石材病（bìng）變與損壞的問題（tí）詳解——上海保潔公司【格瑞戴西】培訓資料

本文重（chóng）點闡（chǎn）述（shù）的（de）是石材護（hù）理，主要針對（duì）的就（jiù）是建築裝飾石材。石材的裝飾性能的優劣,主要是由石材的顏色、光澤、表麵花紋和可拚接性圖案來決定的（de）。石材的損壞（huài）、汙染及病變 直接影響了石材的（de）裝飾性能，如何進行有效的護理，增強石（shí）材的裝飾性能（néng），必須要（yào）先了解石材損壞的原因（yīn）。

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分為膠結料、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（zhōng）重要膠結料包括碳酸鹽（如CaCO3)、硫酸鹽（如（rú）CaSO4)、矽酸 鹽（yán）（如 3CaO • SiO2 • H20)、鋁（lǚ）酸鹽（如 3CaO • A12O3 •H20)、鐵鹽（如 4CaO • A12O3 • Fe2O3•&())等，重要集料包括石（shí）英砂（shā）SiO2、石灰岩砂（shā）CaCO3、纖維、玻璃纖維、輕（qīng）集料、 黏土、陶粒、珍珠（zhū）岩等，孔隙包括微孔（kǒng）隙（r<10_7m)、毛細孔隙（xì）（10_7m<r<10_4m)、 氣孔（kǒng）隙(r>10'4m)o

2.     石材的孔隙

石材（cái）內部的孔隙多種多樣，孔隙的（de）大小（即孔徑）由小到大可分為微孔隙、毛細孔隙和氣孔隙。

空隙的形狀可分為貫穿性孔隙、氣孔隙和憎水性（xìng）氣孔隙、和（hé）氣孔隙連接的毛（máo）細孔隙、封 閉性孔隙、盲孔隙、瓶頸式（shì）孔隙以及連接孔隙等。石材孔隙係統示（shì）意圖見圖2-4-1。

3.     石材吸水機製

石（shí）材的吸水機製與石材的孔隙密（mì）切相關，石材孔隙的直徑決定了（le）石（shí）材吸水機製。石材液 態水的吸收機製是主動式自願充填孔隙毛細水和被迫充（chōng）填孔隙滲（shèn）流水。而石材氣態水（shuǐ）的吸收機（jī）製是當空氣相對濕度達100%時的凝結作用，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隙，所以石材會吸收多種狀態的水，如液態水和氣態水，還會以不同形式吸（xī）收，如主動式的和被 動式的。石材吸水（shuǐ）機製（zhì）和孔隙關（guān）係如表2 -4 -5。

表2-4-5吸水機製和（hé）孔隙關係

孔隙直徑（米）

從上表中（zhōng）可以看（kàn）出，石材吸（xī）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（nán）易程度由難到易。而影響石材的吸水（shuǐ）多少即吸水率，主要與石材的（de）孔隙率、孔徑的大 小、孔隙的（de）形態等因素有關（guān）。如石材的孔（kǒng）隙率高，石（shí）材的吸水率就（jiù）高。石材孔隙的直徑大， 石材吸（xī）水的機（jī）率就大，且速度快。石材貫穿性孔隙發育好，石材從背麵及側麵（miàn）吸水的機率就 大（dà），但幹燥的速度也快。石材的氣孔隙、和氣孔隙連接的毛細孔隙、盲（máng）孔隙、連（lián）接孔隙發育 好，石材的吸水機率及吸水量就大。

石材吸水後的病害

水是石材最主要的病害或誘（yòu）因，石材由（yóu）於吸收水會產生凍融病害、水力膨脹與收縮、微 生物附生、水溶性汙染物的汙染等。石材由於吸收水（shuǐ）及溶於水中的有害物質（zhì）（水溶性鹽及 氣體）會產（chǎn）生鹽結晶病害、鹽水解病害及提高了由於吸濕作用而產生的平衡水蒸汽含量, 還會產生凍融鹽病害以及由於膠結（jié）料化學轉變形成可溶性鹽而減少膠結料含量等（děng）病害。

產生石材病變的原因

使石材產生（shēng）各種病變的原因很（hěn）多，歸納起來主（zhǔ）要有（yǒu）如下幾個方麵：

(一）從辯證的觀（guān）點來分

從辯證的觀點來（lái）分，產生石材病變（biàn）的主要原因可分為內因和外因。所謂（wèi）內因，即石材的 內部結構構造和化學成分引起的變化；所謂（wèi）外因，即（jí）開采加工方法、安（ān）裝施（shī）工工藝及使用環

