石材工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈:包括石材資源挖掘、地質(zhì)勘探、礦山開(kāi)采、原料運輸、石材貿易、石材加工、產(chǎn)品運輸、安裝等等,相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域會(huì )涉及到地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué),機械加工、建筑裝修、裝飾設計,石材品種選擇、理化指標檢測等等;
石材品種類(lèi)別:按照石材組成成分,美國材料試驗協(xié)會(huì )將天然飾面石材分為花崗石(Granite)、石灰石(Limestone)、大理石(Marble)、砂巖(Quartz-based)、板石(Slate)及其它石材六大類(lèi),(詳情見(jiàn)ASTM C119標準。過(guò)去我國國家標準曾一度規定大理石、花崗石、板巖及其它,已經(jīng)遠遠不能適應市場(chǎng)需要,所以近年作了更新。另外,近年來(lái),由于對各類(lèi)石材個(gè)性化需求的增多,“其它類(lèi)”石材已經(jīng)不斷地延伸至顏色、花紋更加豐富的各類(lèi)半寶石、寶石或更多新的石材類(lèi)別,并且用料在呈上升趨勢)。
石材產(chǎn)品類(lèi)別:按照加工工藝的不同,可以分為異型產(chǎn)品(包括雕刻、弧板、空心柱、實(shí)心柱、線(xiàn)條、拼花等)、板材產(chǎn)品(包括大板、規格板、薄板等);按照使用部位,又可以分為室內石材、室外石材;墻面(立面)石材、地面石材;建筑用石(如橋墩)、裝飾石材(如各類(lèi)飾面石材)等等;
加工工藝流程:就各類(lèi)石材產(chǎn)品加工而言,不同產(chǎn)品加工工藝不同。例如常見(jiàn)的飾面裝飾石材板材和線(xiàn)條,加工工藝分別如下:
1、礦山開(kāi)采。分為人工開(kāi)采和爆破開(kāi)采兩類(lèi)。爆破開(kāi)采又有微爆破開(kāi)采和大爆破開(kāi)采兩類(lèi)。大理石、沿海一帶的花崗石(沿海一帶花崗石比較軟)常常用人工開(kāi)采或微爆破開(kāi)采,四川一帶的花崗石(比較堅硬)一般用大爆破開(kāi)采。大爆破開(kāi)采材料利用率很低,大部分都在爆破中碎裂了,因此除非很硬的石材,一般不會(huì )用這種方法。
2、鋸割加工(荒料加工)。開(kāi)采出來(lái)的大石塊叫做荒料,一般是用金剛石圓盤(pán)鋸進(jìn)行鋸解加工成石板,對于大理石,則還可以用金剛砂鋸進(jìn)行加工。金剛石圓盤(pán)鋸使用一個(gè)大的圓盤(pán)形鋸片,鋸片上鑲嵌有粉末冶金粘接的金剛石顆粒。這種設備可以加工硬質(zhì)石材,使用也比較靈活,缺點(diǎn)是圓盤(pán)的直徑需要二倍的石材高度加上法蘭盤(pán)直徑,而太大的鋸片直徑制造不易,因此不利于加工較大規格板材。金剛砂鋸是使用一排(多條)條狀鋸片,每條鋸片類(lèi)似于木匠使用的手工鋸鋸條,但金剛砂鋸是多條平行排列,每條之間間隔與板材厚度相等,這樣砂鋸可以將整塊荒料一次性鋸解成很多片板材。但是金剛砂鋸由于使用金剛砂作磨料,不太適合加工硬質(zhì)的花崗巖,一般只用于加工大理石。另外,如果荒料中有缺陷,在加工前沒(méi)有被發(fā)現的話(huà),由于金剛砂鋸加工是一次性完成,等到加工完發(fā)現缺陷就來(lái)不及了,將導致整塊荒料報廢,所花的加工費也浪費了,因此不適合缺陷較多的石材品種。鋸割加工中主要的加工設備是花崗石專(zhuān)用的框架式大型自動(dòng)加砂鋸、多刀片雙向切機、多刀片電腦控制花崗石切機和花崗石圓盤(pán)鋸石機等。經(jīng)過(guò)鋸割的板材稱(chēng)為毛板。
