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非花岗岩石材幕墙应用的若干建议

      【提 要】在《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)规范中未对非花岗岩石材幕墙应用作出规定,近年来这类石材幕墙工程应用日渐增多。本文根据这些工程的论证意见和实际设计施工经验,提出了其应用的若干建议,其中包括:石材性能、要求、承载力设计方法、构造措施、石材表面处理、试验、石材加工及其质量控制等。
  【关键词】非花岗岩石材幕墙 幕墙设计 幕墙施工 幕墙质量控制
  一、 概 述www.stonebuy.com
  《金属与石材幕墙工程技术规范》(JGJ133-2001)只对花岗岩石材幕墙做出了规定,未涉及非花岗岩类石材(如砂岩、大理岩、石灰岩、凝灰岩等)。
  非花岗岩石材幕墙在欧洲广泛应用,历史相当久远;北美的超高层建筑中,采用石灰岩、大理岩板材的相当多,不少高度还超过200m。近年来,我国一些工程中,建筑师要求采用非花岗岩类石材以满足建筑艺术的要求,如深圳文化中心(凝灰岩)、东莞市行政大厦(黄褐砂岩)、中国银行北京总行(黄灰色大理岩)、广州广东发展大厦(绿色砂岩)、北京金融街建筑群(米黄色砂岩)、金殿大厦(米黄色洞石)*等。
  由于现行规范对此类石材用于建筑幕墙没有相关规定,因此国内上述工程都分别进行了专家论证,提出了相应的技术措施。www.stonebuy.com
  二、石材的材性
  (一)石材种类
  非花岗岩类石材,宜优先采用火成岩;可以采用砂岩、大理岩;确有需要时,也可考虑选用石灰岩;采用疏松和多孔质石材时,宜慎重对待。
  一般而言,二氧化硅(SiO2)含量高的石材,有较高的强度和耐久性,含二氧化硅(SiO2)50%以上的石材,适宜用于外幕墙。反之,氧化钙(CaO)含量高的石材,容易受到大气中的二氧化硫等气体的腐蚀,这类石材用于幕墙,要进行更完善的表面处理,采取更有效的防腐蚀措施。
  (二)密度和均匀性www.stonebuy.com
  1.同一类型石材,体积密度都有一定的分布范围。通常体积密度大的石材,材质致密,强度高而耐久性好。体积密度ρG低于2.1g/cm3的石材为低密度;ρG=2.1g/cm3~2.5g/cm3为中密度;ρG≥2.5g/cm3为高密度。用于幕墙的石材,其密度宜符合表1的要求。
  2.用于幕墙的石材,应质地较均匀。
  (1)石材中不应有软弱夹层或软弱的矿脉。
  (2)有层状花纹的岩石,不宜有粗粒、松散、多孔的条纹。
  (3)多孔性岩石不宜孔径过大、孔洞过深。孔洞数量也不宜过多。否则应采取封孔措施。
  (三)石材的强度
  作为石材强度的重要指标为干燥状
  
  火成岩(包括花岗岩)的弯曲强度试验平均值fm不宜小于10N/mm2,当试件中有弯曲强度低于8 N/mm2时,该批石材不应在幕墙中采用;其它石材fm不宜低于4 N/mm2,当试件中有弯曲强度低于3 N/mm2时,该批石材不应在幕墙中应用。
  沉积岩有时各方向强度不一致,这时沿石材面板主要受力方向的强度应符合以上要求。
  (四)冻融系数www.stonebuy.com
  石材在经过冻融循环后,强度有所降低。冻融循环试验按国家标准GB9966.2进行。冻融循环后的强度与原强度之比称为冻融系数。用于幕墙的石材,其冻融系数不宜小于0.8 。
  (五)吸水率:用于幕墙的石材,其吸水率不宜超过表2的限值。
  (六)放射性:用于幕墙的石材,其放射性应符合《建筑材料放射性核素限量》GB6566中A级、B级石材的要求。