干挂荔枝面石材的表面后处理技术

邹 翔

上海市建筑装饰工程集团有限公司 上海 200076

在荔枝面花岗岩打磨施工工艺方面[1-2]，目前国外特别是欧洲的毛面石材用于室内装饰已近10 a，对毛面石材的后续缺陷处理也较先进，已经有许多具备制订行业标准能力的大型企业及其配套的已经非常成熟的石材打磨工艺和设备；而国内毛面石材用于室内装饰（特别是大面积使用）则刚起步，后期维护也无有效的方法。

“他山之石，可以攻玉”，但同时也需要注意2个方面的问题：一是直接进口的设备和产品不一定符合国标使用要求；二是在具体使用过程中，这些进口设备的适用范围也需要进一步明确[3-5]。

1 项目背景

中国商飞总部办公楼项目位于上海世博地块（央企上海总部）。我公司施工的26层大楼的裙楼墙面石材总面积逾5 000 m2。大楼6层以上墙面石材为粗荔枝面，是通过工厂大型设备对大板轧制后，再根据排版图进行切割等加工而形成的。

由于石材选用的是花岗岩，且板幅巨大，而克什米尔金花岗石本身的硬度不够高，颗粒度却比较大，这给现场施工带来了极大不便：一方面，这种干挂石材板幅过大，在完全释放应力后容易在板块边缘发生翘曲形变，另一方面，如何考虑这种石材在以后使用过程中的磨损也是这个项目的技术难点。

2 设备选型

项目中所使用的克什米尔金，莫氏（Mohs）硬度在6左右，属于高硬度花岗岩。施工时应选择适合花岗岩打磨的设备，且由于试验的参照样板为已完成干挂施工的花岗岩，所以选择设备的依据也是参照手持设备的选型依据。

2.1 磨头选型

需要考虑石材本身的莫氏硬度以及磨头在施工时振动导致的手执设备施工精度问题，本项目中的克什米尔金为颗粒度在800左右的块料，故在选择相应的磨头时，选择的是某品牌Ref.61-15313 Plate D.150 mm 3 MINI 2C50型号的磨头。此系列磨头都极适合应用于打磨花岗石甚至混凝土表面。由于所打磨材料的莫氏硬度过大，所引起的相应振动也大，而此类磨盘在底部会增加一个橡胶树脂缓冲盘，以减弱振动所带来的噪声及不规则抖动。

2.2 手持柄选型

打磨施工时，大楼整体已经移交业主，且部分楼面已经开始运营，故在手持设备选型时，考虑降低噪声强度以及控制扬尘，选择了ABU 300MK D.150 3 SLIENT型号的手持设备。一方面，此设备和MINI型号的磨头充分适配；另一方面，其增加了吸气嵌孔口，可以通过吸尘设备的导管与其连通，边打磨边吸气，可将打磨所产生的灰分尽可能地集中收集，最大程度地避免扬尘污染。同时这个型号的手持设备在尾座处增加了一个消声减振器，可以在作业过程中最大程度地降低噪声污染。

3 施工方案

3.1 施工限位

为降低作业过程中人为因素造成的不规则和非标准化程度，现场采用了在脚手架上设置定滑轮的方式来制成简易限位机械（图1），尽量让打磨时机械的水平移动轨迹保持在同一标高线上。当一块板上的同一标高线打磨完毕后，根据磨头直径范围调整相应滑轮固定索的长度，再重复之前的打磨过程，直到打磨完毕。

图1 现场水平限位方案

3.2 转速选择

施工过程中的转速一般为2 000～3 000 r/min，通过调整转速可以发现：当转速调整到2 000 r/min时，现场打磨完全不起任何效果，打磨前后没有任何区别；当转速接近3 000 r/min时，一方面，石材表面打磨痕迹过重，已经出现石材表面损坏的状况，另一方面，振动过于强烈，操作人员已无法在限位范围内进行打磨工作，导致原预设打磨轨迹经常偏斜。

4 数据分析

为验证此施工方案的可行性及最终效果，在操作过程中，对石材样板进行了数据分析设计。

4.1 数据测量内容及方式

本次打磨主要解决由于干挂后石材应力释放导致的表面翘曲变形问题，故本次测量的主要内容为打磨完后石材表面的高差，即平整度情况。测量工具用游标卡尺。

4.2 测量样板设计

在单一板块内设置9个测量点，这样可以观测每块板的平均打磨情况（表1）。而对于整体打磨情况而言，在3～10层分别选取了8块样板进行打磨前后的数据测量。

表1 单块板内测点设置

4.3 初步数据结论

在数据分析时，分别取边角点A1、中心点B2及边缘点C2进行对比。在进行整体打磨前，A1点的误差普遍在1.5 mm以上，最大的一个点在9楼的样本上，达到了2.5 mm；B2点的误差比较小，打磨前后的差别普遍在0.5 mm以内，有2个楼面的样本出现了零误差；C2点的误差比较不均匀，零误差和误差0.5、1.0 mm的情况都有。

