石材病變與損壞的問題詳解——上海保潔公司【格瑞戴西】培訓(xùn)資料

本文重點(diǎn)闡述的是石材護(hù)理，主要針對(duì)的就是建筑裝飾石材。石材的裝飾性能的優(yōu)劣,主要是由石材的顏色、光澤、表面花紋和可拼接性圖案來決定的。石材的損壞、污染及病變 直接影響了石材的裝飾性能，如何進(jìn)行有效的護(hù)理，增強(qiáng)石材的裝飾性能，必須要先了解石材損壞的原因。

石材具有吸水機(jī)制

1.     石材的結(jié)構(gòu)構(gòu)造

從材料學(xué)的角度將石材簡單分為膠結(jié)料、集料和孔隙三部分，即石材是由膠結(jié)料、集料和孔隙三部分組成。其中重要膠結(jié)料包括碳酸鹽（如CaCO3)、硫酸鹽（如CaSO4)、硅酸 鹽（如 3CaO ? SiO2 ? H20)、鋁酸鹽（如 3CaO ? A12O3 ?H20)、鐵鹽（如 4CaO ? A12O3 ? Fe2O3?&())等，重要集料包括石英砂SiO2、石灰?guī)r砂CaCO3、纖維、玻璃纖維、輕集料、 黏土、陶粒、珍珠巖等，孔隙包括微孔隙（r<10_7m)、毛細(xì)孔隙（10_7m<r<10_4m)、 氣孔隙(r>10'4m)o

2.     石材的孔隙

石材內(nèi)部的孔隙多種多樣，孔隙的大小（即孔徑）由小到大可分為微孔隙、毛細(xì)孔隙和氣孔隙。

空隙的形狀可分為貫穿性孔隙、氣孔隙和憎水性氣孔隙、和氣孔隙連接的毛細(xì)孔隙、封 閉性孔隙、盲孔隙、瓶頸式孔隙以及連接孔隙等。石材孔隙系統(tǒng)示意圖見圖2-4-1。

3.     石材吸水機(jī)制

石材的吸水機(jī)制與石材的孔隙密切相關(guān)，石材孔隙的直徑?jīng)Q定了石材吸水機(jī)制。石材液 態(tài)水的吸收機(jī)制是主動(dòng)式自愿充填孔隙毛細(xì)水和被迫充填孔隙滲流水。而石材氣態(tài)水的吸收機(jī)制是當(dāng)空氣相對(duì)濕度達(dá)100%時(shí)的凝結(jié)作用，空氣相對(duì)濕度< 100%時(shí)的毛細(xì)凝結(jié)作用， 以及空氣相對(duì)濕度>50%時(shí)的吸濕作用（和石材鹽含量有關(guān)）。由于石材存在著多種孔隙，所以石材會(huì)吸收多種狀態(tài)的水，如液態(tài)水和氣態(tài)水，還會(huì)以不同形式吸收，如主動(dòng)式的和被 動(dòng)式的。石材吸水機(jī)制和孔隙關(guān)系如表2 -4 -5。

表2-4-5吸水機(jī)制和孔隙關(guān)系

孔隙直徑（米）

從上表中可以看出，石材吸水是隨著石材孔徑由小變大而由兩種模式到四種模式，石材 吸水難易程度由難到易。而影響石材的吸水多少即吸水率，主要與石材的孔隙率、孔徑的大 小、孔隙的形態(tài)等因素有關(guān)。如石材的孔隙率高，石材的吸水率就高。石材孔隙的直徑大， 石材吸水的機(jī)率就大，且速度快。石材貫穿性孔隙發(fā)育好，石材從背面及側(cè)面吸水的機(jī)率就 大，但干燥的速度也快。石材的氣孔隙、和氣孔隙連接的毛細(xì)孔隙、盲孔隙、連接孔隙發(fā)育 好，石材的吸水機(jī)率及吸水量就大。

石材吸水后的病害

水是石材最主要的病害或誘因，石材由于吸收水會(huì)產(chǎn)生凍融病害、水力膨脹與收縮、微 生物附生、水溶性污染物的污染等。石材由于吸收水及溶于水中的有害物質(zhì)（水溶性鹽及 氣體）會(huì)產(chǎn)生鹽結(jié)晶病害、鹽水解病害及提高了由于吸濕作用而產(chǎn)生的平衡水蒸汽含量, 還會(huì)產(chǎn)生凍融鹽病害以及由于膠結(jié)料化學(xué)轉(zhuǎn)變形成可溶性鹽而減少膠結(jié)料含量等病害。

產(chǎn)生石材病變的原因

使石材產(chǎn)生各種病變的原因很多，歸納起來主要有如下幾個(gè)方面：

(一）從辯證的觀點(diǎn)來分

從辯證的觀點(diǎn)來分，產(chǎn)生石材病變的主要原因可分為內(nèi)因和外因。所謂內(nèi)因，即石材的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造和化學(xué)成分引起的變化；所謂外因，即開采加工方法、安裝施工工藝及使用環(huán)

