建筑裝飾石材 水斑水跡的清洗研究

隨著石材在建筑領域越來越廣泛的使用，隨之而來的石材病癥也困擾著越來越多的建筑商和業(yè)主。這些病癥不但大大下降了石材的裝飾效果，也縮短了石材的使用年限。在石材諸多的病癥中，水斑或水跡是最普遍的頑癥之一。出現水斑或水跡的石材由于石面干濕或明暗的不均勻猶如一副大花臉，使得石材原來自然、華貴的裝飾效果大打折扣，尤其對于一些大型地面石材裝飾工程水斑往往是工程質量的最大危害之從目前的處理技術看，要清除石材的水斑或水跡非常困難，文獻查閱也表明國內外有關的研究非常少，甚至有人已經稱這種水斑或水跡為石材裝飾工程的癌癥。因此，如何清除或防治這一頑癥，就成為一個極具現實意義的研究課題。

(一)水斑或水跡的成因

作為建筑裝飾石材的頑癥，水斑或水跡主要指在已經裝飾的石材表層上的濕痕或類似濕痕的斑痕印跡等，其主要特色是這些濕痕總是不干；或者不易徹底干燥；或者總使人覺得有水潤濕的痕跡，即使陽光照射或用火烘烤，過后仍然是濕痕依舊。石材水斑或水跡的成因從形成條件分析與石材本身的性質，周圍的環(huán)境，以及安裝施工的方法等都有關。石材具有很多微孔隙，即屬于微孔隙材料，大多一。石材還是親水的，可以自動吸附水份和傳遞濕氣。裝飾石材表層上呈現的水斑或水跡從形成機理上分析，主要有四種：

第一種是石材直接或間接地與潮濕或與水源相連的情況．例如南方的一些彼鄰潮濕的地面和墻面，或是附近經常有水滲出的部位等，經?？梢钥吹绞p隙附近石面上的水濕印跡。

第二種是因為石材內部或表層的微孔隙中含有某些鹽或堿。這些鹽或堿往往是粘貼后隨著石材表層水份的蒸發(fā)，后續(xù)水份的不斷向外補充而將鹽堿集中于石材表層層的。鹽堿形成的水斑有兩類，一類是一些易潮解的鹽或堿，它們具有較低的水蒸氣壓，故會吸水份直至達到與外界水蒸氣壓的平衡，而石材微孔隙產生的附加壓力(微孔毛細現象)使平衡更加有利于吸附更多的水分，因此不論外界天氣如何，石材表層水總是干不了。另一類是一些鹽的半透明的結晶體，它們占據在石材微孔隙中，使表層光的反射率發(fā)生變化，粗看起來很像是石材被潤濕了。

石材表層層鹽堿的來源主要有：①濕法粘貼時水泥、泥灰漿或添加劑的鹽堿成分；②附近泥土或地下水中隨水份而遷移來的可溶性鹽堿；③環(huán)境污染或酸雨作用后的沉積物；④石材在開采、加工、搬運和露天存放時帶入的鹽堿，如切鋸和拋光的冷卻液等；⑤石材安裝后的清洗液和護理液等的帶入。第三種是由石材本身礦物原因形成的水斑。除了石材本身所含的一些可溶性鹽和不穩(wěn)定化學物質外，有些石材的內部還含有包裹體，這種包裹體是巖石在形成過程當中所“捕獲”的外來物質，它們可能以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)形式存在。當巖石切開后，這些有的會逐漸擴散開來形成斑痕，有的斑痕只是使局部色澤稍暗，很像水的濕痕。

第四種是已經干了的類似于水斑的印跡。產生的原因或是濕法粘貼，或是曾經滲水，或是裝飾面下的潮氣，或是其他潮濕粘滯體浸入等原因使石材裝飾面某一區(qū)域在較長時間中處于濕潤狀態(tài)。濕潤的表層比干燥的表層更容易吸附灰塵，吸附的污物經過一段時間會滲入石材表層的微孔隙，即使后來整個裝飾面干了，由污物表現出來的水斑的印跡也會留下。

在上述四種水斑(或水跡)，對石材危害最大的是第二種，即可溶性鹽堿的存在。鹽結晶破壞(也稱鹽風化)已經被認為是損壞石質建筑和石質文物的最主要的威脅。

(二)水斑或水跡的清除方法

對于以上不同成因的水斑(或水跡)，其清除方法各不相同：第一種需要去除潮濕或切斷水源；第二種需要清除微孔隙中的鹽或堿；第三種和第四種需要清除成色物質或暗色物質。在四種水斑(或水跡)中最普遍的是第二種和第四種。本文也主要針對這兩種水斑(或水跡)的清除方法進行討論。

