国内外人造合成石材及标准介绍

　　一、相关情况简介

　　目前国内外市场上销售的合成石主要包括人造石(又称岗石)和微晶石(又称微晶玻璃)两大类(水磨石已基本淘汰)。

　　人造石又被称为“树脂混凝土”，它是以不饱和聚酷树脂作粘料，石粉、石渣、贝壳等天然废弃物作填充料，当不饱和聚醋树脂在固化过程中把石渣、石粉、贝壳等填充料均匀牢固地粘接在一起后，即形成坚硬的人造石。

　　微晶石是用普通玻璃原料、或者废玻璃、或者金矿尾砂、或者锑矿尾砂、或者河道淤砂等所有含硅、铝、钙的原料做主要原料，按基础玻璃组成的配比精确配制配合料，这种配合料在约1500℃温度的池炉内熔化，熔化好的玻璃液骤冷至约1000℃，然后投人冷水中淬碎成3-10mm的玻璃颗粒。

　　发展合成石对合理利用天然石、砂资源具有十分重要的意义，特别是国家颁布了《矿产资源保护法》，矿产资源的利用将受到严格的控制，浪费矿产资源的现象将得到遏止。我国天然砂石资源虽然十分丰富，但是目前浪费惊人，石材成材率仅为30%左右，其余成为大量碎石，这些碎石除少量利用外，大部分成为废石处理掉，造成资源大量浪费。而这些碎石可以成为合成石的主要原料，变废为宝。因此，发展合成石符合国家资源综合利用、循环经济的基本国策。

　　目前我国只有建筑水磨石制品JC/T 507-1993、建筑装饰用微晶玻璃Glass-ceramics for building decoration JC/T 872-2000、实体面材 JC908-2002和出口人造石检验方法SN/T 0308-1993四种标准，而只有前两种是真正意义上的人造合成石材标准。而国外的人造合成石材，除了早已有的水磨石外，主要是指用粉碎方法从各种工业矿物(如:石英)生产出产品或装饰石材(如:大理石和花岗石)开采的废料，或是天然砂子作骨料，用有限比例的有机或是无机粘结剂进行凝聚而成的人造合成石材。

　　市场越来越要求产品不断更新，但又要十分注意环保问题，而人工合成石材完全符合这一要求。因此，为了适应形势，欧洲标准委员会还专门组织了JWG229/246联合工作组以制定有关以树脂和/或水泥作粘结剂的人造合成石材产品的欧洲标准。目前已经制定并且颁布出“人造合成石材一术语与分类标准”和产品的冻融强度、热冲击强度、耐老化等13种质量性能测定方法标准，另外还有4种测定方法标准有待颁布。

　　我国和主要国际标准组织(如ISO和CEN)以及几个主要国家(如美国ASTM和ANSI)已制定和颁布的石材标准有:天然石材产品标准、人造合成石材产品标准、石材在建筑上应用方面的标准以及相关粘结材料性能测定标准、有关地面安全防滑测定标准等四大部分，初步统计截止目前共计制订和发布218个标准。细分如下：

　　1.有关天然石材产品性能测定等标准，中国和国外的共计81个，其中中国的20个，国外的61个;

　　2.有关人造合成石材性能测定标准，共计60个，其中中国的4个，国外的19个，以及国外生产这种石材所使用的产品性能测定标准27个;

　　3.有关石材在建筑上应用方面的规程和标准以及相关粘结材料性能测定标准共计57个，其中中国13个，国外的44个;

　　4.石材地面防滑参照用的国外地面安全防滑测定有关标准共计20个。

　　之所以列出这些中外有关石材产品和其他相关建筑装饰材料应用规程和标准，主要是因为国内特别是建筑企业进行石材产品应用施工和工程质量验收时，除了要采用建筑工程方面的规程和标准外，还要涉及到使用和参照石材产品的标准，除了使用和参照本国的外，还要使用和参照国外的石材产品和应用规程和标准、以及使用和参照在建筑上使用的类似用途的产品(如陶瓷)相关标准和规程。

　　特别是在我国加人WTO后，我国的建筑行业与世界接轨，我国石材走向世界的趋势愈加强劲，已经从1980年出口年创汇额的近一千万美元增长到2005年的22亿美元;更重要的是现在大量国外石材涌人我国，已经从上世纪90年代初的十几万吨增长到2005年的近460万吨。因此，我国的建筑企业无论是走出去，还是在国内，无论是使用本国的石材还是应用国外石材，在工程质量验收上，都必然会涉及到使用国外有关石材标准，而有时也必须去使用和参照工程所在国有关质量检验标准，特别是在我国有关石材应用质量检验标准未能跟上和欠缺的情况下。例如目前国内一些工程或是用石灰岩、砂岩和凝灰岩(洞石)类石材的工程，以及国内石材厂家做的国外工程，均是委托国家有关权威部门采用美国材料实验协会(ASTM)的标准进行试验，检验报告得到国内外工程认可。

