石材的知識

1、一：石材的應(yīng)用遠(yuǎn)古時期人類從使用到制造石器。作為搏斗武器和勞動工具，經(jīng)歷了幾十萬年漫長而艱苦的歷程，既史學(xué)家稱謂的舊石器時代和新石器時代。在人類的進(jìn)化史和社會發(fā)展史上起到了極其重要的作用。隨著金屬器具的出現(xiàn)。石制工具逐步被淘汰。但是。石制品始終在人類的生活中占有重要的地位。人類的祖先或在山崖上開鑿山洞。營建寺廟、雕堂佛像、雕刻石碑，或建造經(jīng)幢、石橋?；蛑谱髂故?。石傭等物品。這些石制品以其精美豐富。古老淳樸而文明于世。蘊(yùn)藏著先民的智慧。閃

2、耀著燦爛的藝術(shù)成就。如埃及金字塔和獅身人面像。雅典衛(wèi)城巴特勒神廟和意大利比薩斜塔等天然大理石建筑。都是人類祖先為后世留下的大批珍貴石質(zhì)文化遺產(chǎn)中的瑰寶。后來，人類又用巖石風(fēng)化生成的黏土燒制磚瓦、陶瓷，發(fā)明了各種廉價的建筑材料。一直沿用至今?？胺Q世界四大奇跡的萬里長城就是用青磚筑成的。在現(xiàn)代社會里。石材被譽(yù)為“古老而長清、傳統(tǒng)而新朝”的裝飾材料，深受建筑師們的青睞。許多樓宇、館所、廣場、公園等標(biāo)志性建筑的內(nèi)外墻面和地面，采用了石材進(jìn)行裝飾

3、。天然石材以其凝重持久、紋理豐富、色澤多彩、資源有限的特點，滿足了人民崇尚自然、反撲歸真的需求，這是任何一種人造的建筑材料所無法媲美的。因此在現(xiàn)代建筑中，特別是建筑裝飾中，石材得到了越來越廣泛的應(yīng)用。二：石材養(yǎng)護(hù)的必要性天然石材、人造石、混凝土、磚瓦和陶瓷等材料，絕大多數(shù)具有微孔滲水結(jié)構(gòu)，由于存在著許多難以看見的微小空隙，如通道、水泡和孔穴，使石材本身具有“毛細(xì)管”現(xiàn)象。一方面能吸水和透氣，有了一定的“呼吸”功能，在某種程度上可以調(diào)節(jié)和

4、適應(yīng)環(huán)境的變化，另一方面又易成為水和污染物進(jìn)出的通道和寄居的場所，堵塞微小空隙，降低隔熱性質(zhì)，使各種類型的污染和損壞發(fā)生。事實上，石材等材料在開采、制造、加工、運輸、施工和使用的過程中已在不同程度下受到自然環(huán)境和人為因素的侵害和污染，主要的污染可以機(jī)械、化學(xué)和生物等形式出現(xiàn)。自然環(huán)境的侵害主要是石材在和大氣接觸時。受到水和空氣的機(jī)械和化學(xué)的作用、微生物的作用，漸漸地發(fā)生變化和分解的現(xiàn)象。引起石材的“風(fēng)化”。如酸魚。紫外線等是石材中的氧化

5、鐵析出，石材表面顏色發(fā)揮就是風(fēng)化的例證。人為因素的侵害可以歸結(jié)為石材內(nèi)部不穩(wěn)定成分如金屬鐵和放射性元素引起的變色、氧化。不合理的開采、加工、搬運，在石材的表面粘附和鑲嵌雜質(zhì)等污染物，施工安裝時采用金屬固定材料，接觸水泥漿、聚和物水泥漿等膠合劑，引起石材的各種病變。人為的破壞、機(jī)械性傷害、亂涂亂畫、煙蒂、口香糖、油膩、果汁、茶水等造成的損壞、污澤、油斑和色斑。被污染的石材被稱為患了“石材病”有機(jī)械損傷、氧化變色、銹斑或黃斑、濕痕不干（臨時

6、性、滯留性、吸附性）、白華、泛堿（一次白華、二次白華）、油斑、色斑（有機(jī)色素、無機(jī)色素、生物色素）等。在此特別要強(qiáng)調(diào)一下在建筑裝潢施工中、水泥漿、聚和物水泥漿膠結(jié)引起的石材的病癥。由于水泥受到空氣中酸性氣體和水的侵害如酸雨，中和了水泥減性、破壞其結(jié)構(gòu)降低去黏結(jié)力，使石材剝落；水泥中碳酸鈣的析出和滲入石材產(chǎn)生白華泛堿、濕痕、表面崩裂、變色、失澤等污染現(xiàn)象。這些病癥常常在施工后幾個月或年內(nèi)即可可表現(xiàn)出來，非常迅速而強(qiáng)烈?！皾穹ㄤ佡N粘結(jié)法鋪貼

