石材的病症与石材防护的必要性

装饰石材存在的问题

　　从远古开始，坚固的石材已经成为各种建筑中主要的建筑材料，如古罗马斗兽场、埃及金字塔、北京的卢沟桥。各时期的皇家建筑都大量地采用了石材。

　　现代建筑装饰工程中石材已被大量的采用。一个建筑工程中石材使用的数量和使用的品种直接影响到了建筑的装饰等级，高档建筑的业主或建筑设计师在确定装饰等级时，都会对石材的品种、花色进行反复的对比筛选，使其达到最佳的装饰效果。然而使用中，又因石材的多种病症而破坏了实际的装饰效果，这些现象只要我们注意观察就发现是非常多的，如：复兴门中国银行外墙、全国政协、交通部裙楼、北京地铁出站口外墙、城铁西直门、东直门地面等等。

　　这里要特别提到北京饭店地面装饰石材，北京饭店于2000年进行大规模装修改造工程，2001年应业主要求，进行地面病症治理。在一个电梯间现场，我们观察到在两块石材边上各有5公分的黑色边条，当工人用清洁剂去清洗这些黑条后，发现黑色可以清洗干净，但同时发现，黑色下边的石材是无光泽的，我们当场进行试验，排除了清洗剂破坏石材光泽的可能性。在放大镜下观察，无光泽部分的石材表面有许多微小孔洞，一些尘土进入这些孔洞就会使石材表面颜色加深变黑。那么这些小孔洞是怎样形成的呢？经过我们了解，这些石材在施工前未进行石材防护。于是在施工后，水泥的盐碱延石材四边被吸收到石材表面，并腐蚀了石材边缘部分。使得石材光泽消灭，据饭店工程部介绍，在饭店约6000m2的地面石材，均存在这种情况。这种病症的彻底解决，目前只能进行翻新处理，北京饭店工程部于2001年对地面进行翻新磨光处理。

　　对于这些石材病症，我们感觉到非常触目惊心，已经到了非治理不可的地步。它的出现破坏了建筑的装饰效果，也破坏了北京做为国际大都市的形象，与北京的迅速发展是不相协调与2008年奥运会的要求相差甚远。


装饰石材病症形成的原因机理

　　石材病症产生的原因是多种多样地，它包括石材自身的原因、石材加工运输过程中的、石材施工过程中及石材使用过程中都会产生各种病症。其实只要仔细观察就会发现，在各个过程中的石材病症都有其特点。

　　1．如石材加工运输中，这个时期的石材病症是由加工机具和运输保护不当造成的。

　　我们知道有一种石材的加工工艺叫喷砂，它的加工是采用铁砂在压缩空气的带动下喷射石材表面，使之形成毛面的装饰效果，这种加工过的石材由于其表面残留有被击碎的铁的微粒，在加工后的一段时间内表面在雨水的作用下就会返黄、返锈，我们最近在北京师范大学新主楼外墙蜂窝复合石材的病症治理工程中，遇到的就是这种情况：

　　北京师范大学新主楼楼顶采用钢架透光顶棚，由于承重荷载不能过大，因此采用了铝蜂窝复合石材板2000余m2，又因复合板表面石材只有3-5毫米厚，不能采用火烧工艺，因此，只能在石材表面采用喷砂工艺。该石材自工厂运到施工现场就发现大面积返锈，厂家采用了石材专用除锈剂进行处理，锈黄消除。我们也建议过：除锈后应进行石材防护，但我们的建议没有被采纳，在脚手架拆除到完工验收的一段时间内，该石材又出现大面积返锈。由于该石材被使用在具地面30多米的建筑檐口上，顶面为透光顶棚，没有可攀附点，因此除锈、防护施工极为艰难危险，也使得施工成本大大的加大，施工时间延长。

　　2．石材病症与施工工艺、石材品种都有直接的关系。但归根到底石材病症的罪魁祸首就是水及水泥中的盐、碱物质。湿法敷装石材的胶凝材料主要是水泥。水泥中含有一部分Ca＋、Na＋。这些离子物质在水泥和易过程会和水形成CaOH 2、NaOH,同时水泥中含有大量盐。以上这些物质都是溶于水的，并随水一同进入石材。在湿法敷装石材的表面，在相当长的一段时间内颜色会加深。如果日常护理不利，就会形成水斑。

　　这些碱盐物质是如何形成水斑：我们进行如下试验：取6块花岗岩石材分二组，每组3块进行对比试验；一组用纯净水浸泡24小时后取出，背面及四周用塑料胶带封闭。另一组用10%的盐碱物质及少量水泥混合于水的溶液进行浸泡24小时后取出，同样背面及四周用塑料胶带封闭；将试件在高温灯下烘烤，三天后水印同时减轻，一周后用纯净水浸泡的试件表面已恢复到干燥时的颜色；而用盐碱混合液浸泡的石材表面仍有较明显的水印，两周后用混合液浸泡的石材表面基本恢复到干燥时的颜色。同一试件重复以上试验就发现混合液浸泡的石材干燥时间在一次次的延长。但当我们在试验中间将背面及四周塑料胶带取下时，石材会在几天内干燥，表面原有的水斑自行消失。

