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室外天然石材铺装表面泛碱的原因及处理措施

来源:株洲石材护理 发表时间:2014-09-01 08:42

【导读】建筑装饰用的天然石材是从天然岩体中开采出来,经加工成块状或板状材料的花岗岩和大理石。这类石材(花岗岩、大理石中汉白玉和艾叶青)自然庄重、色彩绚丽及较好的抗风化、稳定...

  建筑装饰用的天然石材是从天然岩体中开采出来,经加工成块状或板状材料的花岗岩和大理石。这类石材(花岗岩、大理石中汉白玉和艾叶青)自然庄重、色彩绚丽及较好的抗风化、稳定性好、耐久性好,广泛用于建筑物的室外地面、墙面、柱面、勒脚、基座和台阶处,极大地突出了建筑的艺术效果。天然石材的安装施工方法一般采用干挂法和湿贴法,其中湿贴法施工简便,造价较低,特别是有些部位(如室外台阶)是干挂法所不及的。 然而采用湿贴法安装天然石材时,由于水泥砂浆在水化时析出大量的 Ca(OH)2通过天然石材内部的空隙泛到石材的表面,产生不规则的花斑或从石材与石材缝隙中淌出的“白浆”,俗称泛碱现象,这些饰面水印斑斑,去之无效,拆之亦难,严重的影响建筑物室内外石材饰面的装饰效果。 近年来,随着城市中大量广场和标志性建筑的出现,这些广场和建筑物的室外台阶大多采用湿贴法安装花岗岩饰面,调查发现这些地方的石材表面出现“花斑”、“挂白胡”和析出“白浆”的泛碱现象,严重地影响了这些标志性建筑物的形象,因此石材养护日益的开始重视。 为此,本文研究湿法安装天然石材泛碱成因和采取相应的预防措施避免泛碱问题的发生。

  1湿贴法安装天然石材产生泛碱现象的原因

  1.1 天然石材中毛细孔的存在,为水泥砂浆水化后产生的碱、盐等水溶液的析出提供了通道天然石材一般主要由硅酸盐和碳酸盐矿物组成,这些石材结晶相对较粗,内部有许许多多毛细管,花岗岩细孔率为 0.5~1.5%,大理石细孔率为 0.5~2.0%, 水可以通过这些石材中的毛细管浸入面传到另外一面。 加之天然石材特别是大理石的主要化学成分是碳酸钙,当受到大气中硫化物的和水汽形成的酸雨长期作用下,其表层起化学变化即转化为石膏,使其很快失去光泽,并变得疏松多孔,内部在二氧化碳和雨水形成弱酸侵蚀下形成更多的细孔,加速了水泥砂浆水化后产生的碱、盐等水溶液的析出。

  CaCO3+SO2+H2O+O2=CaSO4+CO2↑

  CaSO4+SO2+H2O=Ca(HSO3)2

  CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

  1.2 水泥的水化是生成了大量泛碱物质

  湿贴法采用的粘结材料是水泥砂浆,水泥在水化过程中主要产生3CaO·SiO2·3H2O 和 Ca(OH)2,其中 Ca(OH)2占整个水化物的 25%。 Ca(OH)2随多余的拌合水沿天然石材的毛细孔游离入侵板块, 拌合水越多,移动到砂浆表面入侵到板块的就越多,水分蒸发后,Ca(OH)2就存积在砂浆表面和石材板块里。

  3CaO·SiO2+6H2O=3CaO·SiO2·3H2O+3Ca(OH)2

  2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·SiO2·3H2O+Ca(OH)2

  3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O

  1.3 水是泛碱物质的溶剂和载体

  雨水的渗入,地面水(或潮湿)沿石材表面和缝隙侵入石材板,并溶入 Ca(OH)2和其他盐类物质进入石材毛细管转移到石材表面,Ca(OH)2溶液在 CO2作用下生成 CaHCO3到 CaCO3形成流“白浆”现象,随着水分的蒸发 CaCO3和其他盐类物质结晶物就形成“花斑”、“挂白胡”的现象。

  Ca(OH)2+2H2CO3=Ca(HCO3)2+2H2O

  Ca(OH)2+Ca(HCO3)2=2CaCO3↓+2H2O

  2预防湿贴法安装天然石材产生泛碱现象的措施

  针对湿贴法安装天然石材产生泛碱现象的成因,本文从阻断石材泛碱的通道,减少 Ca(OH)2、盐类等生成物及减少水的侵入三个方面采取措施,进行预防。

  2.1 阻断石材泛碱的通道

  天然石材湿贴法安装前做防碱背涂处理。防碱背涂就是在石材背面和侧面背涂专用处理剂, 该溶剂渗透到石材结构的微细孔隙中,形成一层致密的涂层,使水、Ca(OH)2、盐等其他物质无法侵入,切断了泛碱通道,就可以遏止泛碱现象了。

  防碱背涂的具体施工做法:先将背面和四个侧面清理干净,然后涂刷二道防护剂,涂刷时要求保证涂面干燥,涂刷后要求阴干,每一遍阴干后方可涂刷第二遍,两遍涂刷方向应垂直。

  2.2 减少 Ca(OH)2、盐类等生成物

  1)控制水泥碱的含量指标的控制。 用于铺设天然石材的水泥应采用回转窑生产的水泥,SO2≤3.5%,CaO≤0.6%。

  2)湿贴法所用的水泥砂浆宜掺入减水剂和 108 胶搅拌均匀,以减少 Ca(OH)2析出,砂浆稠度宜为 6~8cm,灌浆法砂浆稠度宜为 8~12cm。

  铺贴前基底清理干净,涂刷一道素水泥浆。完成以上的特殊工序后,按照正常的施工程序铺设花岗岩。

  2.3 减少水的侵入

  1)作业前不可大量对天然石材和墙面淋水,防止水泥基粘结材料在水化反应初期生成 Ca(OH)2溶于水,随着的水分蒸发转移石材和粘结材料的接触面上。

  2)防止雨水从板缝侵入溶解 Ca(OH)2,天气晴朗时再把 Ca(OH)2溶液带出外面,在接缝产生泛碱现象,板材面板块必须离缝镶贴,缝宽不应小于 5mm,使用石材专用硅硐耐候密封胶密封。

  3)室外地面墙根下应设置防潮层 、卫生间 、浴室等用水房间的外壁如有石材装饰,其内壁应需作防渗处理。室外施工搭设防雨蓬,处理好门窗框周边与外墙的接缝,防止雨水渗漏入墙。

  4)室外广场或大型公共建筑物的台阶铺设天然石材时 ,解决雨水的疏散路径,不要产生积水,以免溶入雨水中 Ca(OH)2遇到空气中的CO2生成 CaCO3出现白浆的现象。

  5)室外天然石材铺贴贴完成后,全面积喷涂有机硅防水剂或其他无色护面涂剂,较少酸雨的影响。

  3结束语

  天然石材湿贴法铺设过程中要做好阻断石材泛碱的通道, 减少Ca(OH)2、盐类等生成物及减少水的侵入泛碱等三个关键步骤,才可以消除泛碱的现象。 消除湿贴天然石材泛碱重在预防,如果在使用和维护过程中治理天然石材装饰面泛碱,不但很难根除,而且费用高昂。只有探明湿贴法天然石材泛碱产生的根本原因,在设计、材料、施工各环节中严格把关,科学防治,就完全可避免湿贴法天然石材泛碱现象的发生,使天然石材这种建筑材料为现代建筑再放光彩。