　　另外，国外的建筑企业也会逐渐进人我国的建筑市场，会以他们的施工质量强势抢得在我国的外国工程项目，他们会采用适应他们要求的建筑质量验收标准，这样国外的建筑企业必然会成为我国相关企业的强大竞争对手。所以我们列出了目前能搜索到的一部分国外有关石材的标准题录，以备我国相关企业和部门了解、参照乃至应用。

　　实际上目前除了我国自己能生产出各种天然石材骨料和有机与无机粘结剂聚合成的人造石材外，国外的这种人造合成石材也在大量进人我国，并且也越来越得到建筑商们的喜爱。我国在这方面的标准制定是滞后的，因此我国在这方面的工作也迫在眉睫。

　　二、合成石工艺简介

　　1.成型工艺和养护要求
　　成型工艺:拌合料经计量加人专用模具内→送人真空腔内的振动平台上，开真空泵和振动台后真空度达-0.1MPa，再振动，关机、将振实振平的专用模具搬人静停区，停放24小时→脱模;

　　养护:脱模后毛坯→放入水池中自然养护，夏季水温在25℃以上养护4天，冬季水温在15℃以上养护7天。

　　毛坯应达到产品的各项强度要求→加工为成品后即可出厂安装使用。

　　2.合成石材所用原料
　　合成石通常采用的原料包括:骨料、矿物填充物、粘结剂、色素及添加剂五种。

　　骨料:骨料是使用粘结剂将其混合在一起而为生产密实混合料的石质材料。可以是石灰石，如大理石、白云石以及其他彩色石材，或是硅质石材，如花岗石、斑岩、石英石、玄武岩、石英砂、石英石等等。骨料通常以砂粒、颗粒和/或不同尺寸的石材的形式采用，来源于破碎大块石材或是直接来自天然砂石场。选择骨料的性质、尺寸和等级，要根据成品特点要求的美学外观和物理机械性能。

　　矿物填料和粉末:当矿物填料与树脂混合后，就成为“树脂基粘接浆料”。这里还含有各种材质的细粉碎石材。一般来讲，碳酸钙粉用于使用石灰石骨料做的合成石中，风动筛分的硅石粉用于以硅质石材作骨料的合成石材中。

　　粘结剂：:结构树脂填和填充物一起构成粘结剂浆，硬化后就将填充物和骨料结合在一起而生产出致密而强度大的合成石材。意大利百利通公司通常使用的粘结剂是不饱和聚醋树脂，其它被采用的还有邻苯二甲酸聚醋树脂及中等反应度的半硬树脂。聚合树脂是广泛使用的产品，因为它们的技术性能好，常用于高技术领域，如航海科学、汽车制造、建筑和纺织工业等。当然，每一种粘结剂都会把自己特有的性能传给产品。

　　色素:混合料可以通过添加一些色素而改变颜色。色素在生产工艺中起着主导作用，实际上，再加上骨料的天然颜色和尺寸，合成石就有了无穷无尽的美学和色彩选择范围。
最经常使用的色素是粉末金属氧化物。由于它们稳定的化学结构，所以长时间后不会发生颜色变质。这些氧化物用量很少，每立方米合成石材一般用3到5公斤，用于给混合料上色。

　　添加剂:它们是各种各样的物质，把它们少量添加进混合料，就可以得到特别效果。将催化剂和促进剂添加进混合料里，特别利于树脂硬化。它们的使用量大约为占树脂重量的1%到3%。硅烷((Silanes)占树脂重量的1%到1.5%，它是作为双功能催化剂添加进含有硅质石材骨料的混合料中的。

　　3.合成石材种类

　　合成石分为单色、杂色、素色、角砾岩及石英岗石合成石等，还可以添加色素作进一步处理而使这种色素形成纹理外观。

　　单色合成石由统一颜色的硅质或石灰石质石材砂粒混合料形成，使用同样颜色染料浆或另外的颜色的染料浆将它们粘合在一起。

　　杂色合成石是将各种不同颜色的混合料随意掺合在一起，或者是在一浅色的单色混合物中添加进两种颜色或是两种以上颜色的大颗粒骨料(粒径2mm到4~6mm)而获得。

　　素色合成石是使用粉碎的并指定颜色的石灰石质石材的骨料得到的，骨料的粒度要适合，最大尺寸不能大于6mm。粘结剂浆的颜色要和骨料的颜色一样。

　　角砾岩合成石是使用了大颗粒级的骨料(粒径甚至达到了90~100mm)合成而成的混合物形成的。一般来说角砾岩合成石所使用的骨料的颗粒度是40mm到70mm

　　石英岗石合成石是一种具有特殊物理机械性能的合成材料，它是一种石英基(石英占重量的92%以上)的合成材料，主要含有:

　　*大量的石英颗粒(，由于采用真空振动技术所以这些颗粒互相之间结合得非常紧密。

　　*聚合物链形成的一个特殊结构。这些聚合物自己将每一个石英颗粒包裹起来，然后一旦化学链接形成，就通过粘结促进剂将它们(石英颗粒)永久地凝固在一起。这样一种促进剂通过硅与功能粘剂粘接石英分子(Si0 2)，并且通过有机物与功能粘结剂粘接形成聚合物链。

