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北京瑞丰人造石加工厂

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石材的水斑病变及其防治(图)

  用水泥湿法石材时,吸湿性物质渗入石材内部后,使石材表面产生不易自然干燥的湿痕,这就是俗称的水斑。

  一、水斑的表现形式

  石材未做防护引起的水斑(如图1、图2)。

  石材表面防护剂涂刷不均匀引起的水斑(如图3)。

  石材底面漏刷防护剂引起的水斑(如图4)。

  石材侧面漏刷防护剂引起的水斑(如图5)。

 

  二、水斑的判别

  先用清水湿润石材的湿痕处,然后用pH广泛试纸测其pH值,试纸呈蓝色(pH值>7),属碱性。此外,无论天气怎样变化,石材表面的湿痕总是干不了,即使用火焰烘烤其表面,也很难烘干。

  三、水斑的类型

  从水斑形成的机理上分析,主要有以下几种类型:

  1. 水合凝胶体型

  水泥水化后的主要产物有碱-硅酸凝胶体等。天然石材微孔隙的毛细作用使凝胶类物质随着表面水的挥发迁移到表层并凝固下来。

  水泥凝胶体为层(网)状结构,其比表面积达到200~600㎡/g, 凝胶孔的大小为1.5~3nm,仅比水分子大一个数量级,具有很强的吸水性,而且,用简单的加热干燥等方法不能使这些凝胶体分解。吸附着水分的凝胶体呈现半透明状,使光的反射率发生变化,粗看起来象是石材被水润湿了。

  当比较酥松的石材直接湿法粘贴时,往往会有这类水斑出现。

  2. 吸湿性盐碱型

  包括水泥集料中自身所带的过高的盐碱和使用水泥外加剂所带入的可溶性盐碱类吸潮物质。这些盐碱类吸潮物质极易吸收水分,形成水合物而产生水斑。严重时还可使石材表面出现明显的盐碱斑(如图6)。

  ● 水泥集料中自身所带的盐碱:水泥细集料中的氧化物包括Na2O、K2O等,其碱含量为0.6~1.5%,与水混合后生成NaOH、KOH等水溶性碱类。一部分与集料中的活性二氧化硅(SiO2)反应生成碱-硅酸凝胶体,一部分与集料中的方解石粉等反应生成碳酸钠和氢氧化钙等盐碱, 多余的将从石材微孔析出。

  ● 使用水泥外加剂所带入的可溶性盐碱类吸潮物质:如水泥外加剂中的NaCl(抗冻剂)、CaCl2(早强剂)、三乙醇胺(早强剂)等。

  在实际情况中,往往水斑的形成并非单一类型,最常见的是水合凝胶体型和吸湿性盐碱型相辅相成,由于易潮解盐碱具有较低的水蒸汽压,它们将吸附空气中的水分直至达到与外界水蒸汽压的平衡,而石材微孔隙和水合凝胶体产生的附加压力(微孔毛细现象)使平衡更加有利于吸附更多的水分,因此不论外界天气如何,石材表面层的水总是很难干燥。因为吸湿性盐碱被凝胶体包裹着,要想清洗这类水斑也很不容易。

  对于建筑装饰石材来讲,水是万恶之源,石材形成水斑之后,往往其他病症也会相继出现,如水斑+白华(盐碱斑,如图6)、水斑+锈斑(如图7)等等。

 

  四、水斑的成因

  形成水斑的原因和其成份很复杂,不同环境下的石材,形成水斑的原因也各不相同,大多是因为水泥砂浆、水泥外加剂、酸雨环境等多种因素的作用而在石材的毛细孔形成了水泥硅酸凝胶体、盐碱等吸湿性的物质。也有的是有水源直接渗入石材的内部而使石材变得潮湿,严格意义上讲,仅仅是水源直接渗入石材内部,还不能称之为水斑,截断与之相连的水源,石材便会慢慢自行干燥,但在潮湿环境下,水泥砂浆中的吸湿性物质会很快渗入石材内部而形成真正的水斑。

  引起水斑病变的原因归纳起来有以下几类:

  1. 石材安装所用粘结剂的原因

  石材安装所用的水泥中碱质含量过高或使用了不当的水泥外加剂。

  2. 安装施工过程中使用了过多的水分

  由于施工时,水泥砂浆的流动度即含水率不能很好的掌握,含水多的水中溶进的盐碱也较多,容易形成水斑,含水率较少的,水中的含盐碱也较少,不容易形成水。

  石材在铺装时,为保证砂浆与石材粘结紧密通常使用橡皮锤震实,而水泥砂浆在抹平时不可能做到密实度一致,在震实时水会向密实度低的部位云集,因此,密实度低的水泥砂浆相对的石材表面形成的水斑就较重。

  3. 石材本身的密度差异

  石材由于其成分含量、形成的条件不同,不同石材的密度有较大的差异。石材的密度和孔隙率不一样,其吸水率也不一样,密度高的吸水率较小,密度低的吸水较大。吸水率越高石材就越容易形成水斑。

  4. 养护不当

  有些石材生产厂家或装饰施工单位为了某种目的而直接用酸、碱清洗石板,残留的酸与水泥中的某些氧化物作用就生成可溶性的盐,进而吸收水分而产生水斑(如山东白麻石材经常会出现此类情况),而残留的碱可直接吸收水分而产生水斑。

  另外,有些劣质的防护剂也是使石材产生水斑病变的罪魁祸首。

  5. 环境原因

  石材的使用环境经常有水源(持续水源)或是石材不断处于雨淋状态,则石材相对更容易形成水斑。

  当石材直接或间接地与潮湿或与水源相连,例如石材安装在底楼,而该地区的地下水位又过高,或石材彼邻潮湿的水池、花坛等等,经常可以看到明显的水斑印迹(如图8)。这主要是因为持续不断的水源使石材一直处于潮湿状态,而水泥砂浆中凝胶类物质和可溶性盐碱可以不断地随水分迁移穿越石材,并在石材表层聚集而形成水斑。石材淋湿或受潮,都会加重水斑的严重程度。因为水量越多,水泥砂浆中凝胶类物质和可溶性盐碱迁移穿越石材越容易,石材表层聚集得也越多。
另外,有时因为环境的污染而使石材局部颜色加深,看上去很像水斑。

  五、水斑病变的预防

  虽然要彻底清除石材的水斑病症比较困难,但完全有办法避免石材水斑病症的发生,具体方法为:
  
  1. 在安装施工前使用专用防护剂对石材进行防护处理,特别是石材的底面防护。
  2. 石材湿贴安装施工时应尽量减少水泥砂浆中水分的含量和砂浆的用量,即可使用半干水泥砂浆。
  3. 尽量采用石材底面刮浆法而避免采用半干砂浆基底上泼浆的方式粘贴石材。
  4. 石材安装时应设计和预留适当的水汽通道,安装后应先保持石材拼缝内空畅,一周后再进行嵌缝处理。
  5. 湿法粘贴安装的石材应避免被雨淋湿或水洗受潮(特别是刚安装后的二至三周内应绝对禁止)。

  六、水斑病变的治理

  形成水斑的原因和其成份很复杂,不同环境下的石材,形成水斑的原因也各不相同。水斑被称之为石材的癌症,要彻底清除 水斑,可以说非常困难,最好的办法就是预防。

  1. 物理烘烤法

  这种方法主要是利用高温高热的作用析出碱-硅胶体中的水分,使其变成固态胶体后,再采用石材养护剂进行防水处理。由于这种办法只是处理了石材的表面部份,所以,当碱-硅胶体变成固态后,又会马上从石材底部及四周吸收水分,重新形成水斑。常用的器具是太阳灯(如图9)或喷火器(如图10)。

 