3、研磨拋光。研磨拋光的目的是將鋸好的毛板進(jìn)一步加工,使其厚度、平整度、光澤度達到要求。該工序首先需要要粗磨校平,然后逐步經(jīng)過(guò)半細磨、細磨、精磨及拋光,把花崗巖的顏色紋理完全展示出來(lái)。主要的加工設備是:自動(dòng)多頭連續研磨機、金剛石校平機、橋式磨機、圓盤(pán)磨機、逆轉式粗磨機、手扶磨機。一般使用金剛砂作磨料?;◢弾r拋光,一般使用復合材料膠結的金剛砂磨塊(也叫磨頭)進(jìn)行拋光,一般有1#、2#、3#、4#、5#和0#,共6種磨塊,1#較粗,5#很細,0#則是不含金剛砂的拋光膏。加工時(shí)一般從1#到5#順序進(jìn)行,然后使用0#拋光。大理石拋光,一般使用毛氈加蠟再加各種不同顆粒粗細的金剛砂細粉進(jìn)行拋光。經(jīng)過(guò)拋光的板材稱(chēng)為光板。
4、切斷加工。切斷加工是用切機將毛板或拋光板按所需規格尺寸進(jìn)行定形切割加工。主要的加工設備是縱向多鋸片切機、橫向切機、橋式切機、懸臂式切機、手搖切機等。板經(jīng)過(guò)切邊機切割成所需要的尺寸規格,就可以出廠(chǎng)銷(xiāo)售了。一般常見(jiàn)的通用規格,在國內有800*800mm和600*600mm,也有500*500mm的,出口板則常用305*305mm、406*406mm、610*610mm、812*812mm等規格,也可以根據客戶(hù)需要定制規格。經(jīng)過(guò)以上工序,石材就可以出廠(chǎng)了。
5、鑿切加工。鑿切加工是傳統的加工方法,通過(guò)楔裂、鑿打、劈剁、整修、打磨等辦法將毛胚加工成所需產(chǎn)品,其表面可以是菠蘿面、龍眼面、荔枝面、自然面、蘑菇面、拉溝面等等。鑿切加工主要是使用手工加工,像是錘、剁斧、鏨子、鑿子等,不過(guò)有些加工過(guò)程可以使用機器加工完成,主要設備是劈石機、刨石機、自動(dòng)錘鑿機、自動(dòng)噴砂機等。
(1)拋光(Polished):表面非常的平滑,高度磨光,有鏡面效果,有高光澤?;◢弾r、大理和石灰石通常是拋光處理,并且需要不同的維護以保持其光澤。
(2)亞光(Honed):表面平滑,但是低度磨光,產(chǎn)生漫反射,無(wú)光澤,不產(chǎn)生鏡面效果,無(wú)光污染。
(3)粗磨(Rough-Rubbing):表面簡(jiǎn)單磨光,把毛板切割過(guò)程中形成的機切紋磨沒(méi)即可,感覺(jué)是很粗糙的亞光加工。
(4)機切(Machine-Cut):直接由圓盤(pán)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。
(5)酸洗(Pickling):用強酸腐蝕石材表面,使其有小的腐蝕痕跡,外觀(guān)比磨光面更為質(zhì)樸。大部分的石頭都可以酸洗,但是常見(jiàn)的是大理石和石灰石。酸洗也是軟化花崗巖光澤的一種方法。
