洞石使用中应注意的问题

洞石是一种新兴的进口建筑装饰石材，由于其特有的颜色和花纹备受人们青睐，在国外建筑装饰行业中应用比较多，我国近几年才逐渐流行起来。洞石一般有白洞石和米黄洞石之分，颜色有深浅两种，有的称黄窿石、白窿石，英文名称为travertine,直接翻译为凝灰石或石灰华。其主要特点是碳酸盐矿物在沉积过程中有气体存在，形成很多孔洞而得名。各类一般有罗马洞石、伊朗洞石和产土耳其等地的洞石。罗马洞石颜色较深，纹理较明显，材质较好；健康洞石颜色较浅，质地酥松，强度较差。该类石材可以被抛光，具有明显的纹理特征，弯曲强度呈各向异性，垂直纹理方向（强向）的弯曲强度在6MPa左右，部分超过7MPa；平行纹理方向（弱向）的弯曲强度为4MPa左右，材质和花纹不同有时在5MPa左右，有时有极低的不超过MPa；乱纹方向介于其中，此时的纹理在厚度方向。

不论哪种洞石，其物理性能指标均低于我国大理石国家标准的技术要求。原因是洞石实际上为一种变质不完全的石灰岩，其结晶程度不高，加上孔洞和纹理，使得其体积密度、吸水率、弯曲强度和压缩强度等物理性能指标远远比不上我国产大理石，而且在使用过程中还存在继续变质，有时甚至会出现颜色慢慢加深等现象。因此我国对类石材的试验最初是依照GB/T9966《天然石材试验方法》给出试验数据，供设计、施工、生产和甲方参考，一般不对数据进行评判。除非工程有了设计值，并且按照委托方的要求，才可依据工程设计值进行评判。2005年7月1日我国实施了强制性的JC 830《干挂饰面石材及其金属挂件》标准，在其中规定了干挂石灰石的物理性能技术指标，洞石一般是采用其中的石灰石的物理性能技术指标，洞石一般是采用其中的石灰石指标进行判定的。

在实际工程中，由于许多洞石是由国外设计师选择设计的，因此不少是按照美国ASTM标准进行试验和评判的。从试验的角度分析，我国标准方法与美国ASTM标准类似，差异仅仅在样品烘干温度上（我国为105℃24h，美国为60℃24h）。但是与我国不同的是病因产品规范中将大理石分为四类：方解石大理石、白云石大理石、蛇纹石大理石、凝灰石大理石，并且同时双有石灰石堆满将石灰石分为低密度、中密度、高密度三种，每种石材都对应有物理性能技术要求。美国2003年又专门针对洞石类石材出台了一个标准：ASTM C1527-03"standard specification for travertine dimension stone"《凝灰石技术规范》。洞石按美国标准可以采用凝灰石大理石、中密度石灰石、凝灰石三种技术规范指标.

洞石从中银行大厦工程开始进入我国，越来越受到建筑师们的青睐，尤其是近些年来用于外挂工程非常多，在没有相关堆满和产品标准的指导下，依托试验数据和实际摸索经验，逐渐完善了洞石的使用和干挂安装技术。国家建筑材料工业石材质量监督检验测试中心在这方面做出了突出的成绩。从1998年按美国ASTM标准完成了中银大厦工程的全部洞石石材试验工作后，逐渐认识了洞石及其性能特征，随后承接了机场大田工程外挂洞石石材的质量监造和安装技术的控制。2003年承接了东莞行政办事中心大厦工程7万平米洞石石材的技术服务项目，在全部使用于30MM厚洞石板材外墙干挂并且标高在110m的条件下，依托严格的块块质量抬头、批量见证取样复查和科学周密的试验数据验证等手段，创造性地发明了角钢加固等防范措施，保质保量按时完成了该工程，受到东莞工程建设单位的好评。2004年承接了北京金融街、大唐电力等几个洞石安装工程的技术认证和试验验证，2005年参与了新保利大厦工程洞石技术认证和批量试验验证工程，按美国设计师的要求全部采用ASTM标准试验方法，并完成了我国石材行业首次按美国ASTM C666标准进行的石材杨氏弹性模量试验，对这类石材经过长期冻融条件下性能变化进行了有益的研究探索，更丰富了洞石使用经验。

下面结合我们积累的一些实际经验，谈一点洞石在工程使用中应注意的一些技术性问题，希望对越来越多的洞石安装工程能起到积极指导作用，避免出现安全隐患和质量问题。

洞石本身的真密度是比较高的，但是由于存在大量孔洞使得本身体积密度偏低、吸水率升高、强度下降，因此物理性能指标是低于正常的大理石标准的。由于同时还存在大量的纹理、泥质线、泥质带、裂纹等天然缺陷，这种材料的性能均匀性很差。尤其是弯曲强度的分散性非常大，大的弯曲强度可以到十几兆帕，小的不到1兆帕，有的在搬运的过程中就会发生断裂，易造成工伤事故。天然缺陷也是造成这种材料的抗冻性能差的主要原因，许多样品在25个冻融循环性能还未结束时就已经冻裂成了一堆碎石。该类石材属于碳酸盐结构的石灰岩，碳酸性较差，用在亚洲这类污染较重的地区，酸雨侵蚀会很严重，更会加速石材的破坏。诸多原因使得这种材料使用在墙面，尤其是干挂方法大面积用在外墙，具有极高的风险。试想上万块重达几十公斤到上百公斤的存在各种的石块高高地悬挂在半空，难免会有个别未被发现而有问题的板材，在酸雨侵蚀、风吹日晒、寒暑交替等恶劣的气候条件下，随时都会有坠落的可能，石材工程也就存在极大的安全隐患。因此这类工程需要从生产企业、施工企业、监理单位到工程甲方通力合作，严格把关，增加防范措施，以确保工程万无一失。

