砂岩和洞石幕墙板材的选用要十分慎重

一、砂岩和洞石

　　砂岩和洞石都是沉积岩，强度低，吸水率高，耐候性差，本不是石材幕墙面板的理想用材，但是砂岩和洞石独有的质感、颜色和风格，使得建筑师又很喜欢将它们用作石材幕墙。因此，如何选用这些石材面板，最大限度地保证安全，就是一个很重要的问题，必须慎重对待。


　　砂岩由细颗粒的砂子胶结而成，自然表面是粗糙的细颗粒状。砂岩的物理力学性能因产地不同有很大的差别，有些澳大利亚黄砂岩和意大利黄砂岩，抗弯强度可能小于3MPa，而四川隆昌的绿砂岩硬如磨刀石，抗弯强度可达到10MPa以上，接近于花岗岩。


　　有些砂岩较为致密，吸水率可以低于2.5%，而有些砂岩吸水率超过6%。因此不同的砂岩，其饱和抗弯强度和冻融系数有较大的差别。有些砂岩，如四川、广东的红砂岩，吸水后还会有软化现象，有些红砂岩长期潮湿后甚至变为泥土状，这样的红砂岩用于幕墙是不大合适的，不得不用时，应采取更有效的措施。


　　洞石是商品名称，常指多孔石灰岩和多孔凝灰岩，石材内含有许多孔洞。孔洞直径和分布密度与石材种类和产地有关。其共同特点是强度低、质地疏松、孔洞内容易积水、抗冻融性能和耐候性都较差。有些强度很低的洞石，加工好的石板甚至在运输过程中就断裂、破碎。


　　因此，砂岩和洞石的性能比花岗岩差得很多，容易产生安全方面的问题。业主和设计师选砂岩和洞石作为幕墙面板，一定要事先慎重考虑。

二、砂岩和洞石用于幕墙的基本条件

　　砂岩和洞石自身材性较差，总体而言不推荐用于幕墙。如果建筑设计非用不可，则至少应考虑以下最低要求：

　　（一）用于幕墙的石板，每批都应进行抗弯强度试验，其试验值应符合以下要求：

　　幕墙高度不超过80m时，试验平均值不低于5N/mm²，试验最小值不低于4 N/mm²；

　　幕墙高度超过80m时，试验平均值不低于6 N/mm²，试验最小值不低于4.5 N/mm²。

　　单向受力的石板，在主要受力方向应满足以上要求；双向受力的石板，在两个受力方向上都应符合以上要求。

　　（二）石板不应夹杂软弱的条纹和软弱的矿脉。洞石的孔洞不宜过密，直径不宜大于3mm，更不应有通透的孔洞。

　　（三）吸水率不宜大于6%，加涂防水面层后不宜大于1%。


　　（四）冻融系数不宜小于0.8，不得小于0.6。


　　（五）石板不应有裂缝，也不能折断，不得将断裂的石板胶粘后上墙。

三、基本材性试验

　　不同产地的岩砂和洞石材性差别很大，在确定采用石材的矿坑前，应进行基本的材性试验。

　　（一）抗弯试验。

　　确定矿点时，抗弯试验件要能代表该矿场各个不同的开采点，试件数目一般不少于20个。以后从各开采点采出的石材，每批应有抗弯试验报告，一般不少于10个试件。分别进行干燥抗弯强度试验和饱和抗弯强度试验，干燥抗弯强度是材性的基本指标。饱和抗弯强度有利了解石材对水的敏感性。

试验时采用净石材试件，不宜附有增强层和复合层。


　　（二）吸水率
　　未经表面防水处理的石材和经防水处理的石材都应进行试验，经防水处理后的石板，吸水率不宜大于1%。


　　（三）冻融系数
　　冻融系数指经过一定次数冻融循环后的抗弯强度与未经冻融循环的抗弯强度的比值。它决定了该种石材能否在寒冷地区应用。在有可能出现负温度的地区，应进行这项试验。

四、对板材的基本要求

　　只有通过基本材性试验，确认能符合本文第二节的基本条件后，这种砂岩或洞石才可以加工为面板板材，用于幕墙工程。


　　加工完成的石材面板，还应符合以下的基本要求：

　　（一）板材厚度
　　抗弯试验表明：厚度大的石板，其抗弯强度低于厚度小的石板。但是由于板的承载能力和厚度的平方成正比，厚的石板承载能力还是比薄的石板要大一些。


　　砂岩和洞石板材的最小厚度可由抗弯强度标准值fk来决定：

    　　　　　　　　　　　　fk≥8.0MPa时，最小厚度35mm。

　　　　　　　　　　　　　　4.0≤fk＜8.0MPa时，最小厚度40mm。

　　 抗弯强度标准值fk是其试验平均值减去1.645倍标准差。当这个数值小于试验最小值时，按试验最小值采用。即fk取下式中的较大者：

 

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