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石材楼梯设计、加工存在的问题及改进

2019-10-21  stwym

由于建筑物中处处有楼梯。因此,石材楼梯产品是石材加工中很普及的一种产品,加工量大、数量多、工艺并不复杂。但经常进出各种建筑物时发现,石材楼梯产品前沿部分断裂、缺边、掉角,原本用石材装饰美丽的楼梯变得极其丑陋了,也使楼梯存在安全隐患。分析原因,主要是在楼梯设计细节上设计师没有考虑石材的特点、加工工艺,楼梯在使用时的受力影响,致使楼梯在使用过程中受到外力、自然界各种因素的影响而破损。

如果设计师在设计时稍加注意,楼梯就不可能出现各种破损的问题。本文谈谈楼梯设计时存在的问题及改进建议。

1、楼梯存在的问题及分析

(1)楼梯粘接条脱落楼梯粘接条脱落是楼梯最常见的问题,脱落后,原本通过贴边加厚的板材变得更薄了,更容易导致边部被行人踩烂。图1非常清晰地可以看出来楼梯粘接条脱落的情况,脱落的情况非常严重。出现这种质量问题的原因在于:

①粘接的胶存在问题。粘接用胶用大力士胶粘接。大力士胶粘接粘接条与石材的附着力差,用手抠就可以将固化后的大力士胶抠去。大力胶的使用方法上提示大力士胶只适用于点胶,不能用于粘接。

②粘接条表面与相粘的面板之间没有进行处理,表面粗糙度不够,影响两者之间的粘接力。

③踏步表面与粘接条表面未处理。可能有影响粘接条与踏步板附着力的物质存在,降低了粘接条与跨步板之间的粘接力。

④设计本身错误。用一条细窄的条子与面板相粘接,两者之间本身接触面就小,导致受力面也小,没有足够的粘接力抵抗重力的作用,以致于粘接条易脱落。

没有将立板设计成顶住粘接条的形式,让楼梯立板支撑粘接条,使粘接条不会脱落。没有对粘接条与踏步板采取加固措施加固,仅靠胶的粘接力将石材粘贴牢固是不够的。

室外楼梯长期受自然界力量的作用,再好的胶粘剂可能也不能接受强大自然力量的考验,自然力量破坏了胶的粘接力,使粘接条与踏步板脱落。

(2)面板边缘破损出现这种问题的原因:

①材料设计选择错误。面板选择材质本身存在裂纹、易断裂。大理石材料不适合用于室外做楼梯面板;吸水率强、有裂纹、易变形的花岗石不适合做楼梯面板。

②面板太薄。楼梯习惯用20mm左右的石材加工。现在很多石材厂为了节省材料,常用16mm左右,甚至更薄的板材加工,如此薄的板材怎能天天经受多人的踩踏呢?

③受到外力的强烈冲击。石材太薄,抗冲击能力弱,受外力冲击影响大,使石材面板易破损。

④长期曝晒雨淋。室外石材长期在太阳下暴晒,雨水下浇淋,石材的物理性质发生变化。如在暴晒的情况下发生膨胀,低温寒冷时候则收缩;长期在水浇淋的情况下,石材更加疏松,易于破损。从这点上看,室外的楼梯材料不要选用大理石,花岗石是室外楼梯较理想的材料。

⑤面板伸出量太多,易破损。面板伸出量大时,伸出部分极易在外力作用下破损或崩边。

(3)面板破损出现这种质量问题的原因:选材问题;石材表面裂纹多,且修补不良;外力冲击破损;长期受负重的影响;石材太薄。

(4)楼梯断裂

①石材原本断裂,未修补好。没有用加固条对背面进行加固。

②石材太薄。石材太薄,强度不够,经人踩和外力的冲击后极易破损。

③石材有裂纹,修补强度不够。石材表面的纹理可以用树脂胶修补,也可以用环氧树脂胶修补,两种胶修补的质量和牢固度是不同的。环氧树脂胶的粘接强度强,渗透力远超过不饱和树脂,用环氧树脂胶修补的石材不易断烈。

