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一、水斑的形成

石材經(jīng)采用濕貼或灌漿法施工后，往往容易在石材表面留下大片水漬的痕跡，輕者會在一、二個月內(nèi)自行消失，而重者則會形成潰瘍，永遠不會消退。這種長期潰留在石材表面的潮濕痕跡，我們將其稱之為水斑。

石材水斑的形成過程及因素相當復(fù)雜，但大體上來講，主要由以下幾個原因引起：

1、水泥中的堿質(zhì)含量過高。

2、石材中具活化性硅酸成份過高。

3、施工過程中使用了過多的水分。

在條件具備時，石材中的具活化性的硅質(zhì)會與水泥中的堿質(zhì)發(fā)生膨脹性的化學反應(yīng)而形成一種具吸濕性的膠狀物質(zhì)，即堿-硅膠體。這種膠體會吸收大量的水分而變成溶液，且不斷地由石材的裂縫及毛細孔向四周擴散，在石材中形成難以去除的水斑。

同時，該溶液還會與水泥中的Ca（OH）2、NaOH、KOH等物質(zhì)產(chǎn)生第二次化學反應(yīng)，形成一種沉淀物（堿性鹽、白華）。有時，過量的水分還會與石材中的鐵質(zhì)產(chǎn)生氧化反應(yīng)而生成銹。所以，我們常常見到水斑、白華、銹斑同時發(fā)生，也就不足為奇了。

但如果堿質(zhì)少，或者具活化性的硅酸物質(zhì)多時，水斑也不足以形成，只有水泥中的堿與石材中的具活化性硅酸物達到一定的當量時，水斑才會產(chǎn)生。同時，在水斑形成時的膨脹性反應(yīng)過程中，膠質(zhì)物析出還會造成石材表面整體性的龜裂或魚鱗狀裂紋。

二、鐵銹的形成

銹斑的形成銹斑主要是由石材中的鐵質(zhì)經(jīng)氧化反應(yīng)而成。鐵質(zhì)、水、氧是促成銹斑形成的三大要素。

通常，我們按銹斑反應(yīng)層次的不同將其分成二大類：

1、深層銹斑。

很多石材品種特別是花崗石都含有一定比例的鐵質(zhì)成分，當這些鐵質(zhì)成分與水和氧充分接觸后，就會引起氧化反應(yīng)，生成銹斑。

特別容易出現(xiàn)這種銹斑的石材如：美國白麻、山東白麻（小花）、銹石（板巖）等。另外，水泥中的堿質(zhì)在水的作用下與石材中的鐵質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，也會形成銹斑。

2、表層銹斑。

石材在開采、加工、運輸、安裝的過程中，表面與鐵質(zhì)物體接觸后留下少量鐵質(zhì)殘留物，這些鐵質(zhì)殘留物會與空氣中的水分、氧氣產(chǎn)生氧化反應(yīng)而生成銹斑。

三、凍融形成的原因

凍融現(xiàn)象主要發(fā)生在靠近北方等天氣比較寒冷的地方。當石材毛細孔吸收足夠的水分后，一旦氣溫降到00C以下，石材中的水分開始結(jié)冰，體積發(fā)生膨脹。當冰塊的膨脹力大于石材的結(jié)構(gòu)力時，石材就會產(chǎn)生碎裂。這就是凍融現(xiàn)象。

一般來講，物質(zhì)都是遵守“熱脹冷縮”規(guī)律的，而水恰恰相反。水的密度在4℃時最大，水分子呈流動性獨立運行。水由4℃到0℃，溫度降低，冰中的水分子呈三維圖樣排列成一種異常松的形式，這種結(jié)構(gòu)形式實際上留下了許多“空洞”，密度反而減少。

實驗表明，當1M3的水結(jié)成冰后，其體積會增加至1.11M3。因此當水進入石材毛孔或縫隙后遇冷結(jié)冰，體積增大，從而脹大石材的毛孔或縫隙，然后，石材吸入更多的水，毛孔或縫隙被進一步脹大，如此惡性循還，最終導(dǎo)致了石材的碎裂。

