在外墻上時,洞石的單塊面積宜小于花崗巖的面積;且長短邊應(yīng)根據(jù)洞石的紋理考慮確定。
8、洞石與鋼骨架的連接形式應(yīng)考慮洞石的邊部強(qiáng)度較弱的缺點。
9、洞石的吸水率應(yīng)低于花崗巖。
10、洞石用在外墻上時,應(yīng)檢查每批洞石的彎曲強(qiáng)度,不合格的嚴(yán)禁使用。
11、洞石用在外墻上時,應(yīng)有一定的加強(qiáng)措施,確保洞石幕墻的安全。
12、洞石用在超高層外墻上時,應(yīng)組織專家進(jìn)行可行性論證,論證可行時方可采用,并采取可靠的安全措施。
13、協(xié)會有關(guān)專家提出對洞石的要求:
因洞石自身材質(zhì)性較差,總體而言不推薦用于幕墻。如果建筑設(shè)計非用不可,則至少應(yīng)考慮以下最低要求:
13.1、用于幕墻的石板,每批都應(yīng)進(jìn)行抗彎強(qiáng)度試驗,其試驗值應(yīng)符合以下要求:
幕墻高度不超過80m時,試驗平均值不低于5N/㎜2,試驗最小值不低于4 N/㎜2;
幕墻高度超過80m時,試驗平均值不低于6N/㎜2,試驗最小值不低于4 .5N/㎜2;
單向受力的石板,在主要受力方向應(yīng)滿足以上要求;雙向受力的石板,在兩個受力方向上都應(yīng)符合以上要求。
13.2、石板不應(yīng)夾雜軟弱的條紋和軟弱的礦脈。洞石的孔洞不宜過密,直徑不宜大于3mm,更不應(yīng)有通透的孔洞。
13.3、吸水率不宜大于6%,加涂防水面層后不宜大于1%。
13.4、凍融系數(shù)不宜小于0.8,不得小于0.6。
洞石應(yīng)用的試驗要求
因不同產(chǎn)地的洞石材質(zhì)性差別很大,在確定采用市場的礦脈前,應(yīng)進(jìn)行基本的材質(zhì)性試驗。
13.5、抗彎試驗
確定礦脈時,選取石材試件進(jìn)行干燥抗彎試驗和飽和抗彎試驗,干燥抗彎試驗是材性的基本指標(biāo)。飽和抗彎強(qiáng)度有利于了解石材對水的敏感性。試驗時采用凈石材試件,不宜附有增強(qiáng)層和復(fù)合層。
13.6、吸水率
未經(jīng)表面防水處理的石材和經(jīng)防水處理的石材都應(yīng)進(jìn)行試驗,經(jīng)防水處理后的石材,吸水率不宜大于1%。
13.7、凍融系數(shù)
凍融系數(shù)指經(jīng)過一定次數(shù)凍融循環(huán)后的抗彎強(qiáng)度與未經(jīng)凍融循環(huán)的抗彎強(qiáng)度的比值。它決定了該種石材能否在寒冷地區(qū)應(yīng)用。在有可能出現(xiàn)負(fù)溫度的地區(qū),應(yīng)進(jìn)行這項試驗。
只有通過基本材性試驗,確認(rèn)符合這些基本條件后,這種洞石才可以加工面板板材,用于幕墻工程。
加工完成的石材面板,還應(yīng)符合以下的基本要求:
13.8、板材厚度
抗彎試驗表明:厚度大的面板石材,其抗彎強(qiáng)度低于厚度小的石材。但是由于板材的承載能力和厚度的平方成正比,厚的石材承載能力還是比薄的石材要大一些。
洞石板材的最小厚度可由抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk來決定:
fk≥8.0MPa時,最小厚度35mm。
4.0≤fk<8.0MPa時,最小厚度40mm。
抗彎強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fk是其試驗平均值減去1.645倍標(biāo)準(zhǔn)差。當(dāng)這個數(shù)值小于試驗最小值時,按試驗最小值采用。
板材厚度的允許偏差為+2mm,-0mm,不允許負(fù)偏差。
13.9、板材的尺寸
洞石強(qiáng)度低,因此板材的尺寸不宜過大,一般應(yīng)控制在1.0㎡以內(nèi)。
不宜采用細(xì)長的條狀石材,這種石板在運(yùn)輸、安裝過程中很容易折斷。石材的變成比最好在1:2以內(nèi),不宜超過1:3 。
13.10、表面處理
洞石吸水性很高,應(yīng)采用防水涂料使其吸水率降至1%以下。
采用注膠板縫的石材幕墻,石板可以只做外表面大面防水;采用開放式板縫時,石材應(yīng)進(jìn)行六面防水。
孔洞較大、孔洞數(shù)量太多的洞石,宜進(jìn)行封孔處理。
防水處理要在全部槽、孔機(jī)械加工完畢、清潔和干燥后再進(jìn)行。
參考:《幕墻設(shè)計》雜志2013年第一期
作者:中建三局裝飾有限公司 程希奇