　　因此，石英岗石合成石最显著的工艺技术是真空振动压缩挤压成型技术以及在石英分子和有机聚合物之间非常强的化学粘结技术。

　　三、欧洲人造合成石材标准介绍

　　上面提到的JWG (Joint Working Group)229/46是一个联合工作组，组建于1996年。之所以组建这个工作组，是出于制订人工合成石产品欧洲标准的需要，这种石材产品原来并没有包括在关于预制混凝土产品的CEN/TC229和关于天然石材的CEN/TC246的两个基准技术委员的标准制订计划之中。

　　长时间来，人工合成石材一直是各有关国家和国际标准和共用标准机构的研究目标，而已经存在于法国、美国和日本标准已试用多年。一般来讲，这种石材产品是在用粉碎方法从各种工业矿物(例如:石英)或装饰石材(例如:大理石和花岗石)开采的废料，或是天然砂子得到的骨料中，加进有限比例的有机或是无机粘结剂进行凝聚而成。由于是工业化生产，这就有可能在发展过程中不断改进这些产品的物理机械性能，以促使其和天然材料的性能一样并有可比性。由于这种产品的颜色选择面很广，能满足各种美学外观的要求，因此它们的用途很多。建筑上，从内外地面到内外墙饰面，如墙面、楼梯、窗台等等;在陈设装饰品一类中，如厨房和浴室台面等等。

　　人工合成石材产品符合环保要求，因为实际上基本原料还是天然石材。

　　为了适应形势发展，JWG229/246联合工作组的任务是制订有关以树脂和/或水泥作粘结剂的人工合成石材产品的欧洲标准。目前，这一机构已经完成了下述一系列有关术语、分类和各种试验方法的标准:

　　EN 1468标准，是完全用于规范人工合成石材术语和分类的标准。EN14617标准，共分为18份，每一份都是规范一个可以评估这些产品的物理机械性能的试验方法。还有一些标准有待于深人研究。JWG还正在制订一个意愿性的标准来规范对厨房和浴室台面的要求，以及两个为实施关于建筑产品的89/106法令的候选配套标准，这两个标准要求在室内外铺地面用板材上和室内外墙地饰面用板材上标出CE标记。这两个标准，在被批准后最终生效前，将会与以前的国内规则共存21个月。这就要求生产厂家要逐渐适应评估产品合格的程序。以下为欧盟已制订并执行的18个合成石标准:

　　1. EN 14617-1：2005
　　人造合成石材一试验方法一第一部分:外观密度和吸水率的钡9定

　　2. EN 14617-2：2005
　　人造合成石材一试验方法一第二部分:挠曲强度(弯曲强度)的测定

　　3. EN 14617-3(没公布)
　　人造合成石材一试验方法一第三部分:防滑性能的测定

　　4. EN 14617-4：2005
　　人造合成石材一试验方法一第四部分:磨损强度的测定

　　5. EN 14617-5：2005
　　人造合成石材一试验方法一第五部分:冻融强度的测定

　　6. EN 14617-6：2005
　　人造合成石材一试验方法一第六部分“热激变强度的测定

　　7. EN 14617一7(没公布)
　　人造合成石材一试验方法一第七部分:耐老化的测定

　　8. EN 14617一8(没公布)
　　人造合成石材一试验方法一第八部分:(销钉孔)固定强度的测定;

　　9. EN 14617-9：2005
　　人造合成石材一试验方法一第九部分:冲击强度的测定

　　10. EN 14617-10：2005
　　人造合成石材一试验方法一第十部分:化学侵蚀强度的钡」定

　　11. EN 14617-11：2005
　　人造合成石材一试验方法一第十一部分:线性热膨胀系数的测定

　　12. EN 14617-12：2005
　　人造合成石材一试验方法一第十二部分:尺寸的稳定性的测定

　　13. EN 14617-13：2005
　　人造合成石材一试验方法一第十三部分:电阻强度的测定

　　14. EN 14617-14〔没公布)
　　人造合成石材一试验方法一第十四部分:表面硬度的测定

　　15. EN 14617-15：2005
　　人造合成石材一试验方法一第十五部分:压缩强度的测定

　　16. EN 14617-16：2005
　　人造合成石材一试验方法一第十六部分:标准成品薄板材尺寸、几何性能和表面质量的测定

　　17. EN 14617一17(没公布)
　　人造合成石材一试验方法一第十七部分:生物强度。

　　18. EN 14618：2005 人造合成石材一术语与分类

　　总之，标准化是科学管理的重要组成部分。虽然石材行业标准发展很快，但还是远远满足不了市场发展的要求，标准的空缺非常多。我国对石材行业，包括石材应用规程方面的标准研究远远比不上发达的欧洲和美国。这就需要我们加快工作，努力赶上先进的欧洲和美国。