四、化學腐蝕的形成原因

石材的化學腐蝕可分為人為性化學腐蝕和自然性化學腐蝕兩大類：

（一）人為性化學腐蝕主要由以下幾個方面的因素引起：

1、工業(yè)中排放的廢氣引起空氣中的氮氧化物、碳氫化物、硫氧化物、碳氧 化物及酸性粒狀物等的含量陡增,當他們?nèi)苡谟晁缶蜁纬伤嵋?對石材造成腐蝕。

2、工業(yè)中排放的帶有酸性或堿性的“廢渣”“廢液”侵蝕石材而造成的腐蝕。

3、在施工過程中,使用的化學藥劑不慎造成石材的腐蝕。

4、在清洗石材或處理石材病癥時,藥劑使用不當過量,從而造成石材的腐蝕。

（二）自然性化學腐蝕主要由以下幾個方面的因素引起：

1、自然界中的N2、O2、H2O在放電時產(chǎn)生HNO3的酸雨，從而引起石材的腐蝕。

2、自然界中的硝酸菌在一定的條件下,將空氣中的HN3、O2合成HNO3酸液而腐蝕石材。

五、生物侵蝕的形成原因

（一）概念：

生物的侵蝕是指自然界中某些低等生物（如：真菌、細菌、苔蘚植物等）或高等生物（如：爬山虎等）著附于石材表面，在有水和適宜的溫度下，開始發(fā)育生長，造成對石材的侵蝕，形成各種各樣的斑跡。從而有損石材飾面的裝飾效果,促使石材的分化,影響石材的壽命。

其病癥的產(chǎn)生有如下兩個方面：

1、 水是生物的生存必不可少的條件。

2、 特定的環(huán)境，適宜的溫度。

（二）病癥形成的因素：

1、苔蘚植物的生長造成侵蝕，如:地錢、葫蘆、墻蘚等。

2、 某些藻類生物與真菌的共生生態(tài)系統(tǒng)中的一群特殊生物的生存造成侵入如地衣等。

3、 某些高等植物的覆蓋，其假莖著附在石材表面而造成的侵蝕，如：爬山虎等。

4、 這些生物對石材的侵蝕表現(xiàn)如下：

(1) 累積水分和浮塵而污染石材。

(2) 分泌出酸性的代謝產(chǎn)物腐蝕石材。

(3) 能和二氧化碳進行光合作用，生成碳水化合物腐蝕石材。

(4) 這些生物死亡后，其生物遺體腐爛可腐蝕石材。

六、老化的形成

我們這里所講的老化主要是講石材的風化。是指石材受自然環(huán)境中各種因素作用的侵蝕而使石材分崩離析，這種現(xiàn)象叫石材的風化。根據(jù)其作用力的不同，我們可將石材的風化分為物理性和化學性兩種。

（一）化學作用造成石材風化的因素有如下方面：

1、氧化反應(yīng)作用：石材的礦物質(zhì)元素成分被發(fā)生氧化反應(yīng)，造成石材變軟，體積增大，失去原有的光澤和彈性。如：銹斑。

2、溶解作用：通常是以水為溶劑，當其中含有碳酸根離子、硫酸根離子或硝酸根離子等及有機物時，溶解力更大。尤其對石灰?guī)r含量高的這類的石材容易被溶解而風化。如：化學腐蝕。

3、水化、水解作用：石材吸水后與水化合而發(fā)生變化，體積增大，釋放出大量的熱能，使石材的硬度降低，光澤有損，彈性減弱，這是水化作用的破壞。同時水分還會使石材中礦物質(zhì)含水。

因此，石材在水解作用后，其基本形式發(fā)生變化，并有氫氧根在水中析出。這就是水解作用的破壞。在正長石這類石材的風化過程中最常見。如：水斑。

4、堿——硅質(zhì)物的膨脹反應(yīng)和堿，石材中的礦物質(zhì)反應(yīng)對石材的風化作用（其原理可參照水斑的成因）如：銹斑、水斑、白華。

（二）物理作用造成石材風化的因素有如下方面：

1、熱能的作用：石材因日間受熱而膨脹，夜間受冷而收縮，產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，且石材中含有許多不同的礦物質(zhì)，其膨脹系數(shù)不同，而發(fā)生粒狀剝蝕或塊狀的崩解。

2、水的凍融亦可使石材風化：溫度下降到00C以下，水結(jié)成冰，造成石材吸水后結(jié)冰的急劇膨脹，使石材崩解碎裂。

3、低等植物的作用：在有水、溫度適宜的條件下，苔蘚、霉菌等有機物的孢子囊著附在石材的表面，開始發(fā)育生長，使石材表面形成各種各樣的有機的色斑，這些有機物為了生存，與空氣中的二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等物質(zhì)相抗爭，改變石材的表面紋理結(jié)構(gòu)。

