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人造石------建筑装饰设计师应该知道的一、二、三

浏览:19 作者: 来源: 时间:2020-05-10 分类:行业动态-左
人造石的这些优点满足了人们对个性化的需求,对艺术美感的需求,对安全、健康、生态环保的要求。人造石作为绿色建材,可以补上因矿山开采限制所造成的天然石材板材短缺,已成为建筑装饰设计师常用的设计元素。

 随着生态环境保护的加强,天然石材矿山的开采受到严格限制。在众多的新建筑材料中,人造石无疑是其中最引人注目的一种。相对千万年才形成的天然石材,人造石材可谓“瞬间”石材。人们可根据实际需求,对它的花色、尺寸、组成可以随心所欲,量身定制,此外人造石耐污染性较强、健康环保无辐射、手感舒适、韧性高、价格合理。人造石的这些优点满足了人们对个性化的需求,对艺术美感的需求,对安全、健康、生态环保的要求。人造石作为绿色建材,可以补上因矿山开采限制所造成的天然石材板材短缺,已成为建筑装饰设计师常用的设计元素。

 

    为正确选用人造石,推动人造石的发展,并由此为绿色建筑做贡献,建筑装饰设计师应该知道人造石的一、二、三。

 

一、人造石种类

    

    人造石按其所使用粘合剂的性质可分为三大类:当以无机化合物作为粘合剂时,得到的人造石叫无机型人造石,也称之为无机水磨石;当以有机高分子聚合物树脂作为粘合剂时,得到的人造石叫有机型人造石,也叫树脂人造石;除了这两大类外,还有一类人造石其粘合剂是有机高分子聚合物与无机胶凝材料的结合,这类人造石称之为聚合物改性无机人造石。这三类人造石可以看作是传统三类混凝土的装饰版,即普通水泥混凝土(Portlandcement concrete)、聚合物混凝土(Polymer concrete)、聚合物改性混凝土(Polymer modified concrete)的装饰版。

    无机型人造石常用的粘合剂包括硅酸盐水泥或铝酸盐水泥的水合物,目前最常用的是普通硅酸盐水泥水合物。有机型人造石常用的有机高分子树脂粘合剂包括不饱和聚酯树脂、环氧树脂、环氧丙烯酸树脂、聚丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。目前最常用的是不饱和聚酯树脂,主要是邻苯不饱和聚酯树脂。聚合物改性无机人造石的粘合剂通常是硅酸盐水泥与不同聚合物乳液的结合。


二、不同人造石性能之差异


    以上所述三种类型人造石各有优缺点。用邻苯不饱和聚酯树脂生产的人造石机械强度高,耐污性较好,但尺寸稳定性差,特别是在潮湿的碱性条件下更是如此。树脂型人造石用于地面安装时除非使用非水性粘合剂及对混凝土地面作特别防水处理,否则如用水泥基水性粘合剂铺贴将会出现板面翘曲、空鼓、开裂等问题。

    无机人造石尺寸稳定性好,耐碱性强,但吸水率高于树脂人造石,因而抗污能力不如树脂人造石。由于水泥是无机人造石的主要组分之一,所以无机人造石耐酸性也不如树脂人造石。无机人造石的机械强度也不如有机型人造石。

    聚合物改性无机人造石性能介于树脂人造石与无机人造石之间,机械强度不如树脂人造石但高于无机人造石,吸水率高于树脂人造石但低于无机人造石。正确地选用改性的聚合物可以生产出综合性能优良的聚合物改性无机人造石,但聚合物改性无机人造石成本高于树脂人造石及无机人造石,目前还不是人造石市场的主要产品。

  三、选择与应用


    树脂人造石主要应用于台面板及离开地面的室内装修。聚合物改性无机人造石可用于地面或墙面,室内室外,但目前因价格高,只有极个别企业生产。无机人造石虽然在某些性能指标不如树脂人造石及聚合物改性无机人造石,但由于其性价比高,与应用相关的其它性能优异,如耐用性、耐候性、耐碱性、尺寸相对稳定性,再加上无机人造石制造工艺环境友好,无机人造石正在逐渐成为取代天然石材作为硬质面饰料的选择,特别是在工装工程。以下讨论主要是无机人造石。


    无机人造石的技术指标很多,但与应用相关的主要指标是以下几点:


1.     弯曲强度

    弯曲强度的大小直接反映材料受力时承受形变的能力。弯曲强度越大,说明该材料承受形变的能力越强,因而越不容易断裂。无机人造石由于性脆,在没有纤维增强的条件下,其弯曲强度通常在8-10兆帕左右。添加纤维或有机高分子胶体可以提高弯曲强度,但除了增加成本外,添加有机高分子胶体将降低材料的耐燃性,添加适量的合适纤维虽可提高弯曲强度,但材料的面饰效果将会被改变。弯曲强度是制约无机人造石应用的主要因素之一,如何通过优化配方及改进工艺来提高无机人造石的弯曲强度是无机人造石制造需要解决的科研课题。


2.     吸水率

    吸水率的大小反映板材的致密程度。吸水率越大,板材耐污性越差,使用过程中维护成本也越高。吸水率可分为特征吸水率及表观吸水率。特征吸水率可以理解为板材的特征性能,是未经任何制造后处理(人为干预)的吸水率,只与配方及生产工艺有关。表观吸水率则是板材经过后期的防水处理后表现的吸水率。特征吸水率很高的板材,经过防水处理后,其表观吸水率可以很低。

    必须注意的是,表观吸水率是板材成型后人为干预下的吸水率,表观吸水率能维持多久与用什么类型的防水剂、如何处理等因素有关。但不管用什么防水剂与如何处理,表观吸水率都有一定的“寿命期”,如不定期“干预”,表观吸水率将逐渐回归特征吸水率。所以,真正能体现板材性能的是特征吸水率。为了减少维护成本,选择无机人造石板材时,应该看重特征吸水率,而不是表观吸水率。特征吸水率越低的板材,耐脏性及后续使用过程中抗病变的能力越强,维护成本越低。

 

3.     压缩强度

    真空振动压制法生产出来的无机石板材其压缩强度一般都达到相应的标准。但是用静压法生产的无机石板材有的达不到相应标准的压缩强度。T/CSBZ标准对压缩强度的要求是地面应用不小于50兆帕,墙面干挂及台面不小于80兆帕。

 

4.     耐磨性

    耐磨性与骨料类型有关,无机人造石的耐磨性通常与天然大理石的耐磨性相当。


5.     燃烧性能

    除非为提高弯曲强度而添加大量的高分子胶体,否则无机人造石有很好的耐燃性,通常都达到A级。

 

6.     安装工艺    

    目前安装无机人造石最常见的质量问题是空鼓、翘曲、变形、甚至开裂。这与板材的质量有关,也与安装材料及工艺有关。关于安装材料及工艺将在后续专题讨论。

 

其它问题

    建筑设计师是推动绿色建筑的主力军。人造石制造在节能、降低污染、生态保护方面都具有绿色建材的特征。建筑设计师对无机人造石以下另外两个问题的认知将更有助于将无机人造石的绿色特性-材料的耐用性及材料的综合利用得到更充分的展现;

 

1.     花色与性能

    设计师很在乎设计的直观效果,而直观效果往往由花色体现。但有时过于强调花色则以牺牲性能为代价。无机人造石不同于树脂人造石,调制无机胶凝粘合剂的主要成分是水泥与水。而水不可能完全与水泥反应,没有与水泥反应的多余的水从石材内部挥发,水挥发的路径形成材料的毛细孔。毛细孔越多,板材的机械强度就越低,吸水率越大。所以无机人造石制造控制水灰比很重要。而控制水灰比有效的手段之一是骨料/填料的最紧密结构级配。为了达到最紧密结构级配,板材的花色外观有时就满足不了特定的外观花色要求。如何使美感的设计与材料性能体现达到最合理的平衡,应该成为设计师使用无机人造石时考虑的问题。

 

2.     材料充分利用

    人造石与天然石材在利用自然资源方面最大的不同就是材料的充分利用上。天然石材的开采由于出材率的因素,材料的利用率不高,有的甚至很低。不成板材的部分只能作为废料丢弃。 

    人造石对资源的利用可以达到接近100%的最大化,没有不可用的边角料。但是,人造石要实现资源利用最大化必须依靠设计师基于资源利用最大化的设计。也就是说,设计师在设计时充分考虑到各种不同花色骨料的自然分布及可获得性,尽可能按资源的自然分布及可获得性设计效果,使各种资源都得到充分利用。而不是为了达到特定的效果而只选择单一花色的骨料/粉料(如某一大型工程只指定使用某一花色,造成单一花色资源成为紧俏资源,而其他花色资源却成为废弃资源)。国外大型工程流行的高性能树脂人造石地面,其花色设计就是以原材料的综合利用为指导思想。