石材病變與損（sǔn）壞的問題詳解（jiě）——上海保潔公（gōng）司（sī）【格瑞（ruì）戴西】培訓資料

本文（wén）重點闡述的是（shì）石材護理，主要針對的就是建築裝飾石材。石材（cái）的裝飾性能（néng）的優（yōu）劣,主（zhǔ）要是由石材的顏色、光澤、表麵花紋和可拚接性圖案來決定的。石材的（de）損壞、汙染及病變 直接影響（xiǎng）了石材的（de）裝飾（shì）性能，如何進行（háng）有效的護理，增強石材的裝飾性能，必須要先了解石材損壞的原因。

石材具有吸水機製

1.     石材的結構構造

從材料學的角度將石材簡單（dān）分（fèn）為膠結料、集料和孔隙三部分，即石材是由膠結料、集料和孔隙三部分組成。其中重要膠結料包括碳酸鹽（如CaCO3)、硫酸鹽（如CaSO4)、矽酸 鹽（yán）（如 3CaO • SiO2 • H20)、鋁酸鹽（如 3CaO • A12O3 •H20)、鐵鹽（如 4CaO • A12O3 • Fe2O3•&())等，重要（yào）集料包（bāo）括石英（yīng）砂SiO2、石灰岩砂CaCO3、纖維、玻璃纖維、輕集料、 黏（nián）土、陶粒、珍珠岩等，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（kōng）隙的形狀可分為貫穿性（xìng）孔隙、氣孔隙和憎（zēng）水性氣孔隙、和氣孔隙連接的毛細孔隙、封 閉性孔隙（xì）、盲孔隙、瓶頸式孔隙以及連接孔隙等。石材孔隙係統示意圖見圖（tú）2-4-1。

3.     石材吸水機製

石（shí）材的吸水（shuǐ）機製與石材的孔隙（xì）密切相關，石材孔隙的直（zhí）徑決定了石材吸水機製。石材液 態（tài）水的吸收機製（zhì）是主動式自願充填孔隙毛細水和被迫充填孔隙滲流（liú）水（shuǐ）。而石材氣態水的（de）吸收機製是當（dāng）空氣相對濕度達100%時的凝結（jié）作用，空氣相對（duì）濕度< 100%時的毛細凝結作用， 以及空氣相對濕度>50%時的吸濕作用（和石材鹽含量有關）。由於石材存在著多種孔（kǒng）隙，所以石材會吸收多種狀態的水，如液態水和氣態（tài）水，還會以不同形（xíng）式吸收，如主動式的和被 動式的。石材吸水（shuǐ）機製和孔隙關係如表2 -4 -5。

表（biǎo）2-4-5吸水機製和孔隙關係

孔隙直徑（米）

從上表（biǎo）中可以看出，石材吸水是（shì）隨著石材孔（kǒng）徑由小（xiǎo）變大而由兩（liǎng）種模式到四種模式，石材 吸水難易（yì）程度由難到易。而影響石材的吸水多少即吸水率（lǜ），主要與石材的孔隙率、孔徑的大 小、孔隙的（de）形態等因（yīn）素有關。如石材的孔隙率高，石（shí）材的吸水率就高。石材孔隙的直徑大， 石材吸水的機率就大，且速度快。石材貫穿性孔隙發育好，石（shí）材（cái）從背麵及側（cè）麵吸水的機率就 大，但（dàn）幹燥（zào）的（de）速度也快。石材的氣（qì）孔隙、和氣孔隙連接的毛細孔隙、盲孔隙、連接孔隙發育（yù） 好，石材的吸水（shuǐ）機率及吸水量就大。

石材吸水後的病害

水是石材最主要的病害或誘（yòu）因（yīn），石材由（yóu）於吸收水（shuǐ）會產生凍融病害、水（shuǐ）力膨脹與收縮、微 生物附（fù）生、水溶性汙染物的汙染等。石材由於吸收水及溶於水中的有害物質（水（shuǐ）溶性鹽及 氣（qì）體）會產生鹽（yán）結（jié）晶病害、鹽水解病害及（jí）提高了由於吸濕作用而產生的平衡水蒸汽（qì）含量, 還會產生凍（dòng）融鹽病害以及由於膠結料化學轉變形成可溶性鹽而（ér）減少膠結料含量等病（bìng）害。

產（chǎn）生石材病變的原（yuán）因

使石材產生各種病變的（de）原因很多，歸納起來主要（yào）有如（rú）下幾個方麵：

(一）從辯證的觀點來分

從辯證的（de）觀點（diǎn）來分，產（chǎn）生石材病變（biàn）的主要原因可分為內因和外因。所謂內因（yīn），即石材的 內部結構構造和化（huà）學成分引起的變化；所謂外因，即開采加（jiā）工方法、安裝施工工藝及使用環

