二十多年来,随着我国建筑业的发展,石材装饰已成时尚。几乎所有大型建筑都或多或少地采用了石材装饰,石材为建筑物带来古朴自然和庄重豪华的外观,但是由于各种原因引起的石材污染也逐渐暴露出来,这些以前未料到的石材“病变”使越来越多的业主们困扰。
二十多年来,随着我国建筑业的发展,石材装饰已成时尚。几乎所有大型建筑都或多或少地采用了石材装饰,石材为建筑物带来古朴自然和庄重豪华的外观,但是由于各种原因引起的石材污染也逐渐暴露出来,这些以前未料到的石材“病变”使越来越多的业主们困扰。例如:经常见到的石材锈斑、白华、水斑、色斑、油斑等等污迹,这些“病变”大大破坏了石材原有的装饰效果,而清理它们具有相当难度,因为污迹已经深入石材的微孔隙中,不是普通的表面擦洗能够清理的,而打掉旧石材重新安装则耗资可观。多年来各大城市中的这类污迹斑斑的石材装饰面比比皆是,不仅有碍景观,也引起了不少麻烦甚至问题。
如何治理或清洗石材污迹?如何预防?已经成为普遍关注的问题。普遍的需求中孕育着商机,其中包括:
(1)技术,如:石材病变的诊断技术、治理或清洗技术、预防方法等;
(2)商品,如:各种专用清洗剂和防护剂的生产和销售,翻新和护理机械的生产和销售等;
(3)工程,如:清洗或治理工程,翻新工程,防护工程等;
(4)维护,如:使用规范,日常护理或保养等。
作为以上工作的基础,首先应该了解石材“病变”的原因。
2、石材病变的主要影响因素
石材被污染或发生病变的内因主要有两个:
(1)石材天然存在的微孔隙。
天然石材属于多孔材料,其天然存在的微孔隙(这里指广意的微孔隙,不同于学术上d<2nm的定义)包括成岩时形成的原生裂隙和地质变迁时形成的次生裂隙。例如:花岗岩主要由石英、长石和云母组成,各成分的凝固点分别为1723oC、1100oC和900oC左右,当岩浆凝固成岩石时,会发生分开,自然形成相对的颗粒并由此产生原生孔隙;大理石在地质沉积和重结晶时也会形成相对独立的颗粒和孔隙;其他天然石材大多都有类似现象。不同的石材其隙孔径的分布不同,当孔径介于10-7~10-4m之间时毛细作用发生,各种天然石材的毛细吸水作用和孔隙的表面吸附作用是导致石材病变发生和难以清理的主要内部原因。另外,石材孔隙的形态也是影响病变的重要因素。例如:许多花岗岩的贯通性孔隙(通孔)率很高,贯通性孔隙是导致石材“水斑”的重要原因;而一些石灰岩的封闭性孔隙(盲孔)率较高,石材“吐粉”现象就与此有关。典型花岗岩的颗粒和孔隙见图1;典型石灰岩的颗粒和孔隙见图2。
(2)石材相对复杂的化学成份。
相对于其他建筑材料,石材的种类和化学成分复杂得多。通常所称的大理石、花岗石、板石等既不是特定的矿物,也不是特定的岩石,而是石材品种大类的商业划分。某些石材的化学成分容易与环境中的物质发生作用,产生侵蚀或变异现象。例如:石材的含铁量与“锈黄斑”有直接关系;石材的碳酸盐成分(大理岩、白云岩、石灰岩等)与表面粉化有关;石材的碳酸镁分布和石面孔洞的形成有联系。
石材病变的外因主要来自以下三个方面:
(1)水份,石材内部发生的各种化学反应或物理作用几乎都与水有关。尽管纯净稳态的水不会破坏石材,水往往是其他破坏因素的媒介;
(2)环境中污物的渗入或侵蚀,其中酸雨的影响不可小视;
(3)开采、切锯、磨抛、搬运、安装和维护等施工措施不当而造成。
特定环境条件下的特殊作用导致了各种不同类型的石材病变,下面我们将结合具体条件加以说明。