经过打磨后，在不影响克什米尔金荔枝面质感的情况下，石材整体平整度有了极大改观。平均误差从原来的2.5 mm降低到0.5 mm。同时打磨完后横向观测点（A1、B1、C1）的误差几乎一致，但A1、A2、A3点在打磨后的平均误差还是有所不同。由此可以看出，采用这个设备及施工方案可以达到预期的打磨效果，但施工方案所选择的限位方式对同一水平线上的打磨一致性效果明显更好，而对垂直方向上的打磨一致性还有进一步提高的空间。

5 施工方案适用范围

为了确认此施工方案的适用范围，操作人员使用同一设备（上述型号的磨头和手持设备）对不同强度的石材进行了打磨试验。选取的样品根据莫氏硬度高低分别为：高硬度的克什米尔金、中硬度的西班牙米黄和低硬度的葡萄牙砂岩。

1）转速为1 500 r/min时：克什米尔金、西班牙米黄表面无任何变化，葡萄牙砂岩表面出现打磨痕迹。

2）转速为2 200 r/min时：克什米尔金表面打磨出均匀荔枝面，西班牙米黄表面被打磨得细密平滑，葡萄牙砂岩石材已在局部开始出现裂痕。

3）转速为2 900 r/min时：克什米尔金表面被打磨得细密平滑，西班牙米黄表面局部出现裂痕，葡萄牙砂岩由于在2 200 r/min时已出现裂痕情况，故未参与此次打磨试验。

通过打磨可以确认的是，用此套设备组合在转速为2 200 r/min左右时，对莫氏硬度在6左右的花岗岩石材进行打磨可以达到荔枝面的效果，而对莫氏硬度在4左右的天然大理石而言，此套设备组合的打磨强度显然太大。另外，葡萄牙砂岩这类莫氏硬度更低的石材则不适合于用打磨的方式来处理表面，尤其不适合于用手持设备这种不能整板均匀处理的方式来打磨表面。

6 经济效益分析

本次石材打磨的经济成本组成主要为人工费、设备费。克什米尔金本身在打磨时不是所有板块都整面打磨，仅需打磨边角及侧边缘，故打磨综合单价是以米为单位计算的。本次打磨共计长度1 200 m左右，综合单价为100元/m。本项目共采购2部设备，一部完整手持设备加吸尘装置在10 000元左右，设备总价格为20 000元。因此，本次石材打磨的总成本在14万元左右。

但此石材后处理工艺的意义应考虑其价值成本，而不仅限于施工成本。如果直接对已安装完成石材进行拆换，其涉及块数约为1 000块，这些石材又分别和其他饰面相交接，拆除过程中对其他饰面的损坏也需修补。同时拆除之后或返厂，或重新切割大板进行安装，所需要消耗的人工也远大于直接进行打磨所用人工。

另一个重要成本为时间成本，本次1 200 m的打磨长度共花费2周时间，平均每天打磨85 m左右，施工时间充分，能够进行精细作业；而拆除之后返厂，同时对损坏木饰面、天花软膜、不锈钢同步进行修补加工，则时间至少需要1个月。

因此，采用手持设备现场打磨的经济效益，不论是从时间成本上考虑，还是从自身整体经济性上考虑，相比拆除重做，都是绝对占优的首选方案。

7 结语

荔枝面石材打磨施工方案制订时，对于手持设备需要考虑的是磨头和手柄2个方面的内容。磨头需根据颗粒度进行选择，而磨头如果自带减振效果则能最大程度地缓解施工的人为误差。由于一般此类施工均为石材表面的后处理工作，所以在手持柄选择方面应尽量选择有吸灰功能及设置有消声功能的手持柄。

在施工方案选择中，应考虑通过限位来尽量减少人为误差的出现。同时对于荔枝面花岗岩（莫氏硬度在5～7之间）而言，2 000～2 900 r/min之间为合理转速，可达到预期施工效果。

通过本工程案例可以发现，误差在2.5 mm以内的荔枝面石材表面均可以采用文中所提到的设备及方案进行施工。而如果误差达到2.5 mm甚至以上，则已明显不符合精装修石材装饰面平整度要求，在干挂施工时就不应允许此类质量不达标的石材上墙。