近20年来,石材已经成为流行的建筑装饰材料之一。但,以前未曾料到的石材“问题”也愈加多地显现出来。比如,常常见到的石材锈斑、有机色斑、水迹和水斑、盐斑与白华、表层粉化、起壳剥落、裂纹和油斑等等。这类问题破坏了石材原有些装饰成效,而清除他们具备相当的困难程度。因此相应的诊断和防治技术应运而生。石材的专业清洗和护理、专用药剂、翻新机械等已经成为石材行业的新兴门类,显现出可观的经济前景。
1、装饰石材容易见到的病症及病因
石材病症的内因主要有两方面:一是石材天然存在的微孔隙。比如,花岗石主要由石英、长石和云母组成,其凝固点分别为1720、1100和900度左右,岩浆凝固成岩石时,它们分别结晶,自然形成孔隙。大理石在地质的结晶和重结晶时也会在颗粒间自然形成孔隙。孔隙越小,毛细用途和表面吸附用途越强。二是相对复杂的化学成分。石材中有的成分容易与外面环境发生用途,产生侵蚀或变异现象。比如,石材的含铁量与锈黄斑有直接关系,钙质成分与吐粉和起壳剥落现象等直接有关。
石材病症的外因主要来自三个方面：大方、水或水中所含某些物质与石材内部的一些成分发生化学或物理用途；周围环境某些污物的渗入或侵蚀,其中环境污染和酸雨的影响不可小视；开采、切锯、磨抛、搬运、安装和维护等施工手段或使用方法不对而导致。
下面大家结合具体病症说明容易见到的石材病症。
锈黄斑：锈斑的形成主要有以下两个方面：一是自然反应生成,由于石材的成分中多少含有赤铁矿或硫铁矿。这类物质在潮湿环境下与空气接触比较容易被氧化而生成三氧化二铁,典型的例子是“美国白麻”花岗石。二是石材在切锯、磨抛、搬运、安装、清理和用时有含铁物质残留、吸附和浸入石材的表面层,将来渐渐扩散和氧化,产生锈黄斑。典型的例子是用强酸清洗水泥斑会将碰到的铁质溶解带入石材微孔,又如与石材接触的生锈的铁器会因雨水等的传递将石材染成锈黄色。
有机色斑：其他的含色素的物质也会污染石材,典型的如捆绑和包装石材的草绳、纸板箱等,在受潮或打湿将来黄色素溶出渗入石材微孔形成黄斑。其他如茶和咖啡溶液、动物的排泄物、生物腐烂液、微生物的繁殖等都可使石材产生色斑。
水斑与水迹：水斑是指湿痕不干的水斑,主要有两种：一是石材直接或间接地与潮湿或水源相连的状况,比如南方一些湿贴的墙面,特别是内部填土的较潮湿的部位,或是上下方常常有水渗入的部位,都可以看到水湿印。二是由于石材的微孔隙中含有某些易潮解的盐或碱。盐碱的来源有湿法粘贴时的水泥或添加剂、酸雨用途的产物、切锯和抛光的冷却液与安装的清洗液和护理液等等的带入。易潮解的盐或碱具备较低的水蒸汽压,他们将吸附水分直至达到与外面水蒸汽压的平衡,而石材微孔隙产生的附加重压使平衡愈加有益于吸附更多的水分,因此不论外面天气怎么样,石材表面层的水一直干不了。
水迹：这里指已经干了的像水斑的印迹。产生是什么原因或是湿法粘贴,或是过去渗水,或是其他潮湿粘液体浸入等缘由使石材表面某一地区较长期处于湿润状况,湿润的表面更容易吸附灰尘。吸附的污物会渗入石材微孔隙,即便后来整个石材装饰面干了,明显的水斑印迹也会留下。
失光、溶蚀、起壳剥落、孔洞和吐粉：大理石、石灰石和白云石等含钙石材,其主要化学成分为碳酸钙。国内是一个煤炭生产和消耗的大国。煤炭里所含的硫化物伴随煤炭的燃烧,生成二氧化硫或三氧化硫,二氧化硫在尘埃中微量重金属离子的催化下会进一步氧化成为二氧化硫。三氧化硫溶于雨露即为硫酸。酸雨、酸雾和酸气会与碳酸钙反应生成较酥松的硫酸钙,俗称石膏。酸性雾气是使含钙石材表面失光的重要原因。石膏是一种水合结晶膨胀物,在雨水常常冲刷到的部位,硫酸钙膨胀物等被溶解冲掉,形成溶蚀。在雨水很难冲刷到的部位,酥松的硫酸钙易吸附灰尘形成黑垢层,当垢层增厚到一定量,形成瘪状或片状突起,甚至剥落。若石材中含有较多的碳酸镁,常使碳酸岩石面形成一些小孔洞。另外,某些含钙石材本身的化学成分就不太稳定,在空气中二氧化碳和其他酸性气体与潮气有哪些用途下,与上述过程类似的结晶和水合现象会在石材内部发生。当石材孔隙的孔径较大时,膨胀的白色粉领会被挤出,形成“吐粉”现象。