(5)楼梯厚薄不一

有些多件楼梯并排拼接在一起的楼梯出现厚薄不—的高低差,石材生产企业加工时未按拼接关系图对拼在一起定厚或拼接修磨。

由于楼梯厚薄不一,导致楼梯安装后下部直线度差,出现髙低差,影响楼梯的装饰效果。图2为楼梯厚薄不一的问题。

(6)边的造型过于复杂

楼梯边的造型以简洁、实用为原则,没必要设计成过于复杂的形状,既增加了加工难度,又使楼梯造型因造型面过于复杂易于脱落、断裂,打磨抛光难度也增加。

楼梯边的造型我认为上下磨个小斜边或磨个圆边最好,既简单、又实用,完全可以实现磨边的机械化、自动化生产。

(7)楼梯立板掉落

图3所示的楼梯是将立板与面板粘成整体的楼梯,如果施工安装方法不合理,立板非常容易脱开,因为立板的高度17〇mm,将这么高的立板与面板粘接在一起极易脱落。

(8)立板双层粘接

图4是在深圳北站拍摄到,这种楼梯是由双层立板粘接制成的,这种做法的目的是为了增加立体效果,但从楼梯的结构看,双层楼梯立板从加工到施工增加了难度,没有必要这种设计。

可以用一块较厚的板按图造型而成。用这种双层粘接的方式加工立板是出于节省材料成本,面板与立板对色在需要采用这种加工方式。

(9)防滑槽设计太密,且与面板前段距离太小

图5防滑设计太密,防滑槽间距离估计10mm,且防滑槽前端的边宽度是10mm,已经被行人踩烂,面板的其它地方也有几处被踩烂。踩烂的原因主要是防滑槽的边宽太窄,防滑槽太密导致的。

(10)面板两件拼接而成,且宽度太窄

图6是两种不同材料拼接而成的楼梯板。从图6中可以看出由于两件楼梯面板没有用连接件加固,好多件已经脱开了,既影响楼梯的美观,又存在安全隐患。如果行人不小心踩到了已经松动,但尚未脱开的楼梯面板时,极易发生安全事故的。

(11)石材发生病变

楼梯选材很重要,尤其是室外楼梯。选材不好,面板极易产生病变。面板表面褪光、甚至褪色;面板表面脏物污染,洞石类材料的孔洞里面充填着污泥、杂物;板面表面崩面、形成坑窝;石材表面泛碱、产生白华。

2、改进措施针

对上面由于设计错误出现的楼梯存在的质量问题提出以下改进意见。

(1)取消楼梯采取粘接条加工的方式,不做加厚边,或加宽粘接条,改变立板支撑方式。

关于楼梯粘接条脱落的质量问题已经引起设计师的重视,在许多建筑工程项目上可以看到楼梯不再做加厚边的情况。图7的楼梯可见一斑。

不做粘贴边的楼梯板为增强楼梯的立体感,可以采用厚度更厚的板加工。如用30mm厚的板做楼梯板比20mm厚的板做楼梯板立体感会更好,楼梯的装饰效果更佳。

如果必须以粘接方式做加厚边的,可以将加厚边的粘接条宽度加大,加大量不少于20mm,增大粘接条与面板底面的接触面,从而增加粘接条与面板的粘接强度。改变立板与面板的支撑方式,让踏步立板顶着粘接条支撑面板,防止粘接条脱落。

(2)设计实心楼梯

为了撰写本稿,考察了深圳市的一些商场、宾馆、酒店人口处的楼梯,发现一些商场、宾馆、酒店的楼梯做成实心楼梯。这种楼梯厚重结实多了,如果楼梯的高度是150mm,实心楼梯就是150mm,如此厚重的楼梯无论是承载能力、还是抗冲击力,都比20mm厚的楼梯面板结实,安全多了。

这种实心楼梯石材不易断裂、稳重结实,给人以厚重、牢固的感觉。图8为实心楼梯,面板与立板整体加工。

(3)减少面板的伸出量

图9不难看出,面板的伸出量小,从图9中看大概就是5mm,且面板向踏步里有个80°的倾斜角,立板向外倾斜以相同的角度支撑面板,这种设计大大增强了面板的强度,由于面板的伸出量较,面板的强度得到了大大的增强,面板就没这么容易破损了。

如果面板与立板齐平式安装的话,立板对面板的支撑强度更高,面板的前端更不易破损了。现在很多的楼梯设计采用面板与立板齐平式安装方式。

了面板的强度,由于面板的伸出量较/h,面板的强度得到了大大的增强,面板就没这么容易破损了。如果面板与立板齐平式安装的话,立板对面板的支撑强度更高,面板的前端更不易破损了。现在很多的楼梯设计采用面板与立板齐平式安装方式。

(4)改变磨边方式,小斜边+大斜边

图8的磨边方式很简单。上面为小斜边,下部为大斜边。上磨小斜边去掉了上棱边,减少了楼梯面板对行人的阻碍作用,也减少了行人对楼梯面板上部的磨擦、撞击,减少了楼梯面板的破损机率。