境等因素的影響。

來自石（shí）材（cái）內部的原因

石材的內部結構構造：石材天然存在（zài）的微裂紋（wén）和孔隙

花崗石（火（huǒ）成岩）主要由石英、長石和雲母等組成，其凝固點分（fèn）別為（wéi）1723T、 1100T和9001左右，當岩漿凝固成岩石時，會發生相的分裂（liè），自然形成（chéng）顆粒和孔隙結構。

大理（lǐ）石（沉積岩和變質（zhì）岩）在（zài）地質沉積和重（chóng）結晶時形成的顆粒和孔隙。

其他天然石材大部（bù）分都有類似的顆（kē）粒和孔隙結構。

石材的微裂紋和孔隙結構是產生多種石材病變的主要原因。因為石材中天然存（cún）在的這種 微裂紋和孔隙結構，天長日久會吸（xī）附空氣中（zhōng）的細小塵埃和汙物，通過（guò）毛細作用而慢慢滲入石 材內部，從（cóng）而（ér）大大地降低了石材的裝飾性（xìng）能和使用壽命。石材顆粒越小，孔隙率越高，毛（máo）細 滲透作用和表麵（miàn）吸附作用就越強。

相對複雜的化學成分

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

石材的含鐵（tiě）量與鏽（xiù）黃斑有直（zhí）接（jiē）關係：石材一般都不同程（chéng）度地含有鐵的成分（鐵元素 在地殼中的平均含量為（wéi）4. 2%),受到潮氣的侵蝕會產生鏽黃（huáng）。石材中的含鐵量越高，鏽黃 越容易產生。

石材的鈣質成分（大理石、白雲石、灰岩等）與吐粉和（hé）起殼剝落等現象直接有關： 大多數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 鈣和碳酸鎂是相對比較穩定（dìng）的化合物，但某些堿性氧化（huà）物的化學性質不（bú）穩定，在潮濕的環境 下，易與空氣中的酸性（xìng）氧化物如二氧化碳、二氧化硫（liú）、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構，輕者會使（shǐ）石材表麵失去光（guāng）澤，甚至顏（yán）色褪變，出現斑痕，重 者會（huì）使天然石材硬度下（xià）降，表麵風（fēng）化剝落。

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

來自（zì）石材外部的（de）原因（yīn）

產生石（shí）材（cái）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（ān）裝石材所用的粘 結材料的影響和自然環境因素等。

開采加工的影響

如石材的裂紋可能與開采方法不當有關；加工所用的鐵質工具也可能為石材產（chǎn）生鏽黃留 下隱患，不適當的石材冷（lěng）卻液或許會汙染石材。

儲運過程的影響（xiǎng）

儲運過程中如果維護不當，所用（yòng）包裝材料也（yě）會使石材產生（shēng）鏽（xiù）斑及草繩黃等汙染。

安裝施工（gōng）工藝和粘結材料的影響

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

由於（yú）水泥水化後生成的某些鹽類具有吸濕性，滲人石材後會吸收空氣中（zhōng）的（de）水分而在 石材表（biǎo）麵形成水斑，嚴重影響美觀。

使用不當的（de）粘貼材料（liào），如（rú）某些石（shí）材粘貼膠，也可（kě）能使石材產生黃（huáng）變。

環境因素的影響

環境因素包括環境汙染、酸雨侵蝕及冰凍破壞等。自然環境中受汙染的空氣、酸雨和其 他一些人為的汙染物都會對石材造（zào）成汙染和（hé）腐蝕。另外，冰凍破（pò）壞也是一個不可忽視的環境 因素，因石材都具有吸水（shuǐ）性（即使是采用（yòng）幹掛施（shī）工的石材），在寒冷的冬天，因冰凍而加速 其風化（huà）過程，使其強度降低，不僅影響使用壽命，而且還會威脅到人身安全。

石材內部發生（shēng）的各種化學反應或物理作用幾乎都與水有關，盡管純淨穩態的水（shuǐ）不會破壞 石（shí）材，但水（shuǐ）往往是其他破壞因素的媒介。

(二）從病變原理來分

化學原因

石（shí）材內（nèi）部的元（yuán）素（sù）與外界環境中的氧氣（qì）、雨水、SO2、so3、co2等物（wù）質發生（shēng）化學反（fǎn）應（yīng）。

