园林材料与施工技术(讲义)

园林材料与施工技术

绪论园林材料发展

一、中国古典园林材料应用

（一）、殷周时期的园林

•殷王的都邑宫室遗址一殷墟，规模相当可观，其建筑基址的平面有方形、长方形、条状、凹

形、凸形等，最大的基址达14.5米X80米。

•夯土筑、石柱础、天然卵石、铜盘、木柱等

•西周早期建筑如:凤雏宗庙遗址中出土了陶瓦，早期用于铺在草顶建筑的檐口，西周中期将陶

瓦铺屋面。砖的使用稍迟于瓦，西周早期散水常用卵石铺砌，也有经稍稍硬化的土质散水，道

路除大多采用的硬土路面外，也有铺石材的。

•在陕西歧山县凤雏早周遗址中曾发现土胚砖若干，砌叠于厅堂北面台基处，陶砖多为大块正

方形，多用于室内铺地。

•战国晚期出现大块空心砖用于铺砌墓室的底、顶及四周，或台阶的踏跺。陶制水管也见于战

国时期的出土文物。

•殷周时期的材料中，天然材料有夯土、水、草、木、石、观赏植物和动物，手工材料有陶、

陶瓦、陶砖、陶管和金属。

（二）秦汉的园林

•夯土工程在秦代仍占重要地位，如长城、墙垣、建筑台基等。

・秦代陶质建筑材料的进一步使用推动了秦代建筑的发展，常用的陶质建材有砖、瓦、水管、

井圈等数种

•石材在秦代建筑遗址中发现不多，仅见于房屋的柱础、散水与若干部件，以及桥梁的桥墩等。

•秦代的金属材料使用有铜、铁两类，建筑中首次出现了铁钉。

（三）、魏晋南北朝时期的园林

两晋、南北朝时期建筑材料的发展主要在砖瓦的产量和质量的提高与金属材料的运用等方

面。基本金属材料主要用作装饰，如塔刹上的铁链、金盘、檐角和练上的金铎、门上的金钉等。

“台基外侧已有嵇砌的散水

魏晋南北朝的皇家园林中，筑山理水的技艺达到一定水准，己有用石堆叠为山的做法，山石

一般选用稀有的石材。水体形象多样化，理水与园林小品的雕刻物（石雕、木雕、金属铸造等）

相结合，再运用机枢而创为各种特殊的水景。

（四）、隋唐时期的园林

这个时期的园林材料，包括土、石、成、瓦、琉璃、石灰、木、竹、铜、铁、矿物颜料和

油漆等等。这些材料的应用技术都己达到熟练的程度。夯土技术在前代经验的基础上继续发展,

应用范围除了一般城墙和地基外，长安宫殿的墙壁也用夯土筑造。

太湖石开始运用于园林造景当中，例如，《旧唐书》载产乐天罢杭州刺史，得天竺石一”，“罢

苏州刺史旧得太湖石五”。并将他所得名石放置在洛阳城内的履道坊宅园中。

（五）、两宋时期的园林

在材料方面，由于宋代砖的生产比唐代增加，因而有不少城市用砖砌城墙，城内道路也铺

砌砖面，同时全国各地建造了很多规模巨大的砖塔，墓葬也多用砖建造。

宋代的琉璃砖瓦，是宋代在建筑材料、技术和艺术等方面发展预制贴面砖的一个重要成就。

北宋庆历四年（公元1044年）灾毁后重建的北宋首都东京（.今开封）枯国寺的琉璃塔。这座塔

不仅显示琉璃制品生产水平和产量的提高，而且表现出以构件的标准化和镶嵌方法所取得的艺

术效果。

（六）、元、明、清初的园林

叠山假山称为园林的重要元素，可用的石料品种是很多的，只不过堆叠时“小仿云林，大宗

子久''，则都能成为好的作品。江南园林中常见的太湖石、昆山石、英石、散兵石、黄石、旧石、

锦川石、花石纲、方合子石共16种

铺地用小乱石、鹅卵石、英石、乱青板石、砖铺地几种。

贴面材料的琉璃砖多使用于佛塔、牌坊、照壁、门、看面墙等

二、现代园林材料的发展

自19世纪工业革命之后，随着科学技术的发展，材料也变得多种多样。钢铁、金属、水泥、

混凝土等出现，不仅引起了建筑界翻天覆地的变化，而且在景观设计领域也是材料的一次重大

的革命，设计师们不再局限于植物、木材、沙石、等自然材料，而是随着景观设计形式的不断

变化而应用不同的材料进行表达。

进入2()世纪以后，又出现了诸如塑料、树脂、有机玻璃、合金等新型材料被用于园林设计

中。

在现代，随着工业技术和加工工艺的提高，园林中所应用的材料不仅求“新”，而且逐渐以

经济环保、生态型为主。例如，用石材加工厂的废料材和铁平石、青石等，加水磨黑石、白石

