1大理石銹斑的成因
大理石(marble)是一種碳酸鹽礦物集合體。含量大于50% 的變質(zhì)巖石,由石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽經(jīng)區(qū)域變質(zhì)作用或熱接觸變質(zhì)作用而形成,其中含大量的方解石和白云石,這種礦物都易發(fā)生類質(zhì)同像:方解石中的ca易被Fe替代,而白云石中的Mg與Fe可形成CaMg(CO ):一CaFe(CO ):完全類質(zhì)同像,這是大理石中鐵元素的一個來源,不過這部分鐵進(jìn)入了晶格,性質(zhì)較穩(wěn)定,很難與空氣中的水和氧反應(yīng)生成鐵銹。
鐵的第二個來源的機械混合造成的,大理巖在變質(zhì)形成過程中,不可避免地機械混入了像黃鐵礦(FeS2)、硫鐵礦(FeS)、赤鐵礦(Fe:0,)和FeO等含鐵雜質(zhì),雖然其中有些雜質(zhì)是成色的主要原因,如褐鐵礦可使大理石呈現(xiàn)晚霞美景,但它們也是產(chǎn)生銹斑的一個主要原因。這些鐵雜質(zhì)接觸空氣中的水和氧生成鐵銹(Fe:0,),通過大理石的微孔滲出表面及表面不深處。這種原因被稱為先天性成因。
另一種銹斑成因是人為造成的,在理石開采、加工、安裝、使用等過程中,尤其是在加工過程中鐵質(zhì)工具的使用,使得大理石表面殘留有少量的鐵質(zhì),經(jīng)水和空氣作用形成鐵銹,滲入微孔中而形成污染。2大理石銹斑的預(yù)防
由以上銹斑的成因可知,銹斑的產(chǎn)生可以歸結(jié)于三方面:一是大理石豐富的微孔結(jié)構(gòu);二是鐵雜質(zhì)的存在和加入;三是水和空氣的作用。因此,要對大理石銹斑進(jìn)行預(yù)防,應(yīng)該從以上三方面著手。除了在石材加工及施工過程中,盡量避免石材接觸鐵質(zhì)以外,很明顯,水才是鐵銹產(chǎn)生的罪魁禍?zhǔn)祝绻麤]有水,鐵質(zhì)很難滲入石材,沒有水的作用鐵銹也很難形成。但如果阻止空氣的出入,石材就不能正常“呼吸” ,內(nèi)部的濕氣不能釋放出來,就會造成其他病癥的產(chǎn)生,嚴(yán)重的話,還可導(dǎo)致石材的破裂。所以,要綜合考慮。
因此,在石材施工前進(jìn)行防護(hù)處理,達(dá)到有效防止水進(jìn)入石材,是預(yù)防石材產(chǎn)生銹斑最為有效的一種方法。對大理石銹斑進(jìn)行預(yù)防所用的防護(hù)劑還應(yīng)當(dāng)能夠保證大理石正常“呼吸”。現(xiàn)在市場上有很多種防護(hù)劑,各種防護(hù)劑基本上都具有疏水性能,但能真正有效并長時間防止水的滲透并同時具透氣性的防護(hù)產(chǎn)品不多。所以,正確選擇并使用石材防護(hù)劑在預(yù)防石材產(chǎn)生銹斑等病癥方面極其重要。
3大理石銹斑的治理
3.1石材表面翻新。由于有些銹斑處在大理石表面或表面不深處,有些企業(yè)就采用水磨機等機器除去大理石的表面層,再進(jìn)行拋光、晶化、涂防護(hù)劑等對石材進(jìn)行翻新。這種方法對那些淺藏在大理石表面的鐵銹有一定的效果。如果是先天性造成的銹斑,由于銹是從石材底部反滲上來的,再加上翻新的厚度有限。因此,這種方法效果也不是很理想,況且成本也較高。
3。2應(yīng)用石材除銹劑。目前國內(nèi)市場上出現(xiàn)的除銹劑大部分是國外進(jìn)口的,價格一般都較高。而且大部分都是針對花崗巖的,此類除銹劑表現(xiàn)為強酸性,對主要成分是碳酸鹽的大理石危害很大,人們一般采用稀釋產(chǎn)品來處理大理石銹斑,但效果不佳,還會腐蝕石材。市場上少數(shù)針對大理石開發(fā)的除銹劑產(chǎn)品,也往往是簡單地應(yīng)用一些強氧化性化學(xué)藥品,這些產(chǎn)品對于表層的鐵銹(特別是在一些淺色石材表面看似嚴(yán)重,其實并沒有滲入石材深層的銹斑)具有一定的效果。但對于深層的鐵銹,對于石材底部返滲上來的返黃現(xiàn)象就無能為力了。應(yīng)用石材除銹劑無疑是一種簡便又經(jīng)濟(jì)的除銹方法。
