石材幕牆色差控制辦法

石材幕牆色差控制辦法

目前，建築幕牆按照面板材料來區分，基本上分為石材幕牆、玻璃幕牆、金屬板幕牆三種形式。石材幕牆具有穩重大氣的特點，豐富的自然色彩、優異的物理性能、安裝相對簡單、製作成本低廉等是其它材料無法比擬的，在建築幕牆行業越來越多地被用戶採納。

　　建築幕牆的石材主要是天然花崗岩石材，色質的好壞由石材內部晶體結構及所含色素離子所決定的。組成石材的不同礦物質所形成的先後順序不同影響石材顏色的變化，這就是通常所說的"色差"。石材色差問題，是幕牆行業急需解決的，但也是難以完全辦到的，天然形成的材料，具有很大的不確定性，不以人的想法和意志構成的。因此我們做不到完全改變石材的色質，但我們有辦法控制石材的色差，達到人們可以理解與接受的程度。

　　1石材反差設計

　　石材幕牆選用石材分為不同色系石材、相同色系石材。

　　不同色系的石材是指幕牆設計時選用完全不同的結構及特徵，顏色成分不同或差異很大的石材，一般做裝飾帶、突出局部結構特徵、人為色彩搭配而採用不同的石材。

　　相同色系石材，是指相同的結構及特徵，顏色成分相同或近似的一類石材。我們通常所說的石材"色差"就是指相同色系的石材，色質出現比較明顯、肉眼可觀的不同色質或明顯不同的紋理。

　　1.1採用顏色反差大的石材

　　我們知道，石材包含不同的元素，不同元素構成的晶體之間大小不均勻，相同色系也好，不同色系也好，天然的石材沒有完全相同的色質、紋理與晶格。從圖1中我們可以看到，越是比較大的石材花紋，本身的顏色就越不均勻，往往幕牆設計時就是抓住這一顏色反差大的特點，靠這種反差設計來消除石材的視覺"色差"。因為這種石材即使是同一礦脈、同一山系、同一坑口，生產出來的每一塊石材上，均出現比較大的花紋、色調，不會給人"清一色"的感覺。

石材本身反差大的石材，儘管可以不在意色差問題，但是由於其色調本身原因，大面積室外幕牆採用比較少，不被社會所認可，室內裝飾採用比較多些。

　　1.2 採用不同顏色（或加工工藝）石材搭配設計

　　在幕牆設計中，為了體現建築的層次，變幻節奏，增加幕牆裝飾的完美性，設計師有時會採用幾種不同顏色的石材進行搭配設計，比如層間設計裝飾帶，人為進行色彩搭配，或採用不同的加工工藝。也有的採用小塊石材多網格線條，減輕石材色差效果，見圖2。

還有的在幕牆設計時，採用不同造型與加工工藝的石材，見圖3。這樣根據石材幕牆結構的變化，層次光線被打亂，泛光變幻，這樣即使石材有色差，由於石材每個小單元面的面積變小，石材色差好控制外，還可以通過光線折射不同角度，減少視覺色差，這一點得到了設計師的普遍認可，但是由於石材加工安裝難度增加，成本提高，不是任何幕牆都是可以採用的方案。

　　1.3 不同材料幕牆與石材幕牆結合設計

　　在幕牆設計中，雖然石材幕牆與玻璃幕牆、金屬板（鋁板）幕牆在系統設計、安裝結構上有很大不同，但是，一個建築往往是多種幕牆的組合體，無法在設計中進行「楚河漢界」將幕牆種類在設計中區分開來，設計時必須統籌系統考慮。在圖4中，左右向中部135°轉角位置是鋁板柱子與層間鋁板裝飾，兩側立面是石材與玻璃幕牆（窗）的結合。這樣我們看到不同材料的幕牆是一個完整的整體，但是這種不同的幕牆已將其它材料幕牆進行分隔，石材幕牆基本上是條（帶）狀，減少正面大面積石材幕牆，石材色差控制起來難度減小。

