石材種類介紹 ─砂岩

砂岩特性的介紹

砂岩（sandstone）：主要是由石英顆粒積層而成，其組織結構靠膠結材料穩定，砂岩的顏色與其原料沙子一樣，可能是任何顏色，最常見的是棕色、黃色、紅色、灰色和白色，以矽、鈣、黏土和氧化鐵等成分為主。
砂岩源自河流上游岩石的風化、水化、碎化、粉化，最終在下游低窪處疊積成礦物盤。

　

 

砂岩沉積環境

砂岩按其沉積環境可劃分為：石英砂岩、長石砂岩和岩屑砂岩三大類，是由水流自然沖蝕石粒，破壞結構後沉澱於河床，故隸屬於沉積岩類，經千萬年的堆積，逐漸變得堅固而形成水底礦層。後因地殼擠壓隆起運動，而形成今日的陸地型礦山。
砂岩由於多矽，礦物呈現不規則大顆粒，而膠結物質的材質與方式差異很大， 強度變化也跟著很大。砂岩常見膠結物有方解石、黏土 或矽土，膠結方式則有以下四種：
(1).孔隙式膠結
(2).基底式膠結
(3).泥質接觸式膠結
(4).碳酸鹽膠結

 

砂岩的水性

砂岩具有浸水崩解的性質，在大氣環境作用下，岩塊甚至可水化崩解成沙土，甚至水解成泥。膠結物吸附水中的陽離子，增大結構單位層間距離，而出現膨脹破壞的特性。此外，鐵質礦物也易因磁力作用而導致風化，並引起軟質砂岩的膨脹和破碎。這主要是膠結物的比表面積非常大，具有很強的親水性。

當水份浸侵砂岩時，水分會向岩隙毛孔移動，而產生膨脹現象、軟化過程和膠囊破碎的礦物崩解作用。砂岩中的裂隙在反復乾濕過程中，也為砂岩的崩解提供了條件。尤其是黏土膠結物，位於孔隙流動位置，具有化學性質異常活躍的特點。其原子結構為氧與氧的聯結，鍵結力很弱體，當其顆粒周圍軟化，也就是強度降低時，其工程性質會變差，所以某些砂岩需要施以增強膠結物質的強化劑。

 

砂岩與礦石

砂岩經由礦石碎屑和泥質填隙物兩大部分構成，碎屑除石英、長石等主體，還有白雲母、重礦物、岩屑等少數礦物，填隙物包括膠結質和碎屑雜質兩種組成分，常見矽質和碳酸鈣質等膠結物；雜基成分主要指與碎屑同時沉積的顆粒更細的黏土或粉砂質物。如果碎屑粒徑過小會形成板岩或頁岩，過大則會形成礫岩或角礫岩。
這必須具備微觀的能力，方能以礦物成分、顆粒與形成過程來辨識其類別屬性。砂岩是指粒度為 2~0.0625mm 的砂，占全部碎屑顆粒 50% 以上的陸源碎屑岩。按砂粒的直徑劃分為：巨粒砂岩（2~1mm）、粗粒砂岩（1~0.5mm）、中粒砂岩（0.5~0.25mm）、細粒砂岩（0.25~0.125mm）、微粒砂岩（0.125～0.0625mm），以上各種砂岩中，相應粒級含量應在 50% 以上。

按礦物類型分類：
(1).石英砂岩（石英矽屑含量達 95% 以上）
(2).石英雜砂岩（石英含量高於　75%）
(3).長石雜砂岩（石英含量低於　75%）

 

砂岩的運用

砂岩由於容易雕鑿與取得礦源，雖不耐風化與水解，卻是古代地球上使用最廣泛的建築石材，世界級的古蹟幾乎都是以砂岩為主，近代用砂岩裝飾而成的建築，知名者如如巴黎聖母院，羅浮宮、英倫皇宮、美國國會、哈佛大學等。頗受歐美時尚和自然風格的建築設計師所推崇，廣泛地應用在商業、藝術創作和家庭裝飾上，澳洲砂岩，印度砂岩、西班牙砂岩、中國砂岩等流行於世。砂岩是一種生態環保石材，吸水性較好，表面含水薄膜層，可以產生過濾污染雜質的效果，比石灰石、白雲石更能抵禦污染。唯其孔隙仍具開放性，防護仍屬必須性的處理。一般以水性砂岩防護劑為主軸，避免變色、濕色是最主要的前提，防水屬次要的準則。

與金屬、塑膠等材料不同，砂岩是礦物顆粒和膠結物的聚合體，顆粒又有不同層次的結構，並按基本規律作單向剖面排列。這導致砂岩的不連續性和不均勻性，並使各向的力學性質相差異，也因此容易雕鑿切割，適用於建築材料和雕塑材料。砂岩產品按照要求，技術處理呈現粗獷、細膩、龜裂、自然孔隙、平光、砂光、甚至亮光的真石效果。

補充：膠結物

碎屑顆粒和基質之外的化學沉澱物質。在碎屑岩中含量一般不超過 50% ，它對碎屑顆粒起膠結作用，使其變成堅硬的岩石。粘結岩土顆粒或結構面的物質，有鈣質、硅質鐵質、泥質及可溶鹽等。
引用：http://www.twword.com/wiki/膠結物

砂岩屬天然無機材料的綠色環保產品，其產品具有無污染、無輻射、無反光、不風化、不水解、不變色、隔音、吸潮、吸熱、保溫、防滑等特點。砂岩用途非常廣泛，有砂岩雕塑、壁畫浮雕、花板雕刻、石藝盆栽、噴泉雕刻、砂岩壁爐、羅馬柱、門窗套、線板、鏡框、燈飾、拼花、樑托、飾品、名人雕…等。唯砂岩銳利堅硬，研磨的過程磨損很大，拋光時則因與酸不起作用，並不容易完美呈現光彩，以物理熱拋光的拋光漿，則具有較明顯的成效。

 

文章出處：http://www.totocare.com.tw/taiwan/nmstone/s4.html

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