石材的物理風化由於是自然界對石材的反覆交替地進行,也有稱石材的機械風化。石材在開採前和使用後,因受自然環境冷熱、雨雪、霧霜、輻射、地震等交替進行,使巖石的顆粒結構之間發生斷裂、移位、拉開、折皺等形態變化,而局部的變化由表面逐漸向裡,由小變大,由邊部到中心、由粗變細,終使石材變成鬆散、破碎狀態,隨著石材這些狀態的持續擴大,整個石材的物理性能,如密度、強度、吸水率等發生變化,使用功能下降。石材的物理風化為石材的化學風化進一步奠定了基礎,也為石材徹底的化學風化創造了前提條件,石材的物理風化類型主要如下。
(1)凍融風化
在寒冷地區,由於晝夜溫度變化較大,石材內和外表的水分在石材的孔洞、縫隙、裝飾縫、安裝縫之間交替凍結—融化—再凍結—再融化,由於水與冰的膨脹與收縮力反覆進行,終造成石材表面和近表面的結構鬆動與裂隙,使石材碎裂。石材的凍融風化發生在石材孔洞較大,吸水率較大,密度相對小的品種上比較明顯。了解這類石材的凍融風化性能有利於在設計時避開它的缺陷,選擇耐凍融的石材品種。
(2)熱能風化
熱能風化除在開採時有此現象出現外,如火焰切割、火藥分裂。在裝飾裝修時也同樣存在,比如石材裝修在熱力管道、廚房操作臺等,因溫度反覆升降(冷凍不在此例),石材中部分成分褪色、粗糙、變酥,導致石材風化。
(3)幹寒風化
它是類似於熱能風化的又一種,只是幹寒的溫度大大低於熱能的溫度。
(4)生物風化
它是自然界裡的植物根系生長在石材的孔洞、裂隙中,因植物根系的生長將石材撐脹、擠壓,使石材破壞。
(5)風能風化
主要表現在強風並由風力帶動的砂粒對石材的撞擊而引起的對石材表面光澤度下降,粗糙、微結構顆粒脫落等。在建築和裝飾石材與地面接觸部位這種現象尤為明顯。因此,在易遭受強風、砂粒、磨損大的衝擊處安裝粗面石材,如火燒板、蘑菇石、噴砂板、仿古石等是一種現實又明智之舉。