石材幕牆設計中，往往選取什麼種類幕牆，石材表面如何處理，幕牆設計師的意見還不佔據主導地位，但是設計師結合自己的經驗與水平，提出合理的意見，還是得到認可的。

2 石材礦料選擇與控制

　　幕牆用石材，大多數是天然花崗岩，花崗石石料得靠山上採礦，所以礦料控制是石材幕牆色差控制的第一關。

　　2.1 石材開採品質控制

　　石料開採坑口分三個層次，每個層次石材是不一樣的。但是過渡層與基岩層而是沒有明顯接線可分的。見圖5。

　　（1）山體表層

　　山體表層是石材山體表面土層、風化層、碎石層；這一層面石材除了做填充、鋪路外，碎石除了粉碎做混凝土沙石外，是不能用於其它建築上的。

　　（2）過渡層

　　過渡層石材由於晶體出於山體表層之下，石材處於"疏鬆"狀態，石材抗拉強度在3-6kN/m2左右。由於不可避免地存在裂紋（微孔），常年出於雨（雪）水的滲透侵襲，有些金屬離子被氧化，石材之間色差也比較嚴重，不適合做建築石材幕牆用料。這一層的石材，一般用於路面基石、建築基礎基石等。因此，幕牆選料時就要控制好，不要將過渡層石材應用到建築石材幕牆面料之中。

　　（3）基岩層

　　基岩層石材材質、色質相對比較穩定，一般石材的礦層之間色差變化不大。石材幕牆的面料，全部來源於礦山坑口的基岩層。

　　2.2石材礦料選用

　　石材礦料選用不是說選取基岩層的石材就是材質、色質就是穩定的了，還要看它的脈系，看其上、下礦層的變化情況。通常我們去礦山坑口勘察，就是選定坑口內的"某一塊料"，在同一山脈坑口，同一層系，選出同一"塊料"，以"保證"石材的品質、色質相同，因為石材開採越往下層顏色會越變越"淺"，有可能會出現"銹石"變"霞紅"，"大花"晶格變"小花"的現象。

　　2.3石料開採控制

　　石料開採選料時，要多確定一些數量，防止石材出現殘次品，加工時出現不合格品。以免因第一次選料不夠，再次選料時出現色質不一致現象。

　　石料開採也要同期進行，盡量一次采夠到位。

　　石料開採時要做好標記，註明石材去向，品質規格，最主要的是要註明石材開採位置順序、方向，相鄰石料按順序編號。尤其是色差、紋理變化比較大的石料，更要注意。石材運輸、儲放盡量按照開採順序擺放，以便於在工廠內按序加工。

　　3石材加工控制

　　石材加工控制色差，就是根據不同石材表面色質的特性，石材表面採取不同的加工工藝，人為的減少石材表面色差視覺效果。

　　3.1石材表面的處理方式

　　石材表面處理方式種類繁多，市場上石材加工表面處理不少於幾十種。建築石材幕牆由於批量較大，要求加工時間較短，裝飾藝術效果要求不高，因此，根據常用幕牆用石材表面處理形式進行簡單介紹。

　　（1）拋光面(Polishedsurface)：也叫磨光面或鏡面，石材表面非常的平滑，高度磨光，高光澤，有鏡面效果。磨光面是指表面平整，用樹脂磨盤和拋光碟對石材表面進行拋光處理，使之具有鏡面光澤的板材，一般的石材光度可以做到80、90度，其特點是光度高，對光的反射強，能充分地展示石材本身豐富艷麗的色彩和天然的紋理。

　　（2）亞光面（Mattsurface)：亞光面板材是一種經粗磨加工后平而不滑或用金剛石鋸鋸切下，沒有光亮度板材，一般粗磨到120目，而不需經細磨、精磨及拋光的後幾道加工，與目前較為流行的亞光傢俱效果相似。

　　（3）機切面（Machinesection）：石材加工時，由切石機器自然切出而產生的石材表面效果。直接由圓盤鋸砂鋸或橋切機等設備切割成型，表面較粗糙，帶有明顯的機切紋路。機切面基本上沒有產生亮度，所以比較不能體現出石材本色實際的色澤和花紋情況。

　　（4）水洗面(Facewash)：也叫水沖面，一種經高壓水噴射石材表面、造成機理的處理方法。用高壓水直接衝擊石材表面，剝離質地較軟的成分，形成獨特的毛面裝飾效果。

