石材病变与损坏的问题详解——上海保洁公司【格瑞戴西】培训资料

本文重点阐述的是石材护理，主要针对的就是建筑装饰石材。石材的装饰性能的优劣,主要是由石材的颜色、光泽、表面花纹和可拼接性图案来决定的。石材的损坏、污染及病变 直接影响了石材的装饰性能，如何进行有效的护理，增强石材的装饰性能，必须要先了解石材损坏的原因。

石材具有吸水机制

1.     石材的结构构造

从材料学的角度将石材简单分为胶结料、集料和孔隙三部分，即石材是由胶结料、集料和孔隙三部分组成。其中重要胶结料包括碳酸盐（如CaCO3)、硫酸盐（如CaSO4)、硅酸 盐（如 3CaO • SiO2 • H20)、铝酸盐（如 3CaO • A12O3 •H20)、铁盐（如 4CaO • A12O3 • Fe2O3•&())等，重要集料包括石英砂SiO2、石灰岩砂CaCO3、纤维、玻璃纤维、轻集料、 黏土、陶粒、珍珠岩等，孔隙包括微孔隙（r<10_7m)、毛细孔隙（10_7m<r<10_4m)、 气孔隙(r>10'4m)o

2.     石材的孔隙

石材内部的孔隙多种多样，孔隙的大小（即孔径）由小到大可分为微孔隙、毛细孔隙和气孔隙。

空隙的形状可分为贯穿性孔隙、气孔隙和憎水性气孔隙、和气孔隙连接的毛细孔隙、封 闭性孔隙、盲孔隙、瓶颈式孔隙以及连接孔隙等。石材孔隙系统示意图见图2-4-1。

3.     石材吸水机制

石材的吸水机制与石材的孔隙密切相关，石材孔隙的直径决定了石材吸水机制。石材液 态水的吸收机制是主动式自愿充填孔隙毛细水和被迫充填孔隙渗流水。而石材气态水的吸收机制是当空气相对湿度达100%时的凝结作用，空气相对湿度< 100%时的毛细凝结作用， 以及空气相对湿度>50%时的吸湿作用（和石材盐含量有关）。由于石材存在着多种孔隙，所以石材会吸收多种状态的水，如液态水和气态水，还会以不同形式吸收，如主动式的和被 动式的。石材吸水机制和孔隙关系如表2 -4 -5。

表2-4-5吸水机制和孔隙关系

孔隙直径（米）

从上表中可以看出，石材吸水是随着石材孔径由小变大而由两种模式到四种模式，石材 吸水难易程度由难到易。而影响石材的吸水多少即吸水率，主要与石材的孔隙率、孔径的大 小、孔隙的形态等因素有关。如石材的孔隙率高，石材的吸水率就高。石材孔隙的直径大， 石材吸水的机率就大，且速度快。石材贯穿性孔隙发育好，石材从背面及侧面吸水的机率就 大，但干燥的速度也快。石材的气孔隙、和气孔隙连接的毛细孔隙、盲孔隙、连接孔隙发育 好，石材的吸水机率及吸水量就大。

石材吸水后的病害

水是石材最主要的病害或诱因，石材由于吸收水会产生冻融病害、水力膨胀与收缩、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质（水溶性盐及 气体）会产生盐结晶病害、盐水解病害及提高了由于吸湿作用而产生的平衡水蒸汽含量, 还会产生冻融盐病害以及由于胶结料化学转变形成可溶性盐而减少胶结料含量等病害。

产生石材病变的原因

使石材产生各种病变的原因很多，归纳起来主要有如下几个方面：

(一）从辩证的观点来分

从辩证的观点来分，产生石材病变的主要原因可分为内因和外因。所谓内因，即石材的 内部结构构造和化学成分引起的变化；所谓外因，即开采加工方法、安装施工工艺及使用环

境等因素的影响。

来自石材内部的原因

石材的内部结构构造：石材天然存在的微裂纹和孔隙

花岗石（火成岩）主要由石英、长石和云母等组成，其凝固点分别为1723T、 1100T和9001左右，当岩浆凝固成岩石时，会发生相的分裂，自然形成颗粒和孔隙结构。

大理石（沉积岩和变质岩）在地质沉积和重结晶时形成的颗粒和孔隙。

其他天然石材大部分都有类似的颗粒和孔隙结构。

石材的微裂纹和孔隙结构是产生多种石材病变的主要原因。因为石材中天然存在的这种 微裂纹和孔隙结构，天长日久会吸附空气中的细小尘埃和污物，通过毛细作用而慢慢渗入石 材内部，从而大大地降低了石材的装饰性能和使用寿命。石材颗粒越小，孔隙率越高，毛细 渗透作用和表面吸附作用就越强。

相对复杂的化学成分

石材的成分比较复杂，有些成分化学性质不稳定，容易与外界环境的物质发生作用，使 石材产生侵蚀或变异现象。

石材的含铁量与锈黄斑有直接关系：石材一般都不同程度地含有铁的成分（铁元素 在地壳中的平均含量为4. 2%),受到潮气的侵蚀会产生锈黄。石材中的含铁量越高，锈黄 越容易产生。

石材的钙质成分（大理石、白云石、灰岩等）与吐粉和起壳剥落等现象直接有关： 大多数天然大理石的主要成分为碳酸盐，如碳酸钙和碳酸镁，还有少量的碱性氧化物。碳酸 钙和碳酸镁是相对比较稳定的化合物，但某些碱性氧化物的化学性质不稳定，在潮湿的环境 下，易与空气中的酸性氧化物如二氧化碳、二氧化硫、三氧化硫、二氧化氮等发生化学反应 而改变大理石内部的物理结构，轻者会使石材表面失去光泽，甚至颜色褪变，出现斑痕，重 者会使天然石材硬度下降，表面风化剥落。