等组成效果良好的广场铺装。

第一章园林材料的基本性质

■材料的分类

按材料的组成分

为三大类

国家标准GB及GB/T（推荐标

益部行业标准代号JG

蝴丽准代号SL

电力行业标准代号DL

国家建材局标准代号J』

第一节材料的组成、结构与构造

一、材料的组成

材料的化学组成—指组成材料的化学元素及化合物种类和数量。

・金属材料——以化学元素含量百分数表示

・无机非金属材料——元素的氧化物含量表示

・有机高分子材料——构成高分子材料的一种或几种低分子化合物表示。

材料的矿物组成——指组成材料的矿物种类和数量。

矿物—具有特定化学成分，特定结构及物理力学性质的物质或单质称为矿物，是构成

岩石及各类无机非金属材料的基本单元。材料的矿物组成直接影响无机非金属材料的性质

•例：花岗岩的矿物组成主要是石英和长石。石灰岩的矿物组成为方解石。

二、材料的结构

•材料的结构是指材料的微观组织状况可分为微观结构和亚微观结构。

•微观结构一一指组成材料的原子、分子的排列方式结合状况等。

•亚微观结构一一用光学显微镜可以观察到的材料内部结构。

晶体如：石英等•

\一、4非晶体如：石英玻璃可有用电子显微镜观察」

\胶体如：含水较多的水泥浆体等，

三、材料的构造

指材料的宏观组织状况，如岩石的层理，木材的纹理，以及钢材中的裂纹等。

材料的性质与其构造有密切关系：构造致密的材料强度高：疏松多孔的材料密度低，强度

也较低。

四、材料的密度、表观密度和孔隙率

材料的密度，表观密度和孔隙率决定于材料的组成、结构和构造。

•密度——材料在绝对密实状态下，单位体积的质量

•表观密度——材料在自然状态下单位体积的质量，俗称容重

•孔隙率——材料中孔隙体积占总体积的百分比

第二节材料的主要性质

・一、材料的力学性质

1、材料的变形性质

变形——是指材料在荷载作用下发生形状及体积变化的有关性质。主要有弹性变形、塑

性变形、徐变及松弛等。

弹性变形是指在外荷作用下产生、卸荷后可以自行消失的变形。

塑性变形是指在外力去除后，材料不能自行恢复到原来的形状，而保留的变形，也称为

残余变形。

徐变——固体材料在外力作用下，变形随时间的延长而逐渐增长的现象。

招邮aF徐变随时I、疆长而减d、——材料变形停止地长•

应分小，萝

徐变L育*「

“有关‘%法、

^徐变的发展随时I间延长而锄0——材料破坏〃

2、材料的强度

是指材料抵抗外力（荷载）作用引起的破坏的能力

•材料的静力强度

静力强度——在静荷载作用下，材料达到破坏前所承受的应力极限值。（简称材料强度或极

限强度）

静力强度——暂时强度如：桥上的人、车

~抗拽强度+

,抗压强度」

»按作用荷载的不同.静力强度分为・《

\^抗智强度（抗折强度）“

、抗裂强度*

•持久强度

在指定的温度下、规定的时间内刚好发生断裂的拉应力。

3、材料的硬度，磨损及磨耗

•硬度——材料抵抗其他较硬物体压入的能力称为硬度，硬度大的材料耐磨性较高，不易加工。

•磨损——材料受外界物质的摩擦作用而造成质量和体积损失的现象称为磨损。

・磨耗——材料同时受到摩擦冲击两种作用而造成的质量和体积损耗现象称为磨耗。

材料的硬度较大，韧性较高，构造较密实时，其抗磨损及磨耗的能力较强。

三、材料与水有关的性质

1、亲水性与憎与性

固体材料在空气中与水接触时，按其是否易被水润湿分为亲水性材料和憎水性材料两类。

♦亲水性材料——石料、砖、混凝土、木材等

•憎水性材料——沥青、石蜡等，可作防水材料及亲水材料的表面处理，降低其吸水性。

2、吸水性

材料吸收水分的性质称为吸水性。由于材料的亲水性及开口孔隙的存在，大多数材料具有

吸水性，故材料中常含有水分。材料中含水的多少以含水率表示。

材料吸水达到饱和状态时的含水率，称为材料的吸水率。吸水率是衡量材料吸水性大小的

指标。吸水率可用质量吸水率和体积吸水率两种方式表达。

水对材料有许多不良的影响，它使材料的表观密度和导热性增大，强度降低，体积膨胀，

