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石材的吸水機理和防護機理。我們知道,水是我們生命由來的基礎,也是我們生活保持清潔的根本,我們生活在一個水的環(huán)境里。但對于石材來講,過多的與水接觸則是導致石材出現(xiàn)病變和損壞的主要原因」我們看到的一些建筑物的石材墻面呈現(xiàn)的斑斑水跡,是由于雨水滲入墻體,產(chǎn)生的堿析和吸潮現(xiàn)象。淺色石材上的黃斑則是石材內(nèi)的氧化物在水的作用下進一步的氧化和擴散的產(chǎn)物。一些酒店大堂的大理石地面出現(xiàn)了坑坑注洼的孔洞,也是由于潮濕的原因使大理石產(chǎn)生漲裂所致。另外,許多污染也是由以水為載體的污物滲進石材形成的。因此,研究石材的吸水機理和吸水規(guī)律,防止或控制石材吸收過多的水分就成為做好石材保護的關鍵。
 石材本身存在著微孔因而有著天然的透氣性保持石材自然的透氣性是至關重要的,石材晶體之間有著微小的縫隙,我們稱為微孔不同質地石材的微孔大小是不同的,石材透氣性的高低通常是由這些微孔的大小來決定的保持石材這些微孔的暢通,石材底部的濕氣才會揮發(fā)出來,石材在潮濕的環(huán)境中出現(xiàn)問題的機會就會比較少但是,正是石材這些微孔產(chǎn)生的毛細作用,使石材有著不同的吸水率。石材的吸水量與時間成正比,也就是說在一段時間內(nèi),石材的這種毛細吸水量隨著時間的增長而增大。實際上,石材除了通過這種毛細現(xiàn)象吸收水分之外,還能夠通過冷凝機理來吸收氣態(tài)水分。我們這里講的冷凝是指空氣中的水蒸氣因溫度降低而液化。在常溫下,如果我們周圍環(huán)境里的空氣濕度較大,溫度降低會使空氣里的這些濕氣凝結在石材的表面上?？諝庵邢鄬穸仍酱?降溫越快,這種冷凝現(xiàn)象就越明顯。除此之外,石材的吸潮現(xiàn)象也是石材吸收水分的一種主要方式這是因為石材的微孔里不同程度地存在著一些可溶性的鹽,這些鹽分具有程度不同地吸濕性。也就是說,石材的吸潮程度是由這些鹽分的化學性質、鹽分的含量以及周圍空氣中的濕氣所決定的。那么,石材里的這些鹽分又是從哪里來的其一,石材的一些礦物成分和空氣里的一些帶有陽離子的氣體形成的化合物;其二,石材切割加工使用的水有問題;其三,有些石材在安裝前后經(jīng)過了化學清洗,這些外來的化合物殘留在石材里;其四,石材使用水泥鋪貼,水泥中的游鹽通過水進入石材的微孔里。
 哪些水會對石材形成危害,1.雨水,對石材的危害主要體現(xiàn)在建筑物的外墻上。尤其是酸雨。、在冬季由于雨水或雪水形成的冬融現(xiàn)象對石材產(chǎn)生的破壞也是很大的。2.地下水,對石材的危害主要體現(xiàn)在地面石材上。如果地面基礎部分防水處理不好,甚至根本就沒有做防水處理,那么地下水對石材的危害可能會是長期的。3.安裝用水,是指石材用水泥鋪貼時水泥漿里的水分。在春秋兩季,如果基礎混凝土相對干燥,水泥漿里的水分干燥時間大約需要3個周的時問。許多沒有做過防護或防護沒做好的石材鋪貼后即出現(xiàn)水斑和銹黃最初的起因就是水泥漿里的水4.生活用水,包括清潔地面用水、衛(wèi)生間用水、暖氣管道里的水等等,這些水對石材的影響也小容忽視。清洗地面時如果水處理的不及時,這些水會順著板材的縫隙滲進去,我們經(jīng)常會看到一些地面在清洗后一段時間內(nèi)板縫四周都是濕的就是這個原因。
 通過以上石材吸水和吸潮機理及石材周圍的水進行的分析,不難看出,石材的吸水現(xiàn)象是自然的,石材遇到水也是難免的,因此,我們要做的工作是防止和減少水對石材形成危害:石材表面上的水和液體污物會滲入石材,石材背面也存在潮濕的可能性。因此,探討如何使石材既保持良好的透氣性,又能避免水和其他液體滲入石材內(nèi),成為一個關鍵性的突破。
 自1863年法國兩位化學家合成了歷史上第一個有機硅化合物開始,人類利用有機硅化合物有了新的開始。在這之前,人們利用硅的形式只限于自然中存在的硅的轉化物,像陶瓷、玻璃、水泥等無機硅化合物。進人上個世紀30年代后,有機硅化合物的開發(fā)和應用有了較大的發(fā)展,各種經(jīng)過改性的具有特定性能的有機硅聚合物相繼推出。也就是自此開始,人們開始把有機硅聚合物特有的憎水性能引入到對建材的防水保護方面來。有機硅聚合物之所以成為一種理想的防水材料,得益于它特殊的分子結構。這些直鏈網(wǎng)狀結構或環(huán)狀結構的聚合物具有較好的物理和化學穩(wěn)定性、低表面張力、小分子結構和良好的憎水性。[Page]
 對于石材和其他礦物質建筑材料來講,對其進行防護處理的目的就是通過涂刷一種無色、非成膜的具有浸透能力的液體材料來保護暴露在外的石材或其他礦物質建材的表面或內(nèi)在組織免受潮濕和其他液體由此而產(chǎn)生的進一步損害。在前面部分我提到了石材的吸水機理和水分對石材產(chǎn)生的危害,顯然,防水處理必然成為使石材免受水分損害的最好方法。防水材料應達到這樣幾個要求:它能使石材的吸水量驟減;最大程度地保持水蒸氣的穿透性;深層滲透;充分耐堿;耐紫外線;對人們無健康危害。有機硅防水材料完全能夠滿足以上要求,與臘、丙烯酸樹脂等成模性涂料不同,有機硅防水劑沒有堵塞和封閉石材表面的毛孔,而僅僅是在石材毛孔壁上形成一層薄薄的膜,整個毛孔還是暢通的。這樣,一方面石材表面上形成的防護層具有較低的表面張力,它使水無法鋪展開濕潤石材。另一方面,液態(tài)的水也無法通過形成防護層的毛細孔滲入石材內(nèi),這是因為作為有極性的水已無法與非極性的憎水層作用,盡管相互接觸。
 由此,我們看到的現(xiàn)象是盡管石材遇到了水,但是已看不到被水濕潤的現(xiàn)象r。除此之外,完全固化后的有機硅化合物在分子結構上與天然石英極為相似,因此這種防水劑中的活性物與花崗石和水泥制品有著很好的親和力,從而使得防護效果表現(xiàn)出異常的耐久性。所以我們說有機硅防護劑對石材形成的保護是目前為止最科學最完美的,加上將氟化物與有機硅聚合物的嫁接,彌補了有機硅防護劑防油防污性能差的缺陷,使其更加完美。