硅酸盐矿物容易遭到碱性物质的破坏，而碳酸盐矿物极易遭到酸性物质的腐蚀。

来自石材外部的原因

产生石材病变的外部原因很多，如开采加工和储运过程中维护不当、安装石材所用的粘 结材料的影响和自然环境因素等。

开采加工的影响

如石材的裂纹可能与开采方法不当有关；加工所用的铁质工具也可能为石材产生锈黄留 下隐患，不适当的石材冷却液或许会污染石材。

储运过程的影响

储运过程中如果维护不当，所用包装材料也会使石材产生锈斑及草绳黄等污染。

安装施工工艺和粘结材料的影响

如果安装石材时采用水泥砂浆粘贴的湿贴法施工，则水泥中的碱性可溶性物质会因 雨水的侵蚀而沿着石材的毛细孔渗出到表面，而碱性化合物如Ca(OH)2、Mg(OH)2等会与 空气中的氧化物如CO2、SO2、SO3等发生化学反应，生成CaCO3、CaSO4在石材表面结晶， 形成盐析泛碱现象。

由于水泥水化后生成的某些盐类具有吸湿性，渗人石材后会吸收空气中的水分而在 石材表面形成水斑，严重影响美观。

使用不当的粘贴材料，如某些石材粘贴胶，也可能使石材产生黄变。

环境因素的影响

环境因素包括环境污染、酸雨侵蚀及冰冻破坏等。自然环境中受污染的空气、酸雨和其 他一些人为的污染物都会对石材造成污染和腐蚀。另外，冰冻破坏也是一个不可忽视的环境 因素，因石材都具有吸水性（即使是采用干挂施工的石材），在寒冷的冬天，因冰冻而加速 其风化过程，使其强度降低，不仅影响使用寿命，而且还会威胁到人身安全。

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，但水往往是其他破坏因素的媒介。

(二）从病变原理来分

化学原因

石材内部的元素与外界环境中的氧气、雨水、SO2、so3、co2等物质发生化学反应。

物理原因

施工中的油渍、涂料、果汁等色素污染及使用中的冻损。另外，石材在被开采加工前， 处于封闭隔绝空气的状态，在被开采加工后，自然环境发生变化，石材中的部分物质会失去 结晶水而变得干燥、褪色。

生物原因

在存储及使用过程中的苔癣、地衣等生物生长。

常见石材损坏原因

自然风化

天然石材长期处于大气中，在自然生态环境中受雨水及空气中的氮氧化合物、亚硫酸、 氯化铵、二氧化碳等化学物质冻融循环，再因雨水及阳光紫外线的照射等过程，经过一段时 间会自然氧化损坏，严重者甚至会导致褪色、脱落、开裂、粉化、析白、麻面等现象。

表面粗糙、粉状

空气中的二氧化硫与水作用生成亚硫酸，亚硫酸与大理石中碳酸盐反应生成硬度较低、 易溶于水的多水硫酸钙（CaSO4nH2O)，从而使石材表面呈粉状、粗糙。

表面泛黄、变色

不同色泽的石材中含有不同的金属离子，其与水、空气接触形成不同色泽的化合物，与 石材结构在一起，很难清除：氧化铁——黄色、锈斑；碱式碳酸铜——绿色；硫化物—— 黑色。

盐类晶化

这种现象主要是因为属强碱性的水泥与大气中的酸性溶液反应而成碳酸钠溶液，通过石 材的毛孔渗出到石材表面后，与含有碳酸的潮气进行中和反应，生成盐类溶液，溶液中的水 分挥发后，就形成盐类晶化，一遇雨天、阴湿天气或大气中水分含量高的天气，就会在石材 表面大面积的出现遇水溶解的现象。

冻融破裂

此类现象主要是因为石材内部的毛细孔和裂隙吸收了水分遇冷结冰所致，因为液态水结 冰后，体积膨账11%左右，这样就对石材内部产生很大的压力，而胀裂石材。多孔的石材 在冬季恶劣的气候条件下更易发生这类情况。

霉化、藻化

该现象主要发生在石材内部水分和有机物质含量高的部位，它会直接导致石材变色，降 低石材的强度和使用寿命。

空洞、坑窝

空洞一般是晶洞，也可是易溶矿物溶解后形成的砂眼、砂槽、坑窝，还可是层状矿物或 石英颗粒，因它们与周围矿物质硬度不同，在使用或日常磨损过程中，易剥落，形成凹坑， 影响石材的美观与强度。

人为损坏

使用强酸碱清洁剂作为日常石材清洁剂。因石材耐酸、碱度较低，容易腐蚀，使 用强酸碱清洁剂会使石材表面失去光泽，常见于装修完工清理及日常清理工作。

硬物的碰撞及刮花。由于石材硬度较低，容易受硬物损坏，如铺于大堂中的石材, 通过客人把大量的泥沙带进大堂，因沙粒的硬度比石材硬度高出许多，沙粒在人体的重力作 用下与地面反复摩擦，很容易刮花其表面。

液体污染。由于石材普遍具有吸水性，而石材在新安装前，底部没有作好防水处 理，面部没有作防污处理，一些有色液体很容易通过底部或面部渗人。

石材病症产生过程

石材病症产生于石材生产及使用的全过程。

开采过程：开采过程可能产生暗裂等病症。

加工过程：加工过程可能产生变色、锈斑、油渍污染等病症。

运输过程：运输过程可能产生色素污染、锈迹等病症。

施工过程：施工过程可能产生水斑、锈黄、油渍、油漆污染等病症。

使用过程：使用过程可能产生水斑、白华、锈斑、色素污染、苔癖、风化、冻损、 变色、失光、剥落等病症。