易受冰冻破坏，因此材料吸水率大是不利的。

3、耐水性

材料受水的作用不会损坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。

一般材料在含水时，强度均有所降低。如果材料中含有某些易被水深解或软化的物质（如

粘土、石膏等），则强度降低更为严重。有时耐水性是选择材料的重要依据。例如经常位于水中

或受潮环境的用材，应考虑材料具有较好的耐水性。

4、抗渗性

材料抵抗压力水渗透的性能，称为抗渗性。

水下建筑和某些地下室建筑物，因常受到压力水的作用，所用材料应具有一定的抗渗性。

作为防水材料，一般也要求有较高的不透水性。

四、材料的耐久性

材料在使用过程中，会受到自然环境中各种因素的作用，使其性能逐渐降低，甚至破坏。

这些破坏作用可分为物理作用、化学作用及生物作用等。

（1）物理作用包括干湿变化、温度变化及冻融作用等。

（2）化学作用包括酸、碱、盐等物质的水溶液或气体对材料的侵蚀破坏。

（3）生物及生物化学作用，是指材料被昆虫、菌类等蛀蚀及腐朽。

・一般矿物质材料，如石料、砖、混凝土等，当暴露于大气中或处于水位变化区时，主要是发

生物理破坏作用，当处于水中时，除了物理作用外还可能发生化学侵蚀作用。

•金属材料，引起破坏的原因主要是化学腐蚀及电化学腐蚀作用。

•木材及由植物纤维组成的有机质材料，常由于生物作用而破坏。

•沥青质材料及合成高分子材料，多是由于阳光、空气及热的作用而逐渐老化破坏。

五、材料的抗冻性

指材料在水饱和状态下，能经受多次冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、

强度也不严重降低的性能。

・冰冻对材料破坏作用

（1）冰胀压力作用：当材料孔隙中充满水并快速结冰时，在孔隙内将产生很大的冰胀压力，

使毛细管壁受到拉应力，导致材料破坏。

（2）水压力作用：大多数材料内部含有各种类型的孔隙，其充水程度不尽相同，当受冬降

温时，某些孔隙内已结冰的水体积增大，迫使尚未结冰的水移近试件边缘，产生水压力，使孔

壁受到拉应力。

（3）显微析冰作用：材料孔隙中的水一旦结冰，由于内部结构、浓度、温度的差异，若存

在尚未结冰的区域，水则向已结冰区域迁移并迅速结冰，并使已结的冰晶增大。

・材料抗冻等级是指标准尺寸的材料试件，在水饱和状态下，经受标准的冻融作用后，其强度

不严重降低、质量不显著损失、性能不明显下降时，所经受的冻融循环次数。

第二章、石材与石料

第一节造园天然石料的形成和分类

一、石材的不同分类及用途

地球上的岩石粗略的可以分为三类，即火成岩、沉积岩和变质岩。

•火成岩最初都是从地表深处喷发出来的熔融物质，然后在大气中以不同的速度冷却而形成不

同的形状，如微结晶体的玄武岩和粗结晶体的花岗岩。

•沉积岩顾名思义，是由原生的岩石经过侵蚀形成碎片再被冲刷进海底、湖床，和其它物质一

层一层的堆积形成的，这些物质先由流淌、冰雪或强风等带进水中，沉入水底，然后在高压作

用下结合而成的，因地壳运动重新露出水面，我们见到的沉积岩石包括砂岩、页岩、石灰石岩

和白云岩。

•沉积岩顾名思义，是由原生的岩石经过侵蚀形成碎片再被冲刷进海底、湖床，和其它物质一

层一层的堆积形成的，这些物质先由流淌、冰雪或强风等带进水中，沉入水底，然后在高压作

用下结合而成的，因地壳运动重新露出水面，我们见到的沉积岩石包括砂岩、页岩、石灰石岩

和白云岩。

二、花岗岩与大理石

我们用于园林的石材主要以火成岩（花岗岩）和变质岩（大理石）为主。

1、成因

花岗石是火成岩，是火成岩中分布最广的一种岩石，由长石、石英和云母组成，岩质坚硬

密实。其成分以二氧化硅为主，约占65%-75%。花岗石石材是没有彩色条纹的，多数只有彩色

斑点，还有的是纯色。其中矿物颗粒越细越好，说明结构紧密结实。

大理石是地壳中原有的岩石经过地壳内高温高压作用形成的变质岩。大理石主要由方解

