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石材風(fēng)化、礦物含量、節(jié)理發(fā)育對(duì)石材表面光澤度的影響

關(guān)鍵詞 石材 , 光澤|2011-07-11 15:59:47|應(yīng)用技術(shù)|來源 中國(guó)磨料磨具網(wǎng)
摘要 光澤是物體表面的一種物理現(xiàn)象,物體表面受到光線照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射光。十分平滑的物體,表面所反射的光澤有兩部分,一部分產(chǎn)生于表面(皮層),另一部分產(chǎn)生于表面以下的粒狀結(jié)構(gòu)中。我們平時(shí)所...

  光澤是物體表面的一種物理現(xiàn)象,物體表面受到光線照射時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射光。十分平滑的物體,表面所反射的光澤有兩部分,一部分產(chǎn)生于表面(皮層),另一部分產(chǎn)生于表面以下的粒狀結(jié)構(gòu)中。我們平時(shí)所看到的光澤,主要指第一部分所產(chǎn)生的反射光,這種反射光的強(qiáng)弱與物體表面特征之間存在著密切的關(guān)系,這種光澤單位稱為光澤度,它是石材經(jīng)拋光后反光能力的量度,是評(píng)價(jià)石材品質(zhì)的主要參數(shù)。拋光是石材研磨加工的最后一道工序,進(jìn)行這道工序的結(jié)果是將石材表面達(dá)到最大的反射光線的能力和較高的光澤度,并使石材固有的花紋、色澤最大限度地顯示出來。根據(jù)石材加工和科研人員對(duì)石材拋光的工作原理的本質(zhì),人們?cè)岢鲞^三種基本假說:1微粒研磨作用原理;2塑性變形原理;3物理化學(xué)原理。
  筆者認(rèn)為:研磨拋光過程的實(shí)質(zhì)就是機(jī)械運(yùn)動(dòng),即在石材表面通過搖臂磨按一定軌跡往復(fù)運(yùn)動(dòng),使石材表面達(dá)到平整光滑,磨石與石材表面接觸時(shí)接觸區(qū)域 的無數(shù)互相交錯(cuò)的微痕結(jié)構(gòu)被除去,新表面由于表面張力作用而改善了微觀面型,達(dá)到提高石材拋光面的反射系數(shù)。操作者在研磨工具的轉(zhuǎn)速,壓力,進(jìn)給量,冷卻水的流量,合理的掌握磨削軌跡以及磨料品種的選擇等可變因素上投入力度,對(duì)提高光澤度起著舉足輕重的作用。但石材表面反光能力的表現(xiàn),除加工方面的因素外,與石材本身的礦物成分,結(jié)構(gòu)構(gòu)造,礦物排列方向及風(fēng)化程度,節(jié)理發(fā)育情況有直接關(guān)系。
  我們知道,石材拋光光澤度的高低取決于拋光面反射系數(shù)的大小,即對(duì)入射光反射能力越大,反射能力越強(qiáng),光澤度則越高。自然界中可利用的石材是多種多樣的,常見的有花崗巖,輝長(zhǎng)巖,玄武巖,閃長(zhǎng)巖,輝綠巖等。它們既有性質(zhì)上的差別,又往往具有一定的聯(lián)系,在地殼發(fā)展的過程中又可以出現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化。因此,各巖石之間既有明顯的區(qū)別,又有內(nèi)在的聯(lián)系,如在巖漿作用的過程中,由于溫度,壓務(wù)的變化,巖漿本身也發(fā)生了一系列的變化,氣體的逸出,礦物從熔融體中結(jié)晶,在巖漿作用的不同階段,構(gòu)成了不同的巖石。這些巖石經(jīng)過長(zhǎng)期的地質(zhì)作用,往往在礦物成份,結(jié)構(gòu)構(gòu)造上有許多相近之處,但每種巖石都有著自己的物理性質(zhì),可拋性也千差萬(wàn)別,它們是控制石材拋光光澤度的內(nèi)在因素。本文僅對(duì)石材本身影響拋光光澤度的若干問題進(jìn)行討論,為石材荒料的選材與加工提供參考。