境（jìng）等因素的影響。

來自（zì）石（shí）材內部的原因

石材的內部（bù）結構構造：石材天然存在的（de）微裂紋和孔隙

花崗石（火成岩）主要由石英（yīng）、長石和雲母等組成（chéng），其凝（níng）固（gù）點分別為1723T、 1100T和9001左右，當岩漿凝固（gù）成（chéng）岩石時，會發生相的分裂，自然形（xíng）成顆粒和孔隙結構。

大（dà）理石（沉積岩和變質岩）在地質沉積和（hé）重結晶時形成的顆粒和（hé）孔隙（xì）。

其他天然石材大部（bù）分都有類似的顆粒和孔隙結構。

石材的微裂紋和孔隙結構（gòu）是產生多種石材病變的主要原因。因為石材中天然存在的這種 微裂紋（wén）和孔隙結構，天（tiān）長日（rì）久會吸附空氣中的細小塵埃和汙物，通過毛細作用而慢（màn）慢滲入石 材內部，從而大大地降低了石材的裝飾性能和使用壽命（mìng）。石材（cái）顆粒越小，孔隙率越高，毛細 滲透（tòu）作用和表麵吸（xī）附作用就越（yuè）強。

相對複雜（zá）的化（huà）學成分

石材的成分比較複雜，有些成分化學性（xìng）質不穩定，容易與外界環境的物質發生作用，使 石材產生侵蝕或變異（yì）現象。

石材的含鐵量與鏽黃斑有直接關係：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%),受到潮氣的侵蝕會產生（shēng）鏽黃。石材中的含鐵量越高，鏽黃 越容易產生。

石材的鈣（gài）質成分（大（dà）理石、白雲石、灰岩等）與吐粉和起（qǐ）殼剝落等現象直接有關： 大多數天然大理（lǐ）石的主（zhǔ）要成分（fèn）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（měi）是相對比較穩定的化合物，但某些堿性氧化物的化學性質不穩定，在潮濕的環境 下，易與空氣中（zhōng）的酸性（xìng）氧化物（wù）如二氧化碳、二氧化（huà）硫、三氧化硫、二氧化氮等發生化學反應 而改變大理石內部的物理結（jié）構，輕者會使石材表麵失去光澤，甚至顏（yán）色褪變，出現（xiàn）斑痕，重 者會使天然石材硬度下降，表麵（miàn）風化剝（bāo）落。

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

來自（zì）石（shí）材外部的原因

產生石材病變的外部原因很多，如開采加工和儲運過程中維護不當、安裝石材所用的粘 結材料的影響和自（zì）然環境因素等。

開采加（jiā）工的影響

如石材的裂紋可（kě）能與開采方法不當（dāng）有關；加工所用（yòng）的鐵質工具也可能為石材產生（shēng）鏽黃留 下隱（yǐn）患，不適當的石材冷卻液或許會汙染石材。

儲運過程的影響

儲運（yùn）過程中如果維護不當，所用包裝材料也會使石材產生鏽斑及草繩黃等汙染。

安裝施工工藝和粘結材料的（de）影響

如果（guǒ）安裝石材時采用（yòng）水泥（ní）砂漿粘（zhān）貼（tiē）的濕貼法施工，則水泥中的堿性可溶性物質會因 雨水的侵蝕而（ér）沿著石材的毛細孔滲出到表麵，而堿性化合物如Ca(OH)2、Mg(OH)2等會與（yǔ） 空氣中的氧化物如CO2、SO2、SO3等發生化學反應，生成CaCO3、CaSO4在石材表麵結晶， 形成鹽析泛堿現象。

由於水（shuǐ）泥水化後生（shēng）成的某（mǒu）些鹽類具（jù）有（yǒu）吸濕性，滲人石材後會吸收（shōu）空氣中的水分而在 石材表麵形成水斑，嚴重影（yǐng）響美觀。

使用不當的粘貼材（cái）料，如某些石材粘（zhān）貼膠，也可能（néng）使石材產生黃（huáng）變。

環境因素的影響

環境因素包括環（huán）境（jìng）汙染、酸雨（yǔ）侵蝕及冰凍破壞等。自然環境（jìng）中受汙染的空氣、酸雨和其 他一些人為的汙（wū）染物都會（huì）對石材造成汙染和腐蝕。另外，冰凍破壞也是一個不可忽視的環境 因素（sù），因石材都具有吸水性（即使是采用幹掛施工的石材），在寒冷（lěng）的冬天（tiān），因冰凍而加速 其風化過程，使其強度降（jiàng）低，不僅影響（xiǎng）使用壽命，而且還會威脅到人身（shēn）安全。

石材內部發生的各種化學（xué）反應或物理作用幾乎都與（yǔ）水有關，盡管純淨穩態（tài）的水不會破（pò）壞 石材，但水往往是其他破（pò）壞因素的媒介。

(二）從病變原理來分（fèn）

化學原因

石材內部的元素與外界環境中的氧氣、雨水、SO2、so3、co2等物質發（fā）生化學反應。

物理原因

施工中的油漬、塗料、果汁等色素汙染及使用（yòng）中的凍損。另外，石材在被開采（cǎi）加工前， 處於封閉隔絕空氣的狀態，在被開采加工後，自然環境發生變化，石材中（zhōng）的部（bù）分物質會失去（qù） 結晶水而變得幹燥、褪（tuì）色。