　　（5）火燒面（Surfacefire）：在花崗岩板面上，通過高溫氣體噴射（即火焰噴射法）加工出均勻、粗糙、色澤鮮明的表面，這種板材稱為火燒板。其工作原理是利用熾熱的氣體火焰（火焰溫度超過20000°K，氣體流速為2500m/s）與石材表面接觸形成的熱衝擊力，利用花崗石中不同礦物顆粒熱脹係數的差異，當火焰噴燒時其表面部分顆粒熱脹鬆動脫落，形成自然、凹凸度不超過1～.5mm起伏且有規律的粗飾花紋。起防滑作用、由於高溫處理還可以起到抗風化的作用。這種表面主要用於室內如地板或作商業大廈的飾面。

　　（6）噴砂面（Sandsurface）：用石材噴砂機做出的一種工藝效果。可以根據石材硬度調節氣流大小達到所需深淺、均勻程度。

　　（7）荔枝面（Litchisurface)：用合金刀做成工具，人工或機器擊打石材表面，使之表面粗糙，有點凹凸不平；或用鑿子在表面上密密麻麻的鑿出小洞，有意模仿水滴經年累月的滴在石頭上的一種效果。在地面起防滑作用、在牆壁加深粗重渾厚感覺、吸光吸熱、無大面積反射、還有增加立體感。

　　（8）菠蘿面(PineappleFace)：用合金刀做成工具，人工或機器擊打石材表面跳皮，使石材表面比荔枝加工更加的凹凸不平，就像菠蘿的表皮一般。

　　（9）剁斧面(Axsurface)：也叫龍眼面，用合金片做成的工具，人工或機器有規律擊打石材表面跳皮，成條狀。或用斧剁敲在石材表面上，形成非常密集的條狀紋理，有些像龍眼表皮的效果。防滑作用。

　　（10）拉溝面(Groovesurfacetension)：也稱拉絲面，在石材表面上開一定的深度和寬度的溝槽，歐式柱子比較常見。

　　（11）蘑菇面(Mushroomnoodles)：一般是用人工劈鑿，效果和自然劈相似，但是石材的天面卻是呈中間突起四周凹陷的高原狀的型狀。周邊清牙、盡顯中間凸起自然面，使其具有豐富的立體及穩重堅固感。

　　從上述幾種常用的幕牆石材表面處理辦法中，根據光學原理我們可以了解到，石材表面處理工藝方法不同，石材表面顏色不同，比如黑色光面石材，表面毛面處理后，視覺上就是"灰色"，原有色調色度不一樣了。因此，為了控制石材色差，我們在石材表面處理工藝上採取措施，色差明顯的石材，就不要採用光面等反射強的表面處理形式。

　　同一石材表面色差由強（大）到弱（小）的順序為：

　　拋光面--亞光面--機切面--水洗面--火燒面--噴砂面--荔枝面--菠蘿面--剁斧面--拉溝面--蘑菇面

　　（僅供參考，有的處理形式效果不明顯，不同的石材效果有可能也不一致）

　　3.2石材加工切料方向控制

　　石材形成是有紋理走向的，雖然說不像樹木年輪那樣有規律，但隨著山體走向，每一塊石材結構紋理也是有方向性的。沉積岩更明顯。因此，在石材礦料加工板料過程中，一定要保注意石材的切割方向問題。

　　見圖7，不同的切削方向，石材的顏色會出現色差。

　　前邊提到開採礦料要變順序號，註明方向，就是保證石材切割時的同一切面在相同的紋理方向上，幕牆上相鄰的石材，在同一礦料上切割或相鄰礦料上切割，這樣才能減小石材的色差。

　　3.3石材加工批次控制

　　我們知道，石材幕牆用量較大，加工周期需要幾個月以上的時間。一個工廠也不可能就加工一個幕牆工程的石材，中間會有穿插加工別的幕牆石材，只要滿足工程上一段時間安裝量就算完成一個生產批次。

　　那麼，同一批次確定不是加工廠根據生產數量及生產緊張狀態來定的，而是根據幕牆工程來定的，工程上的一個立面，或一個單元幕牆石材，或一個視覺區域內的石材，要在一個批次，同一或相近石材礦料上完成加工，並且在加工中，做好質檢工作，不合格品如有異斑、孔洞、裂紋、加工缺陷等迅速剔除，以便在加工同一批次及時補救，防止過後補救石材與原石材不一致出現色差。

