近20年来,石材已经成为最时尚的建筑装饰材料之一。但是,以前未曾料到的石材“毛病”也越来越多地显现出来。例如,经常见到的石材锈斑、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。这些毛病破坏了石材原有的装饰效果,而清除他们具有相当的难度。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。


    一、装饰石材常见的病症及病因


    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。例如,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,毛细作用和表面吸附作用越强。二是相对复杂的化学成分。石材中有些成分容易与外界环境发生作用,产生侵蚀或变异现象。例如,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：大气、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作用；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、安装和维护等施工措施或使用不当而造成。


    下面我们结合具体病症说明常见的石材病症。


    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,因为石材的成分中或多或少含有赤铁矿或硫铁矿。这些物质在潮湿环境下与空气接触很容易被氧化而生成三氧化二铁(铁锈),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、清理和使用时有含铁物质残留、吸附和浸入石材的表面层,以后逐渐扩散和氧化,产生锈黄斑。最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,在受潮或打湿以后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情况,例如南方一些湿贴的墙面,尤其是内部填土的较潮湿的部位,或是上下方经常有水渗入的部位,都可以看到水湿印。二是因为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、酸雨作用的产物、切锯和抛光的冷却液以及安装的清洗液和护理液等等的带入。易潮解的盐或碱具有较低的水蒸汽压,他们将吸附水分直至达到与外界水蒸汽压的平衡,而石材微孔隙产生的附加压力(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干不了。


    水迹：这里指已经干了的类似于水斑的印迹。产生的原因或是湿法粘贴,或是曾经渗水,或是其他潮湿粘液体浸入等原因使石材表面某一区域较长时间处于湿润状态,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,即使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。我国是一个煤炭生产和消耗的大国。煤炭里所含的硫化物随着煤炭的燃烧,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主要原因。石膏是一种水合结晶膨胀物,在雨水经常冲刷到的部位,硫酸钙膨胀物等被溶解冲掉,形成溶蚀。在雨水难以冲刷到的部位,酥松的硫酸钙易吸附灰尘形成黑垢层,当垢层增厚到一定程度,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以及潮气的作用下,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,膨胀的白色粉体会被挤出,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作用,这使许多化学物质能够借助于水和潮气渗入石材并在石材中扩散,随着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。最常见的例子有:湿贴时水泥中的盐类或碱类沿海地区石材装饰面上海盐的析出,盐碱地区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,随着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,由于固体体积的膨胀,会产生很大的结晶或水合压力(如硫酸钙的结晶压力可达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造成石材裂纹,而水结冰是造成石材裂纹的另一个重要原因。根据物理化学原理,微孔随着孔径的减小,孔内水的蒸汽压相应降低,凝固点下降。对一些极细的微孔,水的凝固点可以下降数十度。因此微孔孔径较小的石材不易受到冰冻的破坏,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。油斑形成的主要原因有三种,一是由于有关器物上的油脂,如机油、润滑油等的泄露和扩散而渗入石材微孔。二是由于人类菜食等的食用油污染,例如餐厅、过道和房间中的油迹。三是由于地面和墙面打蜡、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。由于石材微孔具有很强的吸附性,要将油污吸出是比较难的。