境等因素的影響。

來自石材內(nèi)部的原因

石材的內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)造：石材天然存在的微裂紋和孔隙

花崗石（火成巖）主要由石英、長石和云母等組成，其凝固點(diǎn)分別為1723T、 1100T和9001左右，當(dāng)巖漿凝固成巖石時(shí)，會(huì)發(fā)生相的分裂，自然形成顆粒和孔隙結(jié)構(gòu)。

大理石（沉積巖和變質(zhì)巖）在地質(zhì)沉積和重結(jié)晶時(shí)形成的顆粒和孔隙。

其他天然石材大部分都有類似的顆粒和孔隙結(jié)構(gòu)。

石材的微裂紋和孔隙結(jié)構(gòu)是產(chǎn)生多種石材病變的主要原因。因?yàn)槭闹刑烊淮嬖诘倪@種 微裂紋和孔隙結(jié)構(gòu)，天長日久會(huì)吸附空氣中的細(xì)小塵埃和污物，通過毛細(xì)作用而慢慢滲入石 材內(nèi)部，從而大大地降低了石材的裝飾性能和使用壽命。石材顆粒越小，孔隙率越高，毛細(xì) 滲透作用和表面吸附作用就越強(qiáng)。

相對(duì)復(fù)雜的化學(xué)成分

石材的成分比較復(fù)雜，有些成分化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易與外界環(huán)境的物質(zhì)發(fā)生作用，使 石材產(chǎn)生侵蝕或變異現(xiàn)象。

石材的含鐵量與銹黃斑有直接關(guān)系：石材一般都不同程度地含有鐵的成分（鐵元素 在地殼中的平均含量為4. 2%),受到潮氣的侵蝕會(huì)產(chǎn)生銹黃。石材中的含鐵量越高，銹黃 越容易產(chǎn)生。

石材的鈣質(zhì)成分（大理石、白云石、灰?guī)r等）與吐粉和起殼剝落等現(xiàn)象直接有關(guān)： 大多數(shù)天然大理石的主要成分為碳酸鹽，如碳酸鈣和碳酸鎂，還有少量的堿性氧化物。碳酸 鈣和碳酸鎂是相對(duì)比較穩(wěn)定的化合物，但某些堿性氧化物的化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在潮濕的環(huán)境 下，易與空氣中的酸性氧化物如二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮等發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 而改變大理石內(nèi)部的物理結(jié)構(gòu)，輕者會(huì)使石材表面失去光澤，甚至顏色褪變，出現(xiàn)斑痕，重 者會(huì)使天然石材硬度下降，表面風(fēng)化剝落。

硅酸鹽礦物容易遭到堿性物質(zhì)的破壞，而碳酸鹽礦物極易遭到酸性物質(zhì)的腐蝕。

來自石材外部的原因

產(chǎn)生石材病變的外部原因很多，如開采加工和儲(chǔ)運(yùn)過程中維護(hù)不當(dāng)、安裝石材所用的粘 結(jié)材料的影響和自然環(huán)境因素等。

開采加工的影響

如石材的裂紋可能與開采方法不當(dāng)有關(guān)；加工所用的鐵質(zhì)工具也可能為石材產(chǎn)生銹黃留 下隱患，不適當(dāng)?shù)氖睦鋮s液或許會(huì)污染石材。

儲(chǔ)運(yùn)過程的影響

儲(chǔ)運(yùn)過程中如果維護(hù)不當(dāng)，所用包裝材料也會(huì)使石材產(chǎn)生銹斑及草繩黃等污染。

安裝施工工藝和粘結(jié)材料的影響

如果安裝石材時(shí)采用水泥砂漿粘貼的濕貼法施工，則水泥中的堿性可溶性物質(zhì)會(huì)因 雨水的侵蝕而沿著石材的毛細(xì)孔滲出到表面，而堿性化合物如Ca(OH)2、Mg(OH)2等會(huì)與 空氣中的氧化物如CO2、SO2、SO3等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成CaCO3、CaSO4在石材表面結(jié)晶， 形成鹽析泛堿現(xiàn)象。

由于水泥水化后生成的某些鹽類具有吸濕性，滲人石材后會(huì)吸收空氣中的水分而在 石材表面形成水斑，嚴(yán)重影響美觀。

使用不當(dāng)?shù)恼迟N材料，如某些石材粘貼膠，也可能使石材產(chǎn)生黃變。

環(huán)境因素的影響

環(huán)境因素包括環(huán)境污染、酸雨侵蝕及冰凍破壞等。自然環(huán)境中受污染的空氣、酸雨和其 他一些人為的污染物都會(huì)對(duì)石材造成污染和腐蝕。另外，冰凍破壞也是一個(gè)不可忽視的環(huán)境 因素，因石材都具有吸水性（即使是采用干掛施工的石材），在寒冷的冬天，因冰凍而加速 其風(fēng)化過程，使其強(qiáng)度降低，不僅影響使用壽命，而且還會(huì)威脅到人身安全。