　　做好石材編號，編號中註明工程名稱、石材品種規格、安裝位置、訂單順序號等。

　　3.4石材排版

　　石材排版就是將加工好的石材，根據生產批次數量、編號，在空場地內，按照幕牆安裝位置順序，進行排版，清出色差比較大或局部色斑明顯的石材面板，以便於補充加工。

　　石材排版盡量保證同一幕牆、同一批次一次性對比檢查。如果受場地限制，或批量較大，可以將第一次多加工幾件（不少於10%為宜）最大規格板材，放在視覺直觀位置，作為下一次排版的參照，參照石材面板作為以後每個批次的標準，直至最後批次加工成安裝需要尺寸規格的面板或作為工程維修備板。

　　4石材幕牆安裝控制

　　加工廠有時並不了解幕牆工程安裝情況，生產批次是根據工程提供的加工訂單為依據，按照訂單要求確定加工順序。所以說，在幕牆工程安裝上控制石材色差第一步就是，控制訂單加工順序。

　　以往確定石材加工順序，往往都是根據立面與樓層來確定，但是這樣有一個弊端。比如說，將1-5層樓確定一個加工批次，6-10層樓確定一個加工批次，那麼5層樓與6層樓之間就容易產生明顯的色差。

　　因此，我這裡主要強調的是"單元"，以"單元"加工批次。比如一個建築裝飾柱，從下至上一起為一個"單元"，見圖8。這樣只要控制每個柱子石材色差不明顯外，柱子與柱子之間有玻璃作為隔斷，起到一定的"障眼法"作用，即使有色差，視覺上也不會出現很大的"反差"。

　　還有，以局部分割（格）單元為一個加工批次。圖9中可以看出，黃色的石材幕牆既不是大面牆，也不是"四面"形式的建築結構，而是分為N個面的建築幕牆。因此在石材加工、排版、安裝時，我們確定每一個石材幕牆"小面"作為一個石材面板加工單元，來控制石材設差。

　　在工地施工中，安裝石材一定要根據石材位置編號進行按序安裝，萬不可"相同尺寸"隨便安裝。這也是體現一個公司或一個工程的管理水平。否則，以前所做的控制色差工作將前功盡棄。

　　安裝過程中，出現漏板、錯板、損壞等，周圍板安裝后，在施工現場無法補救情況下，要將損壞石材或與周圍石材顏色一致或接近的石材返到石材加工廠，加工廠參照配做，切不可隨便代替安裝。不能因為一塊或幾塊石材出現色差影響整個幕牆效果。

　　5石材防護

　　不同品種的天然石材內部均具有數量、大小各異的空隙，石材表面或底部的污染物，尤其是劣質石材密封膠可以通過這些空隙滲透到石材內部，形成難以去除的水斑、白華、銹跡和污漬等。

　　幕牆用石材多為天然花崗岩石材，品種顏色很多，其主要原因是構成其的化學成分不同，除了硅元素外，還含有許多金屬元素，如鈣、銅、鐵、錳等，這些元素構成的物質，在幕牆安裝后，容易被氧化，使幕牆石材會變色，同時在陽光紫外線照射下，石材一些結構性物質會老化，也會是石材表面褪色、自然開裂。

　　這就需要在幕牆石材表面進行防護處理。

　　石材防護材料的主要物質多為硅類（如硅酸鹽、硅氧烷等）或氟樹脂材料（如氟-丙烯酸酯等），硅酸鹽價格較為低廉，但防水、防污、耐紫外線性能均不及後者。硅氧烷的防水性最好，但防污性不及氟素材料。氟的防污型最強，水珠效果最好，但一般防水性比硅氧烷要差一些。所以現在市場上出現了把氟素與硅烷進行接枝複合的做法，可以有效綜合硅烷與氟素的長處，以滿足市場的綜合防護需求。

　　6綜述

　　目前行業里出現石材染色劑的辦法來處理石材色差問題，這種辦法受到壽命、環保等方面的質疑。如果有效地從石材幕牆各個方面，如設計、礦料開採、加工安裝等環節進行層層控制，環環把關，石材色差問題就會得到控制，雖說不能得到徹底解決，但是也會收到社會認可的效果。