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石材是天然產(chǎn)品，每一種石材都是獨(dú)一無二的，都有其自身特有的物化性能。石材暴露在在空氣中，經(jīng)過風(fēng)化作用，其
強(qiáng)度會發(fā)生衰減，某些石材的強(qiáng)度甚至?xí)p70%。若設(shè)計(jì)時(shí)對石材的性能沒有充分掌握，將會給建筑物安全使用帶來很大隱患。為有效地控制
幕墻干掛用石材的安全性，必須全面掌握石材的性能，這就需要制定一個(gè)綜合的石材試驗(yàn)方案。本文參考與石材試驗(yàn)相關(guān)的中國GB標(biāo)準(zhǔn)、美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)，歐洲EN標(biāo)準(zhǔn)，介紹
干掛石材的主要性能指標(biāo)，包括石材的抗壓縮強(qiáng)度、抗
彎曲強(qiáng)度、體積密度及吸水率、抗鹽析試驗(yàn)、斷裂模數(shù)、凍融循環(huán)試驗(yàn)和巖相分析以及相應(yīng)的試驗(yàn)方法。
2、石材試驗(yàn)方法
2.1壓縮強(qiáng)度
石材的壓縮強(qiáng)度是根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9966.1—2001《天然
飾面石材試驗(yàn)方法第1部分：干燥、水飽和、凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)方法》確定的。本試驗(yàn)中試件尺寸：邊長50MM的正方體或Φ50MM×50MM的圓柱體，在試驗(yàn)機(jī)上對試件加載直至破壞。石材試件的壓縮強(qiáng)度為施加的最大
荷載除以試件的受荷面積。通過對石材進(jìn)行試驗(yàn)表明：石材在潮濕狀態(tài)下的壓縮強(qiáng)度與干燥狀態(tài)下不同，石材受荷方向平行于紋理方向時(shí)的壓縮強(qiáng)度與垂直于紋理方向時(shí)也不同，石材凍融循環(huán)后壓縮強(qiáng)度的會產(chǎn)生變化，這些均取決于石材的種類。因此，石材的壓縮強(qiáng)度應(yīng)在所有的5種狀態(tài)下進(jìn)行：潮濕與干燥，受荷方向平行于與垂直于石材的紋理方向，凍融循環(huán)后的壓縮強(qiáng)度。
2.2彎曲強(qiáng)度
彎曲強(qiáng)度是用于進(jìn)行石材結(jié)構(gòu)計(jì)算的控制性指標(biāo)，它直接影響干掛石材厚度的選擇及固定體系的確定。石材的彎曲強(qiáng)度是根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9966.2—2001《天然飾面石材試驗(yàn)方法第2部分：干燥、水飽和彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法》確定的。該試驗(yàn)是對從一塊石材大板上切取的石材試件進(jìn)行四分點(diǎn)加載，逐漸增加荷載直至試件破壞，記錄所施加的最大荷載并計(jì)算試件破壞時(shí)的彎曲應(yīng)力。對4種試驗(yàn)狀態(tài)(潮濕與干燥；受荷方向平行于與垂直于石材的紋理方向)中的任何一種，重復(fù)5次這樣的試驗(yàn)。
GB/T9966.2—2001允許進(jìn)行試驗(yàn)的石材厚度的按照實(shí)際情況確定。當(dāng)試樣厚度(H)≤68MM時(shí)寬度為100MM；當(dāng)試件厚度＞68MM時(shí)寬度為1.5H。，要求試件的兩個(gè)受力面應(yīng)平整且平行。試件不得有裂紋、缺棱和缺角。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，GB/T9966.2—2001所測出的彎曲強(qiáng)度能很好地代表整塊干掛石材板的彎曲強(qiáng)度。
2.3體積密度及吸水率
石材的吸水率和體積密度是根據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T9966.3—2001《天然飾面石材試驗(yàn)方法第3部分：體積密度、真密度、真氣孔率、吸水率》確定的。
該試驗(yàn)，先稱石材試件干重；然后將試件浸泡在水中達(dá)到飽和，稱其在水中的浮重；將其從水中取出在空氣中稱飽和時(shí)的濕重。通過比較石材試件的干重、飽和濕重及其在水中的浮重，可以算出石材試件吸收的水重及石材試件的體積密度。對每一種準(zhǔn)備使用的石材，取5個(gè)試件為一組進(jìn)行試驗(yàn)，試件尺寸為邊長50MM的正方體或直徑、高度均為50MM的圓柱體。建筑飾面石材的體積密度和吸水率是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)，它說明了石材的密實(shí)度。一些吸水率較大，體積密度較小的石材內(nèi)部有許多孔洞，當(dāng)經(jīng)過大雨和大雪之后，吸收了大量的水分，這些水分殘留在孔洞內(nèi)部，不能及時(shí)排出；若此時(shí)外界環(huán)境溫度突然下降，石材體內(nèi)的水分將會受凍膨脹，導(dǎo)致孔洞變大，產(chǎn)生裂縫，強(qiáng)度變低，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全問題。