7、”時，預(yù)先對石材的養(yǎng)護(hù)更重要。石材的這些病癥降低了石材的裝飾效果，縮短石材的壽命，常使許多建筑商和業(yè)主困惑，造成了許多不必要的浪費餓質(zhì)量糾紛。近年來，隨著工業(yè)、交通和農(nóng)業(yè)的發(fā)展，植物被破壞和三廢排放日益嚴(yán)重，特別是沙塵、煙塵和汽車尾氣對大氣的污染尤為顯著，大氣中的二氧化碳濃度升高，全球的溫室效應(yīng)造成氣候變暖甚至反常，有害的物質(zhì)含量如So2No2增加，經(jīng)常下酸雨，使建筑、石材的侵害加劇，拒統(tǒng)計近二十年來“風(fēng)化”對文物石材的破壞勝過以往一百

8、年，對四川的“樂山大佛”，專家們預(yù)計如在不加養(yǎng)護(hù)，將在本世紀(jì)內(nèi)消失，近期已開展了對“大佛”的修繕和養(yǎng)護(hù)工程。表11一些常見鹽在不同結(jié)晶溫度和飽和度下的結(jié)晶壓力（atm）在一定的條件下，有些鹽還可以重結(jié)生成新的水合物，占據(jù)更大的體積，產(chǎn)生額外的壓力，即水合壓力，水合壓力與溫度、濕氣濃度有關(guān)。鹽的破壞力是很大的，例如，英國一座教堂的石基上涂抹了一層食鹽（NaCl）其愿意是為了保護(hù)石材，其效果卻恰恰相反，使石材表面呈殼狀剝落，鹽結(jié)晶破壞在許多

9、情況小借助于風(fēng)的作用。內(nèi)層的溶解在水中擴(kuò)散到表面，風(fēng)使得水蒸發(fā)加快，從而促進(jìn)鹽堿地積累。環(huán)境干濕循環(huán)的變化也加速鹽結(jié)晶的循環(huán)，重復(fù)的鹽的溶解和結(jié)晶使石材微孔的表面呈粉末狀或鱗片壯脫落，石材的表面呈糖壯風(fēng)化，在雨淋到之處風(fēng)化產(chǎn)物被雨水沖走，在一些含鎂的石灰?guī)r中結(jié)晶循環(huán)的破壞很容易形成一條條滲溝，另外，常見的裝飾石材表面恒濕不干的現(xiàn)象，也主要是鹽的吸潮作用。二、化學(xué)破壞凍損和鹽的破壞作用都是物理過程，化學(xué)破壞造成的后果同樣很嚴(yán)重，最直接的例

10、子是碳酸鹽類巖石中CaCO3與溶解在水中的SO2和CO2，生成可溶性或微容溶鹽，化學(xué)反應(yīng)會引起快速腐蝕，通過對石灰石的觀察，可以發(fā)現(xiàn)在雨水經(jīng)常沖刷的地區(qū)，石材的風(fēng)化緩慢但持續(xù)，已風(fēng)化侵蝕的物質(zhì)被雨水沖走，在更多的不易遭受雨水沖刷的地方，風(fēng)化產(chǎn)物在原處就形成了堅硬的骯臟的皮層，這些皮層因原石材的結(jié)構(gòu)不同而異，有的最終呈泡壯脫落，有的形成頑固的黑后。含鈣砂巖的輪廊呈鱗狀狀脫落就是典型的例子之一，脫落的表層可厚至5﹣10mm。導(dǎo)致的原因是so

11、2的直接污染。據(jù)實驗分析，脫落表層的微孔中充滿了硫酸鈣。被侵蝕的表層是由于熱膨脹或濕氣運動形成的剪應(yīng)力而最終脫落。大氣中酸性氣體的溶解（不論是正常濃度還是受到工業(yè)污染后）會使水具有腐蝕性。由于火山噴發(fā)，有機(jī)物腐蝕、燃燒和呼吸等作用，大氣中二氧化碳正常濃度0.036％，工業(yè)區(qū)二氧化碳濃度能高達(dá)0.044％。估計一萬年前二氧化碳濃度為200ppm近代汽車廢氣的排放大大提高了大氣中二氧化碳的濃度，水中二氧化碳的濃度與水的腐蝕性有著直接的關(guān)系，

12、二氧化碳溶解后電離成H、HCO3和CO3.H2CO3HE和碳酸鈣生成易溶的碳酸氫鈣。二氧化碳的溶解度隨溫度生高而降低，0c時為CO21.1ppm而20c時為0.38ppm.碳酸鹽溶解速度也與反應(yīng)產(chǎn)物的移出速度有關(guān)，水的瑞流會快速帶出反應(yīng)物從而加速腐蝕，煙煤在大氣中硫化物的主要來源，煤中含有1％到3％的硫，通常以黃鐵礦的形式存在，一噸煤燃放出17到52千克SO2。原油里也含有一定比例的硫，汽油和柴油中含有0.1％到3％的硫，燃燒后產(chǎn)生70

13、ppmSO2和23ppmSO3。另外一個僅次于工業(yè)硫化污染的因素是火山噴發(fā)，五年前全球的SO2年的排放量為10噸，其中歐洲電廠排放25Ｘ10噸。燃燒時生成SO2和SO3的比例取決于燃燒溫度而不是氧氣量，SO2是主要產(chǎn)物，大氣中硫酸濃度大于SO3濃度，可能是SO2被氧化，SO2被O2氧化成SO3的反應(yīng)是很慢的，如果在催化劑MnheFe等的作用下則快的多，另外，自然界的H2O2和O3也是氧化劑，同時影響氧化速度的還有CO、NO（催化劑）、不