将下部以80°的倾斜角打磨进去,同样减少了外力的作用,减少了行人对楼梯面板的作用,减少石材面板破损。立板向内倾斜既是为了增加立体感和装饰效果,也是为减少行人力的作用,减少楼梯的负载,使力往水平、垂直方向分解。

(5)磨大圆边楼梯更美观

楼梯面板磨大圆边更美观,在许多的建筑物上看到楼梯面板磨大圆边非常常见,也很普遍,

(6)材料多选花岗石、少选或不选大理石

楼梯少选择或不选择大理石,更不要选择裂纹多的大理石做楼梯,洞石材料同样不适合做楼梯,尤其是室外楼梯,花岗石做楼梯是最好的选择。实际上我们看到建筑的楼梯也多以花岗石为主,尤其是室外的楼梯基本上以花岗石为主。

这是因为花岗石的物理化学性质稳定,材料的硬度、耐磨度、抗冲击强度好,更适合做室外的楼梯。在环境恶劣、气候条件差的地区花岗石做楼梯是绝佳材料。

(7)做好石材防护

做好石材防护,防止水、脏物、紫外线对石材表面的破坏,减少楼梯表面发生病变的机率。楼梯表面的脏物应及时清除,雨后积水要及时清扫掉。

(8)简化楼梯设计

一些设计人员在楼梯设计时认为边形设计越复杂越有美感。因此,他们的设计初衷并不是从楼梯的实用性、简单性、安全性考虑的。楼梯的设计要考虑效果、成本、髙效等,而不是做华而不实的东西。简化楼梯的设计主要是简化磨边方式,用磨45°斜边代替磨圆边;

简化立板加工,不做多层立体,尽量设计单层立板;楼梯面板不用粘接的方式加工,因为用粘接方式加工楼梯面板,易脱开,尤其是户外的面板。

图10的楼梯面板我认为很好,用30mm厚的面板磨10x10的45。斜边,简洁、方便、牢固、安全。

(9)楼梯防滑槽设计的考虑

楼梯防滑槽的设计有在楼梯表面粘防滑条方式;有在楼梯面板表面开防滑槽;有在楼梯面板上造防滑台阶,见图11;有开5x3防滑槽;有开5x3槽加防滑条;在楼梯前端打荔枝面、烧火烧面、做酸洗面、做喷砂面等粗面。图12的楼梯面板的防滑槽开得很宽,而且少,符合人体工学原理,而且由于槽浅、稀、不易崩边、开裂;

图13对楼梯面板进行喷砂造型,这种楼梯板极富有艺术性,装饰价值和艺术价值极高,防滑效果极好。

只是这种楼梯板的加工难度大,造价和成本高。防滑槽不能像图5开得如此密集,间距如此小,否则面板防滑槽处极易被行人踩坏。楼梯面板前端防滑槽边到面板的前端棱的距离不要小于20mm,槽宽不大于10mm,槽间距不小于20mmo这个细节设计者要认真对待。

(10)楼梯连接用钢筋或其它加固材料连接

两种材料拼接而成的楼梯板的改善是在相拼接处钻孔,用钢筋或其它连接材料将它们连接起来,并用干挂胶粘接。连接的长度不要短于50mm,每步楼梯板的连接件数量不少于2个。通过连接件加强了两件面板的强度。

(11)加宽两件拼接连接而成的楼梯的宽度

图6是两件不同材料加工而成的板,之所以脱落的另一个原因是前面黑色材料的板宽度过窄了,加之前段伸出太多以致于楼梯立板没有支撑在面板的中心线上,形成了类似悬臂梁的结构,导致前端楼梯的面板极易坠落,与相连接的面板脱开。将前端的楼梯面板加宽20mm以上,立板支撑在中心线之外,就不易与相连接的面板分开了。

(12)楼梯表面的形式

我个人认为楼梯的表面形式多采用粗面形式更好。但实际上我们看到很楼梯多采用光面的形式,尤其是商场、酒店、宾馆、地铁站、火车站、体育馆等公共场所的入口形式,这是非常危险的。光面形式的楼梯板在表面沾有雨水后磨擦力非常小,稍不小心就可能摔个四脚朝天,严重的话可能危及生命。粗面的楼梯安全性更高,摩擦力更大了,即使表面湿的情况下也不会构成威胁。

如果确实想要光面形式的楼梯来展现楼梯的美丽、可采用光面+粗面的形式。即楼梯前端与脚接触的那段用粗面,后段则用光面形式,这种混合面的效果也是很美丽的。

3、楼梯加工质量

(1)表面质量

石材表面裂纹修补好,且胶补的颜色与石材表面颜色基本一致,胶充填在裂纹里;石材表面有孔洞的,必须将胶充填到石材里,且修补处无明显的胶凹陷,与石材表面相平齐;光面表面无明显波浪,光度基本均匀;石材表面无大色斑、色线、明显的阴阳色;表面为粗糙面的楼梯板粗糙程度不能有明显的差别,粗糙程度基本一致。