  2. 化学清洗法

  这种方法主要是利用石材水斑清除剂进行清洗,清除或破坏石材中形成水斑的碱或碱-硅酸凝胶体 (C-S-H),使其失去吸潮能力,从而达到治理水斑的目的。

  3. 清洗烘烤综合法

  利用石材水斑清除剂清除或破坏石材中形成水斑的碱-硅酸凝胶体 (C-S-H),再用烘烤法烤干石材中水分。

  4. 增艳调色法

  增艳调色法就是用增色的方法将有水斑病变的石材中颜色较浅的部分石材颜色加深,使其达到与深色部分石材的颜色相同或接近,从而达到美观的装饰效果。增艳调色法又分为防护增艳调色法和普通增艳调色法,防护增艳调色法在调整石材颜色的同时,石材也起到防护作用,普通增艳调色法只调整石材的颜色,不起防护作用。

  目前,对于水斑的治理,效果还是不太理想,这也是我们行业中急待解决的一道课题。鉴于此,对水斑的预防就显得尤为重要。

  七、水斑治理典型案例分析

  解决水斑病变有两种处理方法,清除还原法和增艳调色法。清除还原法就是清除石材的水斑病变,使石材恢复原有的本来面目,此种方法是解决石材水斑问题的最理想方案,但也是最难的方案,由于形成石材水斑病变的原因很复杂,特别是房屋底层直接接触地面和水源附近的石材,不一定能达到完全令人满意的效果。如果石材的水斑病变无法用清除还原法达到治理的目的,则可用增艳法来消除因水斑病变而使石材产生的色差,以提高其装饰效果。

  1. 清除还原法处理石材的水斑病变

  石材种类:美国灰麻光面花岗石。

  病变情况:石材安装前已做防护处理,但有部分石材的防护剂涂刷不均匀和漏刷,致使石材产生严重的水斑污染,如图11。
处理材料:
  1). Q-307S型石材水斑清除剂。
  2). F-101R型石材油性防护剂。

  施工方法:

  1). 在非石材及石材的非清洗部位做好保护。
  2). 清理石材上的污物及表面浮尘。
  3). 用石材水斑清除剂的A组份清除石材表面的防护剂。
  4). 用拧干的湿拖布清除石材表面的污物及残留的石材水斑清除剂A组份。
  5). 将石材水斑清除剂的B:C=1:1混合均匀后刷涂于石材的表面,停留24小时以上,将石材表面清理干净,自然晾干1-2小时。
  6). 重复以上过程(5),石材表面颜色明显变淡,自然晾干24小时以上。
  7). 用软塑料薄膜将石材整体盖住(包括周围未出现水斑病变的部分石材),然后逐步将塑料薄膜部分掀起,将D组份倒在塑料薄膜下,盖上塑料薄膜,用软毛刷隔着塑料薄膜将D组份均匀刷开后再用密封胶带或重物将塑料薄膜四周密封24小时,揭去石材上的所有覆盖物,自然晾干7天。
  8). 重复以上过程(7),自然晾干60天,石材表面水斑完全消失。
  9). 用F-101R型石材油性防护剂进行防护处理。
处理效果:处理后对比效果如图12。

  2. 防护增艳调色法处理毛面花岗石的水斑病变
  
  石材种类:福建产603#烧毛板。

  病变情况:石材安装前已做防护处理,但有部分石材的防护剂涂刷不均匀和漏刷,特别是石材的侧面防护不到位,致使石材产生严重的水斑污染,如图13。

  处理材料:

  1). F-848Y型石材增光增艳防护剂。
  2). Q-308N型麻石清洗翻新剂。

  施工方法:

  1). 在周边的光面石材部位用透明胶带做好保护。
  2). 用毛刷将F-848Y型石材增光增艳防护剂涂刷于整个石材表面,用量为10 m2/L左右,浅色石材部位适当加大防护剂用量。
  3). 待防护剂充分渗入石材内部(最少24小时以上),检查石材的表面颜色是否基本一致,若仍有色差,将石材的浅色部位再涂刷一次F-848Y型石材增光增艳防护剂,并让其充分渗入石材内部,如此重复直至石材的色差完全消除为止。
  4). 用Q-308N型麻石清洗翻新剂将石材表面清洗干净。
  5). 用水将石材表面再拖洗一次,并将水充分拖干。
  处理效果:处理后对比效果如图14(局部)。