洞石吸引建筑师和保用者的地方除了其颜色和孔洞特征外，更大程度是其纹理特征。该石材若豆面墙进行追纹排板，使其整体颜色调和、花纹过渡自然，并且安装时保证按排板顺序安装，则会有一种活动画的艺术装饰效果，全使人有种越看越爱看的感觉，这也是洞石独特迷人之处。因此，在洞石工程中保证装饰效果最基本的一点就是整面排板，若面积过大则会采用分段排板，但必须保证各段之间也有很好的花纹颜色衔接。同时要求安装必须按照排板图纸和编号对号入座，保证按照排板顺序安装在建筑物上。一个装饰面如果出现纹理混乱和颜色差异明显时，洞石石材的装饰效果会大打折扣。

从装饰效果方面考虑洞石应选择带有花纹的板材，但是从安全的角度是应选择没纹或乱纹的材料。洞石最大的安全问题是一些泥质线和泥质带，是弯曲强度最薄弱的环节。漂亮的花纹后面往往是强度最低的地方，是最容易出现断裂的部位。对这类问题是通过抽样进行大量来保证的，一旦发现应该坚决避免，情况严重的必须更换。但实际工程中，由于生产企业过多地考虑成本和出材率等经济利益，并没有完全做到这一点，有的企业甚至隐瞒检验结果，用虚假的检验报告蒙混甲方和监理单位，致使大量的存在问题的板材用到了工程上。对待这类问题，甲方和监理应从工程安全的角度严格要求石材供货企业，必要时应求助于石材质检中心或有经验的石材专家进行。在验货的时候应注意块块检查，有纹理的板材其纹理应分布在的中央，绝对避免距板边10CM范围内背网不完整或干脆没有背网，即使一些用角钢加固等安全措施在这个范围内作用也是比较弱的。因此会许多安全隐患，值得引起注意。

除了有比较的纹理和油质线、泥质带外，这类石材还含有大量的裂纹。石材生产企业在将荒料锯切成的时候，会用胶粘剂填补并在背面粘结玻璃纤维网布，用以增加强度利于生产和运输。一部分的和大的裂纹会用胶粘剂进行粘结修补，粘结技术好并且使用好的胶粘剂后，一般不会有的外观质量和强度问题。介理一些细小的裂纹不仅没有被注入胶粘好，而且胶粘剂掩盖了其表面特征，使得更不容易察觉。对于这类问题，应该从每块板材的下面进行近距离的肉眼观察，配合水浇找出存在的细小裂纹，给予更换，尤其在干挂槽、背栓孔及其附近部位应坚决避免出现任何裂纹。必要时，可将板材下面向下支空平放在地面，人员在上面进行走动来检查存在的隐裂。板材正常能承受几百公斤的压力，不到100kg的人员如果能将其踩断则说明断裂处存在隐裂或者泥质线等弯曲强度低的问题，应从开裂处使用环氧树脂型干挂胶进行粘结修补，并且不得影响外观质量。

孔洞问题是洞石的天然特征，也是其安全性能的弱点。大量孔洞的存在不仅造成吸水率上升、强度下降，更重要的是造成这种材料的耐候性能差，冻融试验中样品被冻裂的现象常有，按美国标准在-20℃～70℃温度条件下经过150个循环后洞石已面目全非。因此，在室外使用时一定要选择合适的粘结剂材料进行补洞，同时选择适宜的防护剂做好防护，才能有效地缓解恶劣气候造成的影响。洞石本身所含的孔洞大的有十几厘米，小的只有不到1毫米，石材生产企业在毛板补胶时会对大的孔洞用石砾和胶粘剂进行修补，对背面的小洞会通过粘结背网进行填充，一般会留下正面和侧面的小孔。使用时要特别注意在干挂槽和背栓孔附近不得有较大的孔洞或用胶粘剂填充的孔洞，应选在致密的天然材质上，如果避免不开则必须更换。

总之，尽管目前我国相关的施工规范中不支持像洞石这类石材用在外墙干挂工程中，介理出于商业的需求，并吸取了国外的成功经验，越来越多的建筑工程使用了洞石，适应了一种多元文化发展的需要。正确认识洞石，并经过专家的技术谁，建立在足够的安全考虑和设计的基础上，通过严格质量把关降低安全风险，洞石可以很好地在建筑物的装饰上，使这一古老的建筑材料大放现代文明异彩。