(6)荔枝(Bushhammered):表面粗糙,凹凸不平,是用鑿子在表面上密密麻麻的鑿出小洞,有一模仿水滴經(jīng)年累月的滴在石頭上的一種效果。
(7)菠蘿(Picked):表面比荔枝加工更加的凹凸不平,就像菠蘿的表皮一般。
(8)剁斧(Chiselled):也叫龍眼面,是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。
(9)火燒(Flamed):表面粗糙。這種表面主要用于室內如地板或作商業(yè)大廈的飾面,勞動(dòng)力成本較高。高溫加熱之后快速冷卻就形成了火燒面?;馃庸?、噴燒加工,是利用組成花崗石的不同礦物顆粒熱脹系數的差異,用火焰噴燒使其表面部分顆粒熱脹破裂脫落,形成起伏有序的粗面紋飾。這種粗面花崗石板材,非常的適合于濕滑場(chǎng)所的地面裝飾和戶(hù)外的墻面裝飾。主要設備是花崗石自動(dòng)燒毛機?;馃嬉话闶腔◢弾r。
(10)開(kāi)裂(Nature Split):俗稱(chēng)自然面,其表面粗糙,不過(guò)不像火燒那樣粗糙。這種表面處理通常是用手工切割或在礦山鏨以露出石頭自然的開(kāi)裂面。
(11)翻滾(tumbled):表面光滑或稍微粗糙,邊角光滑且呈破碎狀。有幾種方法可以達到翻滾效果。20毫米的磚可以在機器里翻滾,3厘米磚也可以翻滾處理,然后分裂成兩塊磚。大理石和石灰石是翻滾處理的材料。
(12)刷洗(Brushed):表面古舊。處理過(guò)程是刷洗石頭表面,模仿石頭自然的磨損效果。
(13)水沖(Water-jet):用高壓水直接沖擊石材表面,剝離質(zhì)地較軟的成分,形成的毛面裝飾效果。
(14)仿古(Antique):模仿石材使用一定年限后的古舊效果的面加工,一般是用仿古研磨刷或是仿古水來(lái)處理,一般仿古研磨刷的效果和性?xún)r(jià)比高些,也更環(huán)保。
(15)火燒仿古(Flamed+ Brushed):先火燒后再做仿古加工。
(16)酸洗仿古(Pickling+ Brushed):先酸洗后在做仿古加工。
(17)噴沙(Sandblasted):用普通河沙或是金剛沙來(lái)代替高壓水來(lái)沖刷石材的表面,形成有平整的磨沙效果的裝飾面。
(18)拉絲(拉溝)(Grooved):在石材表面上開(kāi)一定的深度和寬度的溝槽
(19)蘑菇面(Mushroom):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。
6、輔助加工。輔助加工是將已切齊、磨光的石材按需要磨邊、倒角、開(kāi)孔洞、鉆眼、銑槽、銑邊等。主要的加工設備有自動(dòng)磨邊倒角機、仿形銑機、薄壁鉆孔機、手持金剛石圓鋸、手持磨光拋光機等。
7、檢驗修補。天然花崗巖難免有裂縫、孔洞等瑕疵,而且在加工過(guò)程也難免會(huì )有一些磕碰,出現一些小缺陷。所以在加工完成后所有的花崗巖板材都需要檢驗,首先要通過(guò)清洗,然后是吹干檢驗,合格品包裝入庫,而不合格產(chǎn)品則應先挑出來(lái)。在符合定單要求的情況下,對于一些缺陷不嚴重花崗巖制品可以進(jìn)行修補,即進(jìn)行粘接、修補,從而減少廢品率。