生物原因

在存儲及使用過程中的苔（tái）癬、地衣等（děng）生物生長。

常見石材損壞原因

自然風化

天然（rán）石材長期處於大氣中（zhōng），在自然生態環境中（zhōng）受雨（yǔ）水及空氣中的氮氧化合物、亞硫酸、 氯化銨、二氧化（huà）碳（tàn）等化學物質凍融循環（huán），再因（yīn）雨水及陽光紫外（wài）線的照射等過程，經過一段時 間會自然（rán）氧化損壞，嚴重者（zhě）甚至（zhì）會導致褪色、脫落、開裂、粉化、析白、麻麵等現象（xiàng）。

表麵粗糙、粉（fěn）狀（zhuàng）

空氣中（zhōng）的二氧（yǎng）化硫與水作用（yòng）生成（chéng）亞（yà）硫酸，亞硫酸與大理石中碳酸鹽反應生成硬（yìng）度（dù）較低、 易溶於水的多水硫酸鈣（CaSO4nH2O)，從而使石材表麵呈粉（fěn）狀、粗糙。

表（biǎo）麵（miàn）泛黃、變色

不同色澤的石材中含有不同的金（jīn）屬（shǔ）離子，其與水、空氣接觸形成不同色澤的化合物，與 石材（cái）結構（gòu）在一起，很難（nán）清除：氧化鐵——黃色、鏽斑；堿式碳（tàn）酸銅——綠（lǜ）色；硫化物—— 黑色（sè）。

鹽類晶化（huà）

這種現象主要是因為屬強堿性的水泥（ní）與大氣中的酸性溶（róng）液反應而成碳（tàn）酸鈉溶液，通過石 材的毛孔（kǒng）滲出到石材表麵後，與含有碳酸的潮氣（qì）進行（háng）中和反應，生成鹽類溶液，溶液中（zhōng）的水 分揮發後，就形成鹽（yán）類晶化，一遇雨天、陰濕天氣或大氣中水分（fèn）含量高的（de）天氣，就會在石材 表麵大麵積的出現遇水溶解的現（xiàn）象。

凍融（róng）破裂

此類現象（xiàng）主要是因為石材（cái）內部的毛細孔和裂隙吸收了水（shuǐ）分（fèn）遇冷結冰所（suǒ）致，因為液態（tài）水結 冰後，體積膨賬11%左右，這樣就對石材內（nèi）部產生很大的壓力（lì），而脹裂石材。多孔的石（shí）材 在冬季惡劣（liè）的氣候條件下更易發（fā）生這類情（qíng）況。

黴化、藻化

該現象主要發生在石材內部水分和有機（jī）物質含量（liàng）高的（de）部位（wèi），它會直接（jiē）導致石材變色，降 低石材的強度和使用壽命。

空洞、坑窩

空洞一般是晶洞，也可是易溶礦物溶解後形成的砂眼、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硬度不（bú）同，在使用或日（rì）常（cháng）磨（mó）損過程中，易剝落，形成凹坑， 影響石材的美觀與強度。

人為損壞

使用強酸（suān）堿清潔劑作為日常石材清（qīng）潔劑。因（yīn）石材耐酸、堿（jiǎn）度較低，容易腐蝕，使 用強酸堿清潔劑會使石材表麵失去（qù）光澤（zé），常見於裝修完工清理及日常清理工作。

硬物的碰撞及刮花。由於石材硬度較低，容易受硬物（wù）損壞，如鋪於大堂中的石材, 通過客人（rén）把大量的泥沙帶進大堂，因沙粒的硬度比石材（cái）硬度高出（chū）許多，沙粒（lì）在人體的重力作 用下與地麵反複摩擦，很容易刮花其表麵。

液體汙（wū）染。由於石材普遍具有吸（xī）水性，而石（shí）材在新安裝前，底部（bù）沒有作好防水處 理，麵部沒有作防汙處理，一些有色液體很容易通過（guò）底部或（huò）麵部滲人。

石材病症產生過程

石材病症產生於石材生產及使用的全過程。

開采（cǎi）過程：開采（cǎi）過程可能產生暗裂等病症。

加工過程：加工（gōng）過程可能產生變色、鏽（xiù）斑、油漬汙染等（děng）病症。

運輸過程：運輸過程可能產生（shēng）色素汙染、鏽跡等病症。

施工過程：施工過程可能產生水斑、鏽（xiù）黃、油漬、油漆汙染等病症。

使用過程：使用過程（chéng）可能產生（shēng）水斑、白華、鏽斑、色（sè）素汙染、苔（tái）癖、風化、凍損、 變色、失光、剝落等病症。