　　以上这些试验的现象及结果，告诉我们这样一个过程：石材湿法施工时水泥中的盐碱及水泥中不及固化的材料，随水一同进入石材，并延石材的自然缝隙到达石材表面，水份随空气会被蒸发掉，一些CaOH 2、NaOH 、CaCo3、Na2Co3被留在石材中。在石材的孔隙中就会残留了很多盐碱物质，这些物质就会慢慢地堵塞石材的孔隙，使石材内部的水份无法通过石材孔隙蒸发掉，再加上日常保养不得法，于是就会有水斑形成。当我们把石材背面黏附物取下时，石材内部的水份就会从背面蒸发掉，也就会造成石材水斑的消失。

　　水泥中的盐碱物质进入石材后，也会刺激石材中的铁元素氧化形成Fe203，这就是我们平时所看到的石材返黄。

　　3．石材在日常使用中出现的问题也是经常见到的。现在很多高层建筑的外墙装饰都采用了干挂石材幕墙，干挂石材的优点之一就是克服了湿挂石材的，返碱、返锈、白华等缺点。因此，很多建设单位认为没有必要进行石材防护。我这里有一些数据可以发现一些问题：

　　人们在对北京卢沟桥石狮子进行研究的过程中发现，近50年来，石狮子表面的风化程度大大的超前7~8百年风化程度。现在桥上的一些石狮风化的非常严重，有些已经看不到狮子的轮廓了。

　　北京环境保护局2002年发布的大气环境报告中提到2002年二级以下的天气共计162天中，由二氧化硫及悬浮颗粒物造成的污染占到了95% 。

　　由此可见，现代工业生产产生的二氧化硫和各种粉尘颗粒的污染还是非常严重的。这些污染的存在，对于干挂石材的危险是长期的，它会加速石材表面风化，使石材颜色、质感发生改变，更应当引起注意。


石材病症的预防

　　石材病症是可以预防的，可以通过涂刷石材防护剂达到预防石材病症的目的。石材防护剂可以有效避免或减少各种石材病症的产生，预防水斑、白华、起碱、起锈等石材病症。如何正确的选用和使用石材防护剂是石材防护的关键。

　　我们倡导这样一个原则：科学的、合理的选择防护剂以及正确的使用防护剂是缺一不可的。

　　如何做到这个原则，首先就应当了解防护剂的分类。结合我们工程的具体要求，我们把防护剂分为：1、防水型；2、防污型；3、防油型；4、背面型；5、其他型。

　　石材防护剂的选用应根据石材使用特点和污染源去具体选择。比如：大厦外墙干挂石材，由于石材使用在距地面几米至上百米的地方，一般人为的污染非常少，有可能的污染是自然尘埃、雨水。尤其是雨水一旦进入石材就会使石材产生水斑、锈斑，时间一长就会影响到大厦的外观。结合这一特点我们在选择防护剂时就应当选用防水型防护剂，防水型防护剂的特点就是防水效果出色并且价格较低。在水池边、卫生间台面、地面水较多的地方都可以选择这类防护剂，这类防护剂在湿法施工时如没有特殊说明一般禁止使用在石材背面。

　　又如大厦的大堂以及人员经常走动和人们可以接触到的石材，它的主要污染源有咖啡、茶水、可乐、和各类果汁，在施工时还会有墨汁及其它污染物，结合污染源的特点，我们建议防护剂就应当选用防污型防护剂，它的价格较防水型要高一些，但在防护剂的整体价格中它是适中的。

　　防油性防护剂是一种防油性能非常出色的防护剂，它可以使用在厨房台面、餐厅地面以及其他油污较多地方的石材上，它的价格要高于上述两种防护剂的价格。

　　背面型防护剂，由于施工后在施工面形成不透明薄膜，使石材纹理、颜色受到影响，所以主要应用于石材背面及四周。湿法施工时它不会减少石材与水泥砂浆的粘贴强度。同时，它可以封闭石材表面的空洞暗裂，使水及水泥中的碱、盐不能侵入石材内部，防止石材施工后产生水斑，泛碱、泛锈，它是湿法粘贴石材中不可缺少的防护剂。

　　防护剂的使用是一个非常重要的环节，应当认真对待，一方面使用过防护剂的石材并不是铁板一块，它受施工、石材品种、石材含水量的影响，所以，在防护剂施工时，应严格按照防护剂使用说明书的要求去做，另一方面施工人员也应当细致认真不能漏刷或涂刷不匀，只有从各个方面严格认真，才能最大限度的发挥防护剂的作用。


石材病症治理

　　为了恢复石材原有的装饰效果，人们在探讨石材病症形成机理的同时，也开发、研制、生产了多种石材病症治理产品，这些产品有进口的、也有国产的。主要有德国雅科美系列产品、美国JSC系列，特别是一些国内的专业企业也涉足加入了这一领域，它们有浙江大学、国家建材局苏州非金属矿工业设计研究院、浙江力宝化工，在这些企业的领军人物中有博士生导师、博士生及多年从事这一领域的科研人员，有些系列产品获得了部级鉴定，如：国家建材局苏州非金属矿工业设计研究院生产的FQS系列产品于2000年通过了国家建材局的部级鉴定。因此，科学的应用这些产品就能够使90%的石材病症得到治理，如一直被石材界认为是石材″癌症″得水斑，最近就得到了很好得治理效果。通过治理，可以使原来色泽深浅不一的石材在很短的时间内还原其本来面目。

　　石材病症治理剂之所以能够有效治理石材病症，主要是利用其化学反应及物理作用。不同品种的石材，不用的石材病症应选择不同的石材病症治理剂，石材病症是由不同原因