盐碱班、白华与粉化：盐碱斑是盐类或碱类在石材微孔隙中形成白色固体而在石材表面呈现的斑痕。石材微孔有较强的毛细用途,这使很多化学物质可以借用于水和潮气渗入石材并在石材中扩散,伴随石材表面水的蒸发或与空气中某些成分接触反应,盐碱结晶便析出。容易见到的例子有:湿贴时水泥中的盐类或碱类沿海区域石材装饰面上海盐的析出,盐碱区域墙基角石面盐碱的析出等等。
---白华是从石材的接缝中流出来的白色物质,是盐碱斑的一种。来源是水泥砂浆中的钙、镁等的氢氧化物从接缝或孔隙里渗出来,与空气中二氧化碳反应形成白色的碳酸钙或碳酸镁等的结晶,即所谓“一次性白华”。酸性水渗入水泥砂浆和灰泥等粘接填缝材料,与其中弱酸的盐,如碳酸钙、碳酸续等反应,形成新的盐类,如硫酸钙、氯化钙和硝酸钙等。盐溶液渗出或扩散到石材表面,伴随水分的蒸发在石面析出,形成“二次性白华"。
----盐溶液在岩石微孔隙中结晶或形成盐的水合物时,因为固体体积的膨胀,会产生非常大的结晶或水合重压(如硫酸钙的结晶重压可达100~200mn/m2,反复的溶解和结晶足以胀破石材微孔,形成石面的“粉化”现象。
---裂纹与冻损：前面所述的各类盐的结晶或水合膨胀可以导致石材裂纹,而水结冰是导致石材裂纹的另一个主要原因。依据物理化学原理,微孔伴随孔径的减小,孔内水的蒸汽压相应减少,凝固点降低。对一些极细的微孔,水的凝固点可以降低数十度。因此微孔孔径较小的石材不容易遭到冰冻的破坏,只有孔径大的裂隙处易遭到冰冻的加速破坏。
---油斑和油污斑。油斑形成的重要原因有三种,一是因为有关器物上的油脂,如机油、润滑油等的泄露和扩散而渗入石材微孔。二是因为人类菜食等的食用油污染,比如餐厅、过道和房间中的油迹。三是因为地面和墙面打蜡、上保护油等不均匀所致。石材上的油斑有自动吸附和溶解灰尘的能力,形成汕污斑。因为石材微孔具备非常强的吸附性,要将油污吸出是比较难的。
2、石材的清洗与翻新
---石材的病症基本上可分为两大类:一类是石材微孔被异物占据,而石材本身微结构还未遭到明显破坏,如多数锈黄斑、有机色斑、盐斑与白华、水迹和水斑、油斑和油污斑等等。对于这种病症,专业清洗是最佳选择办法。另一类是石材微结构已经遭到一定量的破坏,如表面失光、粉化、起壳剥落、孔洞、裂纹等。对于第二类病症,一般用翻新办法。
---专业清洗：这是针对石材病不同成因和不同对象进行清洗的办法。大家已经多次论述石材或石质文物的清洗技术,这里主要集中于装饰石材的己深入石材微孔的污迹的清洗,大家称之为石材的“深层清洗”。一般讲,石材深层清洗至少应包含以下三个步骤：清洗剂经过渗透过程进入石材的微孔隙；清洗剂在石材微孔隙中与污垢分子发生物理的或化学有哪些用途；通过吸出或稀释等步骤清除清洗用途后的残留物。
---这里第一和第三步是完成深层清洗所必要的基本操作,而第二步即能与污垢分子发生用途的清洗剂需要依据污垢的性质、石材的材质与处置过程的便捷而精心设计和实验。在这里化学办法有着独特的成效。现在大家已经有清洗锈黄斑、有机色斑、盐斑与白华、部分水迹和水斑等等的清洗剂,并在继续改进和开发新的清洗剂。除去容易见到的化学清洗法以外,大家在试验一些更安全的物理清洗办法,比如使用蒸汽流、粒子流、电化学、超声波或激光等清洗办法。
---石材深层清洗中应注意以下问题：
应先作试验。石材的“病症”千差万别,比如形成水斑的易潮解盐类可以有多种。因此,在不知道污迹具体成因的状况下,大家倡导先作小试验。
---小心选择清洗剂。劣质清洗剂总是就是一些强酸,他们非常可能引发更紧急的石材病,比如,表面失光和粉化、水斑和盐碱斑、疏松溶蚀和泛黄等等。因此推荐使用者第一应选择靠谱厂商的优质商品；第二在清洗处置前应保护好不筹备清洗的部分,在清洗处置完毕后应清除残留的化学品；另外,对石质文物的清洗应请有关专家论证。
翻新：这是针对石材病引起的表面或表层微结构破坏而进行处置的办法。磨抛、喷沙和涂层是基本的翻新操作手法。简单的翻新办法是再抛光一下或涂上一层掩饰遮蔽材料。
磨抛可以使表面失光、表层粉化剥落、表面溶蚀的石材光亮面恢复原有些天然外观。一些新的磨具、磨料和化学助剂的结合可以使翻新后的石面达到90高斯以上的镜面光泽度。