2.4、抗鹽析試驗(yàn)
抗鹽析試驗(yàn)是參考BSEN12370:1999(
天然石材抗鹽析試驗(yàn)方法)確定的。BSEN指定試驗(yàn)的石材試件尺寸60MM×60MM×60MM的立方體，試樣表面不得有缺棱和缺角。先稱石材試件干重，然后放入濃度為14%的NA2SO4溶液的容器內(nèi)，使試樣的最上面與液面的高度為(8±2)MM，蓋上蓋子。將試樣浸泡在溶液中至2小時(shí)，保持溫度為(20±0.5)℃。將試樣置于(105±5)℃的干燥箱中干燥，干燥箱在干燥初期應(yīng)保持一定的濕度，可在開始升溫前放300ML水(125升干燥箱)，保持30MIN后放試樣，在10～15小時(shí)內(nèi)升溫至105℃，保持干燥16小時(shí)，在(2.0±0.5)小時(shí)內(nèi)冷卻至室溫。再將試樣置于NA2SO4溶液中，15個(gè)循環(huán)后稱重，除非15個(gè)循環(huán)內(nèi)試樣已破壞，否則將試樣從干燥箱中取出并置于水中(23±5℃)(24±1H)，用流動(dòng)水清洗后再干燥至恒重。如實(shí)驗(yàn)中有中斷，試樣應(yīng)置于105℃的干燥箱中。測定試樣的質(zhì)量損失率，每組6塊。鹽結(jié)晶作用使石材質(zhì)量損失，將石材由大塊變成小塊以致完全破裂。抗鹽析試驗(yàn)?zāi)芎芎玫姆从雏}結(jié)晶作用對石材性能的影響。
2.5、斷裂模數(shù)
斷裂模數(shù)是通過美國標(biāo)準(zhǔn)ASTMC99(石材斷裂模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》確定的。ASTM指定試驗(yàn)的石材試件尺寸為4IN×8IN×2.25IN(101.6MM×203.2MM×57.2MM)，石材試件具有一個(gè)良好的研磨完成面，試驗(yàn)荷載通過單點(diǎn)加載施加于試件跨度的中點(diǎn)。ASTMC99指定，在潮濕與干燥、試件受荷方向平行于與垂直于石材的紋理方向等4種狀態(tài)下都要進(jìn)行試驗(yàn)。ASTMC99斷裂模量試驗(yàn)與ASTMC880彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)的主要區(qū)別在于加載系統(tǒng)不同，ASTMC99的加載系統(tǒng)為三點(diǎn)加載系統(tǒng)；而ASTMC880指定試驗(yàn)荷載施加于試件的兩個(gè)四分點(diǎn)，為四點(diǎn)加載系統(tǒng)。可以看出，石材的ASTMC880彎曲強(qiáng)度更能代表石材真正的抗彎性能，但ASTMC99斷裂模量試驗(yàn)更類似于石材的抗折強(qiáng)度。
2.6、凍融循環(huán)
凍融循環(huán)是參考EN12371:2001《天然石材試驗(yàn)方法—
抗凍性能》確定的。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)方法的試驗(yàn)原理為通過將試樣放入低溫空氣中冷凍和在水中融解循環(huán)來測試試樣的抗凍性能。試樣的抗凍性能由試樣凍融后的彎曲強(qiáng)度、熱沖擊中的質(zhì)量損失、壓縮強(qiáng)度和外觀變化幾部分表示。彎曲強(qiáng)度試件尺寸50MM×50MM×300MM，厚度H在25MM～100MM；長度為6HMM；寬度為50MM～3HMM之間，試樣數(shù)量21塊；熱沖擊中的質(zhì)量損失試件尺寸200×200×20(MM)，數(shù)量15塊；壓縮強(qiáng)度試件尺寸直徑是(70±5)MM、高度為(70±5)MM或直徑為(50±5)MM、高度為(50±5)MM。試樣的形狀也可以為邊長為(70±5)MM或邊長為(50±5)MM的立方體，數(shù)量13塊；外觀變化試件尺寸50×50×300(MM)，并且試樣應(yīng)平行于層理面，試件數(shù)量13塊。歐標(biāo)的凍融試驗(yàn)考慮的參數(shù)比較多，要求比較嚴(yán)格，能很好的反應(yīng)石材的長期物化性能的變化，為幕墻干掛石材的
耐久性數(shù)據(jù)提供有效的保證。
2.7、巖相分析
巖相分析是參考?xì)W洲EN12407:2000《天然石材試驗(yàn)方法—巖相分析》確定的。
巖相分析分為肉眼觀察描述和微觀觀察描述。EN指定的樣品試件尺寸為33MM×20MM；如有需要大尺寸試樣，試樣尺寸可以為75MM×50MM和能夠代表代檢礦物的特征，制作一個(gè)或多個(gè)樣品薄片(0.030±0.05MM)。肉眼觀察描述包括構(gòu)造特征、粒徑狀況、表面狀況、是否存在風(fēng)化和蝕變的痕跡、是否存在大化石和是否存在鐵鎂礦物侵蝕的痕跡。微觀描述包括微觀構(gòu)造特征、組分、礦物質(zhì)和顆粒狀況(體積百分屬、晶形、風(fēng)化和蝕變痕跡等)。天然石材的巖相分析能夠表現(xiàn)巖石的某些特征，這些特征與其物化性能密切相關(guān)，并有助于解決一些實(shí)際問題。 【完】