4一種新型大理石除銹劑的研究
筆者先對大理石的耐酸度進(jìn)行了測試,結(jié)果表明,pH值大約為3時,對大理石的光面無任何的損傷,而在斷面、底面、側(cè)面上可清晰的發(fā)現(xiàn)酸蝕的痕跡;在pH值在1—3時,大理石光面遭到輕微的損傷;當(dāng)pH值降到1以下時,大理石光面上迅速反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。這是由于大理石是一種以白云石和方解石礦物為主要成份的變質(zhì)巖,其主要成份與酸很容易反應(yīng),所以耐酸性極差,但大理石光面是經(jīng)過樹脂打磨處理而來的,其對光面有一定的保護(hù)作用,所以光面在一定的酸度下不至于損壞。
由前面介紹的銹斑成因可知,銹斑主要成份是Fe:O,,主要存在于大理石的微孔中,并經(jīng)過一些膠質(zhì)體或直接附著于石材中。根據(jù)以上分析,我們研制了一種以主體活性試劑A、穩(wěn)定劑B和滲透劑C組成的大理石除銹劑。試劑A能緩慢釋放H 和活性氧,其30%的水溶液pH值大約為4,在對大理石銹斑處理時不會傷害到光面,效果也較理想。其除銹原理如下:試劑A在滲透劑C的作用下,通過微孔滲入到大理石表面以下,A緩慢釋放的H 與微孔內(nèi)的膠質(zhì)體或碳酸鹽反應(yīng),減小內(nèi)孔對Fe:O,的束縛力,從而解放出Fe:O,;而釋放的活性氧可進(jìn)一步將那些還沒有被完全氧化的亞鐵離子轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x的Fe20,, 以達(dá)到去除鐵源的目的,防止石材處理后再次發(fā)生病變。涂上大理石除銹劑后,在石材表面附上一張吸濕性較好的紙,一段時間后,可將微孔中的Fe:O,, “拔 出來。除去鐵銹后,用清水清洗干凈,在石材完全干燥后,再進(jìn)行防護(hù)處理則效果更佳。
我們選用不同類型的大理石進(jìn)行了實驗,效果都較好,在對大面積爵士白大理石的除銹去黃施工中也達(dá)到了滿意的效果。
鐵的第二個來源的機械混合造成的,大理巖在變質(zhì)形成過程中,不可避免地機械混入了像黃鐵礦(FeS2)、硫鐵礦(FeS)、赤鐵礦(Fe:0,)和FeO等含鐵雜質(zhì),雖然其中有些雜質(zhì)是成色的主要原因,如褐鐵礦可使大理石呈現(xiàn)晚霞美景,但它們也是產(chǎn)生銹斑的一個主要原因。這些鐵雜質(zhì)接觸空氣中的水和氧生成鐵銹(Fe:0,),通過大理石的微孔滲出表面及表面不深處。這種原因被稱為先天性成因。
另一種銹斑成因是人為造成的,在理石開采、加工、安裝、使用等過程中,尤其是在加工過程中鐵質(zhì)工具的使用,使得大理石表面殘留有少量的鐵質(zhì),經(jīng)水和空氣作用形成鐵銹,滲入微孔中而形成污染。2大理石銹斑的預(yù)防
由以上銹斑的成因可知,銹斑的產(chǎn)生可以歸結(jié)于三方面:一是大理石豐富的微孔結(jié)構(gòu);二是鐵雜質(zhì)的存在和加入;三是水和空氣的作用。因此,要對大理石銹斑進(jìn)行預(yù)防,應(yīng)該從以上三方面著手。除了在石材加工及施工過程中,盡量避免石材接觸鐵質(zhì)以外,很明顯,水才是鐵銹產(chǎn)生的罪魁禍?zhǔn)祝绻麤]有水,鐵質(zhì)很難滲入石材,沒有水的作用鐵銹也很難形成。但如果阻止空氣的出入,石材就不能正常“呼吸” ,內(nèi)部的濕氣不能釋放出來,就會造成其他病癥的產(chǎn)生,嚴(yán)重的話,還可導(dǎo)致石材的破裂。所以,要綜合考慮。
