
一、石材特性与应用场景
砂岩:多孔碎屑岩(孔隙率 8%-20%),主要成分为石英、长石,适用于文化墙(如西安大唐不夜城)、园林雕塑、户外铺装,典型品种:四川黄砂岩、云南红砂岩。
板岩:变质岩,具片理构造,吸水率低(≤1.0%),适用于屋顶瓦片(如欧洲传统建筑)、户外步道、景观墙,典型品种:河北青石板、锈色板岩。
二、关键检测项目与方法详解
(一)耐候性能检测
冻融循环试验(ASTM C97)
试件制备:砂岩取 100mm×100mm×50mm,板岩取 300mm×300mm×20mm,饱水方式采用真空加压(-0.1MPa,2 小时)确保孔隙充分吸水。
循环流程:-20℃冷冻 4 小时(温度波动 ±2℃),20℃解冻 4 小时,共 50 次。检测指标:质量损失率(>5% 不合格)、强度保留率(<75% 不合格)。某景区砂岩浮雕因未做冻融检测,经历 3 个北方冬季后表面砂粒脱落率达 30%,修复成本高达材料费用的 5 倍。
盐雾腐蚀试验(ASTM B117)
5% NaCl 溶液在 35±1℃下喷雾,连续运行 240 小时,观察表面粗糙度变化(使用触针式粗糙度仪,Ra>50μm 需处理),适用于滨海地区外墙砂岩检测。
(二)力学性能检测
抗折强度(JC/T 847-2018,板岩)
试件尺寸 300mm×50mm×20mm,四点弯曲试验,跨距 200mm,加载速率 0.05mm/s,破坏荷载需≥1500N(对应强度 10MPa)。某市政步道板岩因抗折强度仅 8MPa,承载重型车辆后出现断裂,检测发现层间结合力不足(剪切强度<1.0MPa)。
矿物成分分析(XRD 衍射法)
砂岩重点检测石英含量(>70% 则耐酸性强)、黄铁矿含量(>5% 易氧化膨胀),板岩关注云母含量(>15% 会降低层间粘结力)。某项目因砂岩含 12% 黄铁矿,使用 1 年后出现锈斑渗出,需定期酸洗处理。
(三)外观与功能检测
防滑性能:摆式摩擦仪测定 BPN 值,户外板材需≥45,湿态环境建议≥50(如泳池周边板岩)。
层理结构检测:板岩层理需均匀,通过超声波测厚仪检测层间厚度差(>2mm 需分级使用),避免因受力不均导致剥落。
三、百检检测方案与技术创新
针对砂岩、板岩的天然孔隙结构,提供 “防护剂效果量化评估” 服务:
渗透深度检测:涂刷防护剂 7 天后,沿试件横截面切片,用荧光显微镜观察防护剂渗透范围,有效深度需≥1.5mm(砂岩)或≥1.0mm(板岩)。
吸水率变化率:防护处理后吸水率应下降 60% 以上,且不影响石材天然透气性(水蒸气透过率≥0.01g/(m²・h))。
检测设备配置:德国布鲁克 D8 Advance X 射线衍射仪(分辨率 0.02°2θ)、美国 Q-Lab QUV 加速老化箱(模拟紫外线 + 雨水侵蚀),确保检测数据与实际服役环境高度吻合。
四、工程应用要点
砂岩防护处理:安装前进行六面防护,选择有机硅类防护剂(避免改变石材色泽),施工后 7 天检测吸水率(目标值≤0.8%)。
板岩铺装设计:层理方向应与受力方向垂直(如步道板岩层理平行于行走方向),减少劈裂风险。