石、石灰石、蛇纹石和白云石组成。由于大理石一般都含有杂质，而且碳酸钙在大气中受二氧

化碳、碳化物、水气的作用，也容易风化和溶蚀，而使表面很快失去光泽。大理石一般性质比

较软，这是相对于花岗石而言的。大理石材矿物成分简单，易加工，多数质地细腻，镜面效果

较好。其缺点是质地较花岗石软，被硬重物体撞击时易受损。

2、用途

大理石具有丰富的颜色与花纹，给人以光滑、柔和的感觉，主要用于室内墙面、台面、各

种雕塑及工艺制品。

花岗岩虽然在色彩与花纹上变化较少，但在质感方面有着较灵活的表现，如经过加工可

获得更多的工艺表面。另外，花岗岩在整体上给人能庄严、古典的感觉。主要用于室内外地坪、

室外墙面等多受外力作用的地方。

3、天然饰面石材术语

（1）一般术语

・建筑石材buildingstone具有一定的物理、化学性能可用作建筑材料的岩石。

・装饰石材decorativestone具有装饰性能的建筑石材，加工后可供建筑装饰用。

・品种variety按颜色、花纹等特征及产地对饰面石材所做的分类。

・饰面石材facingstone用来加工饰面板材的石材。

・饰面板材facingslab用饰面石材加工成的板材，用作建筑物的内外墙面、地面、柱面、台面

等。

•大理石marble以大理岩为代表的一类装饰石材，包括碳酸盐岩和与其有关的变质岩，主要成

分为碳酸盐矿物，一般质地较软。

•花岗石granite以花岗岩为代表的一类装饰石材，包括各类岩浆岩和花岗质的变质岩，一般

质地较硬。

（2）产品术语

•毛料untrimmedquarrystone由矿山直接分离下来，形状不规则的石料。

•荒料quarrystone由毛料经加工而成的，具有一定规格，用以加工饰面板材的石料。

♦料石squaredstone用毛料加工成的具有一定规格，用来砌筑建筑物用的石料。

•规格料dimensionstone符合标准规格的荒料。

•协议料agreed—dimensionstone由供需双方议定规格的荒料。

•毛板flagslab由荒料锯解成的板材。

•粗面装饰板材（粗面板）roughingslab表面平整粗糙具有较规则加工条纹的板材。

•剁斧板材axedslab指用斧头加工成的粗面饰面板。

・锤击板材hammerdressedslab指用花锤加工成的粗面饰面板。

・烧毛板flamedslab指用火焰法加工成的粗面饰面板。

•机刨板材planedslab指机刨法加工成的粗面饰面板。

•细面板材（磨光板）rubbedslab表面平整光滑的板材。

•镜面板材（抛光板）polishedslab表面平整，具有镜面光泽的板材。

•薄板thinslab厚度小于等于15mm的板材。

•厚板thickslab厚度大于15mm的板材。

・普型板normalslab正方形或长方形的板材。

•异型板irregularslab非正方形或长方形的板材。

•协议板agreed—dimensionslab由供需双方议定的板材。

第二节造园天然石料的主要性质

天然石材主要介绍两种：大理石和花岗石。

一、石材的结构属性

一般来说，凡是有纹理的，称为“大理石”；以点斑为主的，称为“花岗石”。

（1）花岗岩

花岗石是火成岩，是火成岩中分布最广的一种岩石，由长石、石英和云母组成，岩质坚硬

密实。其成分以二氧化硅为主，约占65%-75%。火成岩中二氧化硅的含量、长石的性质及其含

量决定了石材的性质。当二氧化硅的含量大于65%,就属于酸性岩，这种岩石中正长石、斜长

石、石英等基本矿物形成晶体时，呈料状结构，就称为花岗石。

花岗石石材是没有彩色条纹的，多数只有彩色斑点，还有的是纯色。其中矿物颗粒越细越

好，说明结构紧密结实。

主要质病指标

名称主要用途

项目指标

表观宙度2500~2700

抗压120—250

强度（MPa）抗折8.5〜15.0基础、桥墩、

抗剪13〜19堤堤、拱石、阶

花岗岩吸水率《%》<1石、路面、基座、