因此,在石材施工前進(jìn)行防護(hù)處理,達(dá)到有效防止水進(jìn)入石材,是預(yù)防石材產(chǎn)生銹斑最為有效的一種方法。對大理石銹斑進(jìn)行預(yù)防所用的防護(hù)劑還應(yīng)當(dāng)能夠保證大理石正常“呼吸”。現(xiàn)在市場上有很多種防護(hù)劑,各種防護(hù)劑基本上都具有疏水性能,但能真正有效并長時間防止水的滲透并同時具透氣性的防護(hù)產(chǎn)品不多。所以,正確選擇并使用石材防護(hù)劑在預(yù)防石材產(chǎn)生銹斑等病癥方面極其重要。
3大理石銹斑的治理
3.1石材表面翻新。由于有些銹斑處在大理石表面或表面不深處,有些企業(yè)就采用水磨機等機器除去大理石的表面層,再進(jìn)行拋光、晶化、涂防護(hù)劑等對石材進(jìn)行翻新。這種方法對那些淺藏在大理石表面的鐵銹有一定的效果。如果是先天性造成的銹斑,由于銹是從石材底部反滲上來的,再加上翻新的厚度有限。因此,這種方法效果也不是很理想,況且成本也較高。
3。2應(yīng)用石材除銹劑。目前國內(nèi)市場上出現(xiàn)的除銹劑大部分是國外進(jìn)口的,價格一般都較高。而且大部分都是針對花崗巖的,此類除銹劑表現(xiàn)為強酸性,對主要成分是碳酸鹽的大理石危害很大,人們一般采用稀釋產(chǎn)品來處理大理石銹斑,但效果不佳,還會腐蝕石材。市場上少數(shù)針對大理石開發(fā)的除銹劑產(chǎn)品,也往往是簡單地應(yīng)用一些強氧化性化學(xué)藥品,這些產(chǎn)品對于表層的鐵銹(特別是在一些淺色石材表面看似嚴(yán)重,其實并沒有滲入石材深層的銹斑)具有一定的效果。但對于深層的鐵銹,對于石材底部返滲上來的返黃現(xiàn)象就無能為力了。應(yīng)用石材除銹劑無疑是一種簡便又經(jīng)濟(jì)的除銹方法。
4一種新型大理石除銹劑的研究
筆者先對大理石的耐酸度進(jìn)行了測試,結(jié)果表明,pH值大約為3時,對大理石的光面無任何的損傷,而在斷面、底面、側(cè)面上可清晰的發(fā)現(xiàn)酸蝕的痕跡;在pH值在1—3時,大理石光面遭到輕微的損傷;當(dāng)pH值降到1以下時,大理石光面上迅速反應(yīng)產(chǎn)生氣泡。這是由于大理石是一種以白云石和方解石礦物為主要成份的變質(zhì)巖,其主要成份與酸很容易反應(yīng),所以耐酸性極差,但大理石光面是經(jīng)過樹脂打磨處理而來的,其對光面有一定的保護(hù)作用,所以光面在一定的酸度下不至于損壞。
由前面介紹的銹斑成因可知,銹斑主要成份是Fe:O,,主要存在于大理石的微孔中,并經(jīng)過一些膠質(zhì)體或直接附著于石材中。根據(jù)以上分析,我們研制了一種以主體活性試劑A、穩(wěn)定劑B和滲透劑C組成的大理石除銹劑。試劑A能緩慢釋放H 和活性氧,其30%的水溶液pH值大約為4,在對大理石銹斑處理時不會傷害到光面,效果也較理想。其除銹原理如下:試劑A在滲透劑C的作用下,通過微孔滲入到大理石表面以下,A緩慢釋放的H 與微孔內(nèi)的膠質(zhì)體或碳酸鹽反應(yīng),減小內(nèi)孔對Fe:O,的束縛力,從而解放出Fe:O,;而釋放的活性氧可進(jìn)一步將那些還沒有被完全氧化的亞鐵離子轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x的Fe20,, 以達(dá)到去除鐵源的目的,防止石材處理后再次發(fā)生病變。涂上大理石除銹劑后,在石材表面附上一張吸濕性較好的紙,一段時間后,可將微孔中的Fe:O,, “拔 出來。除去鐵銹后,用清水清洗干凈,在石材完全干燥后,再進(jìn)行防護(hù)處理則效果更佳。
我們選用不同類型的大理石進(jìn)行了實驗,效果都較好,在對大面積爵士白大理石的除銹去黃施工中也達(dá)到了滿意的效果。