  一、風(fēng)化程度對(duì)光澤度的影響
  能夠加工的巖石,至少要經(jīng)過數(shù)萬(wàn)年的風(fēng)化作用,就是礦山采集的石材荒料在堆積場(chǎng)擺放幾年,荒料表面顏色暗淡,也會(huì)失去原有的光彩。長(zhǎng)石呈高嶺土化,云母片掉落,黃鐵礦演變成褐鐵礦,石材表面出現(xiàn)凹凸不平的自然面或麻點(diǎn),并混雜著粘土和碳質(zhì)成份,無機(jī)鹽造成大小不等的褐,黃,銹點(diǎn),銹斑,這類石材經(jīng)過拋光后,構(gòu)成低反射率的暗區(qū),致使光澤度下降,影響石材的裝飾效果。
  二、礦物成份對(duì)光澤度的影響
  石材是礦物所組成的有規(guī)律的集合體,它是地殼發(fā)展過程中各種地質(zhì)作用的產(chǎn)物,各種礦物表面都有強(qiáng)弱不同的反光現(xiàn)象。根據(jù)其反光能力的不同可劃出不同的光澤等級(jí),如金屬光澤,半金屬光澤,金剛光澤,玻璃光澤,油脂光澤,蠟狀光澤,絹絲光澤,土狀光澤等。所以石材的最終光澤度與造巖礦物的成份有一定的關(guān)系,即受石材中各種礦物的最終光澤度所控制。我們常見的長(zhǎng)石,輝石,角閃石等對(duì)入射光的反射能力較強(qiáng),相反石英對(duì)外來光線部分吸收,云母常沿著(001)面的邢理劈開形成凹坑,隨著云母含量的增加,拋光光澤度呈下降的趨勢(shì)。
  三、色斑,色線,帚花對(duì)光澤度的影響
  色斑,又稱石膽,是指石材中出現(xiàn)的斑塊,一般指俘虜體而言。色線,又稱水線,指后期貫入的巖脈。帚花,指石材表面出現(xiàn)礦物顆粒不均的現(xiàn)象。一般情況下石材出現(xiàn)上述缺陷是不能利用的,考慮到市場(chǎng)方面的實(shí)際情況,可變廢這寶,用石材天然缺陷勾畫出獨(dú)特風(fēng)格的作品,如利用石材帚花按照預(yù)先構(gòu)思拼成山水畫面,為石材增添藝術(shù)效果。但這類石材一經(jīng)拋光后可形成高光澤度與低光澤度相間的條帶狀,團(tuán)塊狀特征,這是難以克服的缺陷。
  四、節(jié)理對(duì)光澤度的影響
  節(jié)理即石材中的裂隙。無充填裂隙對(duì)入射光大部分或全部吸收,隨著裂隙延伸加大,對(duì)外來光線的反射能力越差,因而在拋光面上形成低反射率的暗線,多組節(jié)理復(fù)合型的節(jié)理網(wǎng),構(gòu)成低反射率的暗區(qū),對(duì)石材的平均光澤度的均一性產(chǎn)生不良后果。另外節(jié)理提供水和空氣形成良好循環(huán)的通道,促進(jìn)風(fēng)化作用,風(fēng)化作用的連續(xù)性和長(zhǎng)期性致使石材拋光光澤度降低。
  五、礦物排列方向?qū)鉂啥鹊挠绊?br />  我們能夠利用的天然石材,僅從外觀上選擇其花色圖案,因巖石裸露于地表,花紋圖案寓以其中,尤其礦物定向排列的石材。如片麻巖,含藻灰?guī)r,切割拋光面的選擇具隨機(jī)的物點(diǎn),不同方向切割 的石材,會(huì)出現(xiàn)不同的花紋圖案。同一批產(chǎn)品由于切割方向不一致,不但產(chǎn)品花紋對(duì)接困難,其光澤度變化也較大。
  六、石材硬度對(duì)光澤度的影響
  一般來說,硬度比較低的巖石,由于巖石中礦物顆粒致密程度差,在拋光過程中極易造成磨塊的壓入,造成拋光面凹坑,降低石材的光澤度。
  綜上所述,石材的最終光澤度取決于石材拋光面的反射系數(shù),反射系數(shù)除與加工者操作水平密切相關(guān)外,與石材本身的風(fēng)化程度,礦物成份,節(jié)理發(fā)育情況都有直接關(guān)系。
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