(2)磨边质量

磨边形状大小一致,且表面无波浪、无磨痕印、表面没有被脏物污染;有拼接关系的磨边产品误差控制在0.5mm内,用手触摸无明显手感。

(3)粘接质量

楼梯前段磨边多通过粘接加厚来加工,目的是增加前段磨边的立体效果,但这种做法对粘接的质量要求很髙。粘接质量从以下几方面来衡量:粘接条的颜色与石材面板的颜色基本一致;粘接缝的颜色与石材的颜色基本一致;粘接条用干挂胶粘接,且粘接牢固,在外力冲击检验的情况下不易脱落,且脱落时胶与石材仍然粘接,粘接剂完全固化;胶缝的小于〇.5mm,且平直。

(4)拼接质量

有拼接关系的楼梯拼接时,相拼接的板按颜色过渡自然、协调,无明显的色差;厚度其本一致,误差控制在〇.5mm以内,无明显错台;边形大小基本一致,边形拼接误差控制在0.5mm以内。无明显的错台;面板表面开有防滑槽的,防滑槽拼接误差控制在0.5mm以内。无明显的错台

(5)板材厚度

楼梯板材面板的厚度以20mm为宜,至少不低于18mm,低于16mm的厚度禁用,尤其是裂纹多的石材更是禁用;板材厚度的偏差控制在±1mm内,有拼接关系的厚度偏差控制在±〇.5mm内。

(6)防滑条的加工质量

防滑条材质以不锈钢、铝条、铜条制成,严禁用铁条等易生锈、氧化的材料;防滑条埋藏的深度符合设计图纸的要求,且埋藏深度的偏差不超过1mm;防滑条露出表面的高度不宜髙于2mm,过髙可能影响行人的通行,或存在伤人的安全隐患;防滑的粘接必须使用环氧树脂胶;防滑条需要用整条,不能用拼接的方式粘接;有拼接关系的楼梯板防滑条拼接时无明显的错位、髙低差,如有偏差应控制在0.5mm内。

(7)防滑槽加工质量

防滑槽的深度符合设计图纸的要求,且深度偏差不超过1mm;防滑槽表面深度不宜深于2tmn,过深可能影响行人通行,或存在伤人隐患,且表面清洁不易做;有拼接关系的楼梯板防滑槽拼接时无明显的错位、髙低差,如有,偏差控制在〇.5mm内;防滑槽勿需要打磨抛光,如要,只需打磨抛光成哑光即可;防滑槽表面无崩边、锯齿边现象,如有,可以通过去毛刺处理;家庭室内楼梯防滑槽表面最好做〇.5mm的去毛刺处理,以防止防滑槽伤人手、脚。

(8)立板与面板粘接的质量

楼梯立板与面板粘接的,应符合加工单上图纸的要求。如果立板与面板垂直的,垂直度偏差-2度左右,也就是立板可以向内适当彳頭斜,不可向外倾斜;

立板与面板用干挂胶粘接,且粘接牢固,并用粘接块或钢筋等加固条加固;立板与面板粘接缝外露的,胶缝小于0.5mm,胶缝颜色与面板颜色基本一致;立板与面板的粘接建议不做齐平式粘接,因为粘接后粘接处需重新打磨抛光,工序麻烦。

(9)两件相粘接加工的面板加工质量

两件相粘接加工而成的面板加工质量表面要相平,最好背面也基本相平;相粘处的胶缝控制在1mm内;相粘处在面板的合适位置处钻孔或开槽,用钢筋或铝型材加固;用干挂胶相粘两件面板,面板粘接强度髙,不脱开;相粘的面板两端平齐,面板表面无明显错台和手感。

(10)材料选择

室外楼梯选择花岗石,室内楼梯面板选择裂纹少的大理石,洞石做楼梯面板时做无洞补胶处理,有条件的最好不选用洞石。

(11)楼梯的防水、防护质量

楼梯无论是室内还是室外均要做防水、防护处理。由于楼梯接触各种物质。

因此,防水、防护的质量要求高,选择好的防护剂对石材做防护,以保证楼梯不会发生石材病变。(本文得到了广东深圳裕荣原石石业发展有限公司晏辉高级工程师的指导,在此特表示诚挚的谢意!)

注:文章来源于

《石材》2019年2期

作者:谢东生

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