8、防護處理。瓷磚、建筑涂料、裝飾石材是用于建筑內外墻或地面的三大裝修材料。由于石材如花崗石和大理石莊重、豪化、耐久,其裝飾效果較瓷磚和涂料更強?;◢徥?、大理石等石材的一般貼附方法是先在砼墻面或地面涂抹砂漿,然后在石材上涂密封劑再貼附。但由于砼和水泥砂漿中含有的氫氧化鈣和硫酸鈣會(huì )析出石材表面,產(chǎn)生潤斑和白霜,嚴重損害其美觀(guān)。還有,嵌入石材內的金屬件會(huì )因遇水生銹,在石材表面形成銹斑。為防止這類(lèi)污染,常在石材內面涂上有機硅防水劑、聚合物水泥砂漿、乳液樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等,雖能收到一定的防護效果,但也存在以下不足:采用有機硅防水劑處理,石材與砼、砂漿被貼面不能形成密封層,無(wú)法有效抑制白霜析出物和潤斑;采用聚合物水泥處理,不僅材料自身含有白霜成分,而且水滲透率大,防護效果也不理想;采用乳液樹(shù)脂處理,干燥時(shí)易受到氣候條件的影響,而且其親水性成份(如分散劑、增稠劑等)含量較大,耐水性和耐久性存在 問(wèn)題;采用環(huán)氧樹(shù)脂處理,雖能有效防止泛霜和潤斑,但施工性差,還易刺激皮膚。
(1)防護處理劑:該防護處理劑是用非水分散型樹(shù)脂與濕固型聚氨酯樹(shù)脂配合而成。按需要可添加體質(zhì)顏料、消泡劑、分散劑、防沉劑、增稠劑等。A、非水分散型樹(shù)脂宜用于由丙烯酸、乙烯、苯乙烯、 醋酸乙烯等單體聚合物或其共聚物的基料,分散在礦物油等非水性分散介質(zhì)中。這里所用的非水性分散介質(zhì)燃點(diǎn)不高,毒性小,便于施工。 B、聚氨酯使用由異氰酸酯固化的樹(shù)脂,在水分存在下使用,可在3~8h內固化的單組合濕固化型聚氨酯樹(shù)脂。C、體質(zhì)顏料使用重質(zhì)碳酸鈣、滑石、陶土等。 D、外加劑(a)使用乙烯類(lèi)聚合物等消泡劑。它可防止施工時(shí)處理劑發(fā)泡,造成不均勻的現象。(b)使用羧酸鹽等分散劑,它易于分散配合料。(c)使用聚醚、酯類(lèi)等防沉劑,從防止樹(shù)脂固體分在分散介質(zhì)中沉淀。(d)為更便于貼附施工,宜使用膨潤土等增稠劑。
(2)防護處理方法:貼附石材時(shí),先在石材內面及側面以0.2~0.3kg/m3的涂量噴涂或輥涂防護處理劑,再貼附于建筑物墻面回地面,在常溫下經(jīng)1~2h后防護處理劑固化,石材與墻面或地面充分粘合。
9、現場(chǎng)加工。有時(shí)候在施工現場(chǎng)需要對石材進(jìn)行現場(chǎng)加工,例如需要改小、切角,這一般是使用手提式切割機進(jìn)行切割加工。例如有些石材需要在上面打孔、磨邊等,一般是用手提式切割機、角磨機進(jìn)行加工的。
其他:
1.板材規格板加工流程為:材料統籌-荒料選料-大板鋸切-大板膠補(大理石通常還要加網(wǎng))-大板打磨、拋光-大板選料-裁切規格板(必要時(shí)還需要撇底、磨邊)-規格板擺板、調色-編號-檢驗-包裝-運輸-安裝等;
2.石材線(xiàn)條加工流程為:材料統籌-荒料選料-坯料分切-坯料擺板、調色-造型(成型)-打磨、拋光(必要時(shí)還需要切角、修長(cháng))-試拼、調色-編號-檢驗-包裝-運輸-安裝等;
其它類(lèi)別產(chǎn)品的加工流程都基本相似,如利用板材加工拼花,前半部分的加工,同規格板過(guò)程基本一樣,只是在后半部分圖案部分的加工,需要機器、工具或水刀切割圖案、零件,然后鑲嵌,再粘接及打磨;再比如雕刻產(chǎn)品加工,前半部分同線(xiàn)條加工也非常相似,只是到了后期的雕花,需要穿插人工雕刻或者利用數控機床進(jìn)行雕刻。