物理原因

施工中的（de）油漬、塗料、果汁等色素汙染及使用中的凍損。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（jìng）發生變化（huà），石材中的部分物質會失去 結晶水而（ér）變得幹燥、褪色。

生物原因

在存儲及使用過程中的苔癬、地衣等生物生長。

常見石材損壞原因

自然風化

天然石材（cái）長期處於大（dà）氣中，在自然生（shēng）態環境中受雨水及空氣中（zhōng）的（de）氮氧化合物、亞硫酸、 氯化（huà）銨、二氧化碳等化學物質（zhì）凍融循環，再因雨水及陽光紫外線的照射等過程，經過一段（duàn）時 間會自然氧化損壞，嚴重者甚至會（huì）導致褪色、脫落、開裂、粉（fěn）化、析白、麻麵等（děng）現象。

表麵粗（cū）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生成硬度（dù）較低、 易溶於水（shuǐ）的（de）多水硫酸鈣（CaSO4nH2O)，從而使石材表麵呈粉狀、粗糙。

表麵泛黃、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（chéng）不同色（sè）澤的化（huà）合物，與 石材（cái）結構在一（yī）起，很難清除：氧化鐵——黃色、鏽斑；堿式碳（tàn）酸銅——綠色；硫化物—— 黑色。

鹽類晶化

這種現象主要是因為屬強堿（jiǎn）性的水泥與大氣中（zhōng）的（de）酸性溶液反應而成碳酸鈉溶液，通過石 材（cái）的毛孔滲出到（dào）石材表麵後，與含（hán）有碳（tàn）酸的（de）潮氣進行（háng）中和反應（yīng），生成鹽類溶（róng）液，溶液中（zhōng）的（de）水 分揮發後，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，就會在（zài）石材 表麵大麵積的出（chū）現遇水溶解的現象。

凍融破裂

此類現象主要是因為石材內部的毛細孔和裂隙吸收了水分遇冷結冰所致（zhì），因為液態水結 冰後，體積膨賬11%左（zuǒ）右，這樣就對石（shí）材內部產（chǎn）生（shēng）很大的壓力（lì），而脹裂石材。多孔的石材 在冬季惡劣的氣候條件下更易發生這類情況。

黴化、藻化

該現象主要發生在石材內部水分和有機物質含量高的部位，它會直接導致石材（cái）變色，降 低石（shí）材（cái）的強度和使用壽命。

空洞、坑窩

空洞一般是晶洞，也（yě）可是易溶礦物溶解後形成的（de）砂眼、砂槽、坑窩，還可是層狀礦物或 石英顆粒，因它（tā）們與周圍礦物質硬度不同，在使用或日常磨損過（guò）程中，易剝落，形成凹坑， 影響石材的美觀與強度。

人（rén）為損壞

使用強酸堿清潔劑作（zuò）為日常石材清潔劑。因石材耐酸、堿（jiǎn）度較（jiào）低，容易腐蝕，使 用強酸堿清潔（jié）劑會使石（shí）材（cái）表麵失去光澤，常見於裝修（xiū）完工清理及日常清理工作。

硬物的碰（pèng）撞及刮花。由於石材硬度較低，容易受硬物損壞，如鋪於大堂中的石材, 通過客人把大量（liàng）的泥沙帶進大堂，因沙粒的硬度（dù）比石材硬度高出許多，沙粒在人體的重力作 用下與地（dì）麵反（fǎn）複摩擦（cā），很容易刮花其（qí）表麵。

液體汙染。由於石材普遍具（jù）有吸水性，而石材在新安（ān）裝（zhuāng）前，底部沒有作（zuò）好防水處 理，麵部沒有作（zuò）防汙處理，一些有色液體很容易通過底部（bù）或麵部滲人。

石材（cái）病症產生過程

石材（cái）病症產生於石（shí）材生產及使用的全過程。

開采（cǎi）過程：開采過程可能產生暗裂等病症。

加（jiā）工過程：加工過程可能產生變色、鏽斑、油漬汙染等病症。

運輸過程：運輸過程可能產生色素汙染（rǎn）、鏽跡等（děng）病症。

施工過程：施工過程可能產生水斑、鏽黃、油漬、油漆汙染等病（bìng）症。

使用過程：使用過（guò）程可能產生水斑、白華、鏽斑、色素汙（wū）染（rǎn）、苔癖、風化、凍（dòng）損、 變色、失光、剝落等病症。