膨胀系数（10*/r）5.6〜7.34动脚、窗台、装饰

石材等

平均切性（”）b

平均质成磨耗率（%）11

耐用年限（年）75〜200

（2）大理石

大理石是地壳中原有的岩石经过地壳内高温高压作用形成的变质岩。大理石主要由方

解石、石灰石、蛇纹石和白云石组成。其主要成分以碳酸钙为主，约占50%以上。

由于大理石一般都含有杂质，而且碳酸钙在大气中受二氧化碳、碳化物、水气的作用，也

容易风化和溶蚀，而使表面很快失去光泽。大理石一般性质比较软，这是相对于花岗石而言的。

表观密度(kg/1m3)〜

大理岩25002700装饰材料'踏

抗压47〜140步、地面、墙间、

强度(MPa)抗折2.5〜16柱面、柜台，栏

杆、电气绝缘板等

抗剪8-12

吸水率(%)<1

膨胀系数(icryc)6.571.2

平均韧性(cn)10

二、石材的颜色

大理石中的主要化学成份是碳酸盐类，矿物是方解石及白云石，较为单纯的大理石应为白

色或灰白色，但因容易受到其它颜色的混染，从而出现不同的颜色系列,主要有白色、黑色、红

色、绿色、黄色、灰色及其它具有花斑纹路的花色。

裳见大理石举例：

米白懵石白水晶大理石

四川石糠华/石材有图公司，

云用田金典石材羽障公司—

祝珞：大板及格：各仲短格

云浮金典石材萧*公司云穆市金，我公司是一次多年总立大arajw开来.«»■

力一体的大81石材企业【M®a”大理石仅名水ae)[MI酸日i

金城米黄

山苏・果川正“石虬m公司,

云再而金典石材就8公司、

段格：移军尸要挛

魏格：大极

无【评期货14)

.三淬金典石制印5公司云浮而金$

】力一体的大81石内企业[i?MS

――黄金石

山窜省剽正嘉石业皙阳公司

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云浮金典石材有限公司云浮市金4M-«

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世—紫檀木

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媒格：按名尸要忘

视第：大版

无【洋场资材】

云浮金典石M有用公司云浮市金，

■为一体的大海石材企业【译flB

■4.

花岗岩中主要化学成份是二氧化硅，浅色花岗石中矿物成份含有石英，呈现无色或白色；

含有钾长石呈红色或粉红色；含钾钠或钙钠的斜长石呈粉红色；灰白色、灰色、深色

花岗岩中矿物成份含有角闪石、辉石呈黑绿色及黑色；含有钙长石为暗灰色及灰黑色；含

有橄榄石呈黑色及黑绿色；含有蛇纹石为暗绿色及果绿色。

红色系列：四川红、石棉红、岑溪红、虎皮红、樱桃红、平谷红、杜鹃红、玫瑰红、

贵妃红、鲁青红、连州大红等。

黄红色系列：岑溪桔红、东留肉红、连州浅红、兴洋桃红、兴洋桔红、浅红小花、樱花红、

珊瑚花、虎皮黄等.

花白系列：白石花、白虎涧、黑白花、芝麻白、花白、岭南花白、济南花白、四川花白等。

黑色系列：淡青黑、纯黑、芝麻黑、四川黑、烟台黑、沈阳黑、长春黑等。

青色系列：芝麻青、米易绿、细麻青、济南青、竹叶青、菊花青、青花、芦花青、南雄青、

攀西兰等。

1.

花岗石品种举例

莱州红O骥东红（粉红稣）

山东省则M正荽石业寺8公司山拿*票州正黑石业有麓公司黑牙！I由的石业E公司、

现格：按客户更至现貉：技考户要求规格：塞季红"品

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装饰石材新品种，JR省石材.“惠干红"燎电W碎：改瑰£

英、里云$.呈相枝困曰t

宝石绿灰麻m>21铸石

山东省乘州正造业有用公司山东猫票州正x石业有用公司山田平tMHQ石材有隈公司

升格：按客户的前至m:规格：

花员咨，产量大［»M55HJ无［Jt®5M］

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