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大理石也叫變質或重新結晶的石灰石。真正的大理石是一種方解石質的變質巖石,且具有晶體結構。大理石是根據地區性石材的變質作用由石灰石衍生而來,一般含有大塊的、質地粗糙的結晶體,其中方解石的成分占99%以上。結晶體用肉眼可見,尤其是在其斷面上。
大多數典型的石灰石孔隙密度小于1%,大理石與之相比,密度要大的多。由于其具有晶體結構,許多大理石是半透明的,一般可視厚度超過30厘米,而非結晶狀的石灰石則是不透明的。由于大理石產地及內部成分不同,天然石材的顏色各異。而在建筑業,人們談及的大理石通常是指包括石灰石、白云石和蛇紋石在內的多種石材。美國大理石協會規定:用于商業的所有具有天然石灰質且能拋光出亮度的巖石都稱為大理石,包括白云石和蛇紋石。

石灰石也叫方解石、碳酸鈣,其摩氏硬度值(MOH)為3。
石灰石是一種含有單個方解石礦物成分的巖石,方解石成分占95%,其含有的另外少量礦物質有白云石、菱鐵礦、石英、長石、云母以及能夠體現石材顏色的粘土礦物質。成分純凈的石灰石是白色的。褐鐵礦和菱鐵礦使石灰石產生黃褐色的圖案和顏色,如血紅色、海綠色、亞氯酸鹽綠、瀝青灰直至黑色。
產自海水中的石灰石由動植物的骨骼碎片、石灰質泥的物理變化以及海水中的有機物等多種成分構成。這些有機物死后,碳酸鹽在海水中被溶解,堆積在海底,逐漸形成碳酸鈣及貝殼質組織。通常石灰石被切割后,會發現在石材內部存在完整無缺或被破壞了的生物化石。除非石灰石形成暗礁,一般來說,產自海中的石灰石都有層狀結構。其組織結構或許致密,或許有顆粒狀的孔隙。

白云石的主要成分為碳酸鎂鈣,摩氏硬度值(MOH)在3.5到4之間。
白云石礦主要成分為碳酸鈣和碳酸鎂。這種石材在外觀上看來非常接近石灰石,事實上,在發現石灰石沉積物的地區,也會經常發現白云石。大多數白云石的沉積物含有一定比例的石灰石。區別白云石的重要依據是巖石中白云石礦物質的含量不少于50%。另外,白云石是多孔性石材。因構成白云石的化學成分對酸性物質不敏感,白云石具有更佳的耐候性。
一般說來,人們通常用硬度測試法和酸性測試法這兩種方法來區別石灰石和白云石。

摩氏硬度測試法(MOH)是一種簡單的機械測試法,即用另外一種已知硬度的金屬來刮擦這種石材。由此測得白云石的硬度值介于3到4之間。而酸性測試法則是將稀釋后的鹽酸涂布到石材表面,石灰石反應強烈,而白云石反應不太明顯,表面會形成粉狀物。如果以上測試效果不明顯,則需要做實驗室分析。若能知道石材的來源礦,則礦物質種類和成分就會一清二楚了。

總的來講,大理石、石灰石和白云石這三種石材可以作為建筑材料交替使用。但即使是屬于同一類別的石材,其物理屬性也各不相同。在決定哪一種石材最適合使用前,要將石材的吸收性、密度和結構上的完整性等因素全部考慮在內。可以借鑒其他建筑物的石材使用情況。比如,一座有100年歷史的建筑物的外墻就可以作為我們外墻工程的參考。

石灰石的吸收性較強,鑒于這一特點,我們在用石灰石鋪設地面等區域時,要將亂涂亂寫等日后易出現的污染考慮在內。在易受環境損壞、受重壓的區域要使用密度大且吸收性小的石材。
從歷史上的建筑物來看,白云石用作外墻表面,經受風化或侵蝕的能力比大理石和石灰石要強。因為其方解石含量少,所以對大氣的污染(主要以酸為主)耐候性較強。
總的來說,大理石、白云石和石灰石都屬于材質較軟的石材。因此在施工過程中以及日后的使用過程中都極易受到外界的污染,暴露出其耐污性差的弱點,如易受雨水、污垢等污染。較花崗石而言,這三種石材透水性高,更容易受到污染。為解決這一問題,最好的辦法就是對其進行防護處理。

現在國際上普遍使用的是石材專用滲透性防護劑,其防護原理是防護劑滲透到天然石材的內部,沉積于石材毛細孔內部的微小顆粒之間,或附著于石材表面下的個體礦物分子上,以此來阻止水、油和污物進入石材。滲透性防護劑可為水性和溶劑型,并且通常都含有硅、矽利康、甲基矽酸鹽或其他類似的硅化合物。滲透性防護劑也可分為兩類:防水型和防油型。防水型主要用來阻擋水和水劑的化學物品,像果汁飲料、咖啡、茶和蘇打水等。而防油型滲透性防護劑用來阻止水和油基液體滲入石材,如食用油、油脂和其它油類。防油型的滲透性防護劑同時具有防水功能,但防水性的產品則不一定能夠防止油性污染。

在用滲透性防護劑作防護處理時,需要考慮的一個因素是適選用了何種石材及其鋪設的位置。針對大理石、石灰石和白云石不同的性質特點,我們應根據情況采用不同的處理方法。比如說,日常使用的廚房大理石地面,選擇的防護劑一定要具有防油特性。而對于繁忙的酒店大堂地面,來往行人會留下許多腳印,很容易摩擦地面,這時為了保護表面的光澤度,除了需使用滲透性防護劑處理外,必要時還需涂布一層表面型的保護劑,甚至用拋光產品進行地面的拋光。

此外,另一個需考慮的因素則是保養方式。如果白云石或大理石地面每日擦洗,受酸性化學物質腐蝕損壞的可能性就較大。如果忽略了對地面的保養,污垢就會堵塞在石材的毛細孔中。若石材本身具有很高的亮度則光澤度有可能受到磨損。這樣,不管石材表面的防護處理效果多好,表面也會變臟、變暗。舉例來說,較繁忙的酒店大廳地面每天都定期打掃灰塵并用水擦洗,也許只需用一種可以被清除掉的表面型保護劑來處理即可。但如換成家中的客廳,則完全不需每天用清洗劑清洗,用防水性較好的滲透性防護劑作防護就可以了。

最后需要強調的是任何一種滲透性防護劑都不能在石材的最表面形成防護層,所以滲透性防護劑防護過的石材最好再進行一次表面防護處理,即需要使用表面性保護劑,這樣石材才可真正算得上是得到了"雙層保護"。因為任何一種石材的優秀養護方式是不需要打蠟的,蠟質層既不透氣,又容易發黏,容易使石材表面顏色變黃,而使用透氣性且不含蠟性物質的表面型保護劑,即可使石材和防護層得到進一步保護,又使石材保持天然的亮麗色澤,真可謂一舉三得。
在選擇石材前,其天然的亮麗表面也是一個不可忽視的因素。

但是,一定要確保石材的物理屬性才是其使用的最大價值所在。只有將石材的全部特性考慮周全,您選擇的石材才能最大限度地發揮它們的裝飾實用性和美觀性。