目前，國外有關水斑(或水跡)清除方法的研究非常少，能找到的有：

(1)史林-薩里在美國專利中提到了一種清除硬表層上水跡和礦物沉淀的方法，主要是應用礦物酸、潤滑劑和增稠劑的粘滯性流體對硬表層進行清洗。礦物酸的作用是除去斑跡，如鈣鹽和沉淀的金屬氧化物，不錯的濃度為31％一37％wt。潤滑劑選自甘油或礦物油，此成分可以提高組分的分散性，其不錯的濃度為15％～30wt。增稠劑可用明膠或氧化硅，或者它們的混合物，其濃度范圍為總組成重量3～16％wt，為了達到可流動且具一定粘性的效果，最后組成的粘度范圍應為1．73―76000厘泊。另外，還可以加上分散劑或抗絮凝劑，例如采用十八烷懸浮體的表層活性劑。當使用膠態(tài)氧化硅時，需考慮粒子的大小和對粘度的影響，粒子的大小最好為0．3―0．5微米。如果溶液不穩(wěn)定，可利用一種或多種分散劑或抗絮凝劑的混合物，分散劑或抗絮凝劑的用量約為總重量的4o％或更少一些。其他有關組分也可加入，包括染料、香料、溶劑或酶。這些溶劑或酶的加入有利于污漬混合物的溶解，據稱此發(fā)明可高效、便利、快速地清洗多孔和無孔硬表層的污漬等。當組成在高粘度的情況下，如76000厘泊時，清洗劑變?yōu)槟z凝體。這十分便于豎直的，有角度的，或倒置的硬表層的清洗。

(2)彼得-查瑞里在另一美國專利中介紹了一種去除水污斑的漂白清洗劑，據稱它可以清除墻壁及天花板上的污漬，并且只需要將清洗劑噴灑或涂擦在污斑表層即可，不需過多擦拭表層。此清洗劑為粉狀運行時與水混合，形成含溶質3～8wt％的水溶液。粉狀體的配方為：漂白劑60～80wt％，表層活性劑0．1～10wt％，水溶性陰離子聚合物0．1～10wt％，其他惰性成分為5～40wt％

(3)秀戎雅農在日本專利中介紹了一種清洗混凝土，石材，磚瓦等硬表層上的污斑的清洗劑。這是一種水性清洗劑，組成包括混合酸5～25wt％(其中也提到了水斑)，脂肪酸003～1wt％，烷基醚0．2～5wt％，氯化銨5～40wt％。

(4)海絨-德馬等在日本專利中介紹了一種泡沫清洗劑，用于清洗硬表層上的水垢類污物，尤其是浴室與廁所里的無機污濁物，廚房里的合成污物等，據稱清洗后有長時間的保護能力，配方包括：絲氨酸或其鹽0．1～30wt％，可溶于水的溶劑01～50wt％

(5)屋太倪等在日本專利中介紹了一種能驅除水跡的清洗劑，據稱可以清洗陶制品表層的水污斑。其配方比較簡單，主要為一氯甲烷、異丙醇等組分的混臺溶劑。一氯甲烷與異丙醇兩者的重量比為9O～65。對能找到的一些配方以及一些國外進口的產品我們進行了實驗驗證，結果發(fā)現有的配方和產品根本無效，有的配方和產品稍有一些效果。

為了開發(fā)新型石材水斑清除劑，結合大學本科生的畢業(yè)論文工作，我們進行了多種理論和實驗的研究?，F在一種復配型的石材水斑清除劑(ZDF25)已經研究出來。它是一種符合環(huán)保要求的水溶液，目前已經用到了一些清洗工程中。它對于鹽堿型和污漬型的水斑或水跡，即上面提到的第二種水斑都有不錯的清除效果。

(三)水斑或是水跡的預防

如上所述，水斑危害大，清除困難。隨著人們對水斑成因的認識越來越深入，水斑或水跡的預防也逐漸成為石材裝飾工程的業(yè)主們、設計者和施工單位最為關注的問題。根據水斑的四種成因，常用的施工前的預防措施主要有以下幾種：

(1)由于石材是親水的微孔隙材料，會自動吸水和傳遞濕汽。注意阻斷水源、隔離潮濕和及時排水是石材裝飾工程必須首先考的問題；

(2)填塞石材底部的毛細孔，作石底防護，以達到阻斷水泥、沙漿或褥加劑中鹽堿成分，以及附近泥土或地下水中的可溶性鹽堿滲入石材。石底防護劑成分主要為有機高分子樹脂或無機膠體，并且多數是成膜型材料；

(3)對石材的正面和側面作表層防護(防水)處理，以避免因施工、環(huán)境污染、及清理護理等原因帶人的鹽堿或污物。常用的表層防護劑大多數為硅或氟的(有機或無機)化合物，具有一定的滲透性和憎水性，并且多數無明顯膜層，有一定的透氣性；(4)選用化學成分穩(wěn)定的石材，以避免由于石材礦物成分變化而產生斑痕。

總之，石材的水斑或水跡是一種較難治愈石材病，事先采取預防措施是最經濟的效的方法。如果已經有了水斑或水跡，目前我們也有了化學去除的辦法，最關鍵的是要對癥下藥。

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