另外，這些植物死后與水形成有機酸而加速石材的老化，使石材產(chǎn)生剝蝕的現(xiàn)象。

4、紫外線的照射：石材本身具有許多毛細孔，且毛細管越小毛細現(xiàn)象越顯著。因此，石材吸水后，在陽光（紫外線）的輻射下，水分在石材的毛細孔中的蒸發(fā)速度隨之加快，水分中帶有對石材侵蝕的物質(zhì)對石材的侵蝕速度也會加劇，從而引起石材的老化。

5、粘裂作用：膠粘是石材安裝方法中的一種，其殘留在石材表面的粘膠因老化作用使粘接石材的膠結(jié)礦物產(chǎn)生松弛作用，使石材內(nèi)部松弛，表面易剝落， 從而加速石材的老化。

七、污跡的形成原因

天然的石材存在著許多毛細孔和裂縫，當有色污汁或油污浸染石材表面時，這些有色污物或油污分子便通過毛孔和裂縫滲入到石材內(nèi)部形成有損石材美感的污染斑塊，這就是我們通常所說的石材外部污染——污斑。

污跡形成的因素有如下幾個方面：

1、水溶液型污物污染:咖啡、可樂、醬油、湯汁等。

2、油漬型污物污染:機油、黃油、食用油、汽油、有機溶劑等。

3、染料材料的污染:油漆、簽字、筆墨、水色粉、蠟筆染料等。

4、膠質(zhì)材料的污染:瞬間膠、強力膠、膠帶接著劑等。

5、木質(zhì)材料的污染:木材、檳榔汁、果皮、稻草、香煙等。

6、不良的水:有顏色的地下水等。

7、不良的填縫材料。

8、煙火、焦油等。

9、酸性的清潔劑和酸性的飲料等。

10、有機磷等化工原料。

11、水泥、砂漿、空中的灰塵等。

12、尿液、手漬、汗水、銹水等有色污物。

八、石材病癥及專業(yè)石材清洗

石材在外界的作用下，其質(zhì)量、性能、色彩等方面都會受到影響，裝飾效果也會下降。原因是有害的離子溶液通過石材的毛細孔自由進出，在這個過程中，水成為這些有害物質(zhì)的載體和參與有害物質(zhì)化學反應(yīng)的主要角色，一般通過物理或化學清除對石材病癥進行修復(fù)，還原石材的本來面貌。

常見的幾種石材病癥：銹黃斑、有機色斑、白華（泛堿）、凍融、水斑濕痕、化學腐蝕、油斑和油污斑失光、粉化、起殼剝落、孔洞、剪口、空鼓、裂紋。

（一）病癥處理方法——專業(yè)清洗(化學清除)

石材專業(yè)清洗就是利用物理工具和化學藥劑對石材表面的粉塵或其它污染進行清洗保養(yǎng)，一般出現(xiàn)銹黃斑、有機色斑、白華（泛堿）、水斑濕痕、油斑和油污斑等情況的首選方法是專業(yè)清洗。如果出現(xiàn)表面失光、粉化、起殼剝落、孔洞、裂紋等情況要使用翻新方法。

專業(yè)清洗施工工藝：

1、根據(jù)石材的材質(zhì)選用專業(yè)清洗劑，讓清洗劑在石材微孔隙中與污垢分子發(fā)生作用，通過吸出或稀釋等步驟清除清洗作用后的殘留物。

2、當石材清洗到理想效果時，要進一步稀釋殘留在石材微孔隙殘留物和清選藥劑（一般采用一些更安全的物理方法），防止再次發(fā)生病癥。

3、石材清洗自然風干后進行石材防護，讓防護劑充分滲透到石材內(nèi)部，并形成保護層（阻水層），從而達到防水、防污、耐酸堿、抗老化、抗凍融、抗生物侵蝕等功能。

（二）病癥處理方法———翻新或修補(物理清除)

如果出現(xiàn)表面失光、粉化、起殼剝落、孔洞、剪口、空鼓、裂紋，一般采取修補或翻新。

出現(xiàn)以上病癥時可以采用物理工具或化學藥劑清理或修復(fù)石材表面污染。為了使石材在使用過程中不再出現(xiàn)上述病癥，目前最好的預(yù)防方法就是對石材進行防護處理。