石材內(nèi)部發(fā)生的各種化學(xué)反應(yīng)或物理作用幾乎都與水有關(guān)，盡管純凈穩(wěn)態(tài)的水不會(huì)破壞 石材，但水往往是其他破壞因素的媒介。

(二）從病變?cè)韥矸?/span>

化學(xué)原因

石材內(nèi)部的元素與外界環(huán)境中的氧氣、雨水、SO2、so3、co2等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

物理原因

施工中的油漬、涂料、果汁等色素污染及使用中的凍損。另外，石材在被開采加工前， 處于封閉隔絕空氣的狀態(tài)，在被開采加工后，自然環(huán)境發(fā)生變化，石材中的部分物質(zhì)會(huì)失去 結(jié)晶水而變得干燥、褪色。

生物原因

在存儲(chǔ)及使用過程中的苔癬、地衣等生物生長。

常見石材損壞原因

自然風(fēng)化

天然石材長期處于大氣中，在自然生態(tài)環(huán)境中受雨水及空氣中的氮氧化合物、亞硫酸、 氯化銨、二氧化碳等化學(xué)物質(zhì)凍融循環(huán)，再因雨水及陽光紫外線的照射等過程，經(jīng)過一段時(shí) 間會(huì)自然氧化損壞，嚴(yán)重者甚至?xí)?dǎo)致褪色、脫落、開裂、粉化、析白、麻面等現(xiàn)象。

表面粗糙、粉狀

空氣中的二氧化硫與水作用生成亞硫酸，亞硫酸與大理石中碳酸鹽反應(yīng)生成硬度較低、 易溶于水的多水硫酸鈣（CaSO4nH2O)，從而使石材表面呈粉狀、粗糙。

表面泛黃、變色

不同色澤的石材中含有不同的金屬離子，其與水、空氣接觸形成不同色澤的化合物，與 石材結(jié)構(gòu)在一起，很難清除：氧化鐵——黃色、銹斑；堿式碳酸銅——綠色；硫化物—— 黑色。

鹽類晶化

這種現(xiàn)象主要是因?yàn)閷購?qiáng)堿性的水泥與大氣中的酸性溶液反應(yīng)而成碳酸鈉溶液，通過石 材的毛孔滲出到石材表面后，與含有碳酸的潮氣進(jìn)行中和反應(yīng)，生成鹽類溶液，溶液中的水 分揮發(fā)后，就形成鹽類晶化，一遇雨天、陰濕天氣或大氣中水分含量高的天氣，就會(huì)在石材 表面大面積的出現(xiàn)遇水溶解的現(xiàn)象。

凍融破裂

此類現(xiàn)象主要是因?yàn)槭膬?nèi)部的毛細(xì)孔和裂隙吸收了水分遇冷結(jié)冰所致，因?yàn)橐簯B(tài)水結(jié) 冰后，體積膨賬11%左右，這樣就對(duì)石材內(nèi)部產(chǎn)生很大的壓力，而脹裂石材。多孔的石材 在冬季惡劣的氣候條件下更易發(fā)生這類情況。

霉化、藻化

該現(xiàn)象主要發(fā)生在石材內(nèi)部水分和有機(jī)物質(zhì)含量高的部位，它會(huì)直接導(dǎo)致石材變色，降 低石材的強(qiáng)度和使用壽命。

空洞、坑窩

空洞一般是晶洞，也可是易溶礦物溶解后形成的砂眼、砂槽、坑窩，還可是層狀礦物或 石英顆粒，因它們與周圍礦物質(zhì)硬度不同，在使用或日常磨損過程中，易剝落，形成凹坑， 影響石材的美觀與強(qiáng)度。

人為損壞

使用強(qiáng)酸堿清潔劑作為日常石材清潔劑。因石材耐酸、堿度較低，容易腐蝕，使 用強(qiáng)酸堿清潔劑會(huì)使石材表面失去光澤，常見于裝修完工清理及日常清理工作。

硬物的碰撞及刮花。由于石材硬度較低，容易受硬物損壞，如鋪于大堂中的石材, 通過客人把大量的泥沙帶進(jìn)大堂，因沙粒的硬度比石材硬度高出許多，沙粒在人體的重力作 用下與地面反復(fù)摩擦，很容易刮花其表面。

液體污染。由于石材普遍具有吸水性，而石材在新安裝前，底部沒有作好防水處 理，面部沒有作防污處理，一些有色液體很容易通過底部或面部滲人。

石材病癥產(chǎn)生過程

石材病癥產(chǎn)生于石材生產(chǎn)及使用的全過程。

開采過程：開采過程可能產(chǎn)生暗裂等病癥。

加工過程：加工過程可能產(chǎn)生變色、銹斑、油漬污染等病癥。

運(yùn)輸過程：運(yùn)輸過程可能產(chǎn)生色素污染、銹跡等病癥。

施工過程：施工過程可能產(chǎn)生水斑、銹黃、油漬、油漆污染等病癥。

使用過程：使用過程可能產(chǎn)生水斑、白華、銹斑、色素污染、苔癖、風(fēng)化、凍損、 變色、失光、剝落等病癥。