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% 的變質巖石,由石灰?guī)r和白云巖等碳酸鹽經區(qū)域變質作用或熱接觸變質作用而形成,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 ):完全類質同像,這是大理石中鐵元素的一個來源,不過這部分鐵進入了晶格,性質較穩(wěn)定,很難與空氣中的水和氧反應生成鐵銹。
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,雖然其中有些雜質是成色的主要原因,如褐鐵礦可使大理石呈現晚霞美景,但它們也是產生銹斑的一個主要原因。這些鐵雜質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工具的使用,使得大理石表面殘留有少量的鐵質,經水和空氣作用形成鐵銹,滲入微孔中而形成污染。2大理石銹斑的預防
由以上銹斑的成因可知,銹斑的產生可以歸結于三方面:一是大理石豐富的微孔結構;二是鐵雜質的存在和加入;三是水和空氣的作用。因此,要對大理石銹斑進行預防,應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以外,很明顯,水才是鐵銹產生的罪魁禍首,如果沒有水,鐵質很難滲入石材,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!昂粑 ,內部的濕氣不能釋放出來,就會造成其他病癥的產生,嚴重的話,還可導致石材的破裂。所以,要綜合考慮。
因此,在石材施工前進行防護處理,達到有效防止水進入石材,是預防石材產生銹斑最為有效的一種方法。對大理石銹斑進行預防所用的防護劑還應當能夠保證大理石正!昂粑薄,F在市場上有很多種防護劑,各種防護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產品不多。所以,正確選擇并使用石材防護劑在預防石材產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,再進行拋光、晶化、涂防護劑等對石材進行翻新。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應用石材除銹劑。目前國內市場上出現的除銹劑大部分是國外進口的,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。市場上少數針對大理石開發(fā)的除銹劑產品,也往往是簡單地應用一些強氧化性化學藥品,這些產品對于表層的鐵銹(特別是在一些淺色石材表面看似嚴重,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象就無能為力了。應用石材除銹劑無疑是一種簡便又經濟的除銹方法。
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行了測試,結果表明,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、側面上可清晰的發(fā)現酸蝕的痕跡;在pH值在1—3時,大理石光面遭到輕微的損傷;當pH值降到1以下時,大理石光面上迅速反應產生氣泡。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巖,其主要成份與酸很容易反應,所以耐酸性極差,但大理石光面是經過樹脂打磨處理而來的,其對光面有一定的保護作用,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,并經過一些膠質體或直接附著于石材中。根據以上分析,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 與微孔內的膠質體或碳酸鹽反應,減小內孔對Fe:O,的束縛力,從而解放出Fe:O,;而釋放的活性氧可進一步將那些還沒有被完全氧化的亞鐵離子轉變?yōu)橛坞x的Fe20,, 以達到去除鐵源的目的,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,再進行防護處理則效果更佳。
我們選用不同類型的大理石進行了實驗,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,雖然其中有些雜質是成色的主要原因,如褐鐵礦可使大理石呈現晚霞美景,但它們也是產生銹斑的一個主要原因。這些鐵雜質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工具的使用,使得大理石表面殘留有少量的鐵質,經水和空氣作用形成鐵銹,滲入微孔中而形成污染。2大理石銹斑的預防
由以上銹斑的成因可知,銹斑的產生可以歸結于三方面:一是大理石豐富的微孔結構;二是鐵雜質的存在和加入;三是水和空氣的作用。因此,要對大理石銹斑進行預防,應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以外,很明顯,水才是鐵銹產生的罪魁禍首,如果沒有水,鐵質很難滲入石材,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!昂粑 ,內部的濕氣不能釋放出來,就會造成其他病癥的產生,嚴重的話,還可導致石材的破裂。所以,要綜合考慮。
因此,在石材施工前進行防護處理,達到有效防止水進入石材,是預防石材產生銹斑最為有效的一種方法。對大理石銹斑進行預防所用的防護劑還應當能夠保證大理石正!昂粑薄,F在市場上有很多種防護劑,各種防護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產品不多。所以,正確選擇并使用石材防護劑在預防石材產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,再進行拋光、晶化、涂防護劑等對石材進行翻新。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應用石材除銹劑。目前國內市場上出現的除銹劑大部分是國外進口的,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。市場上少數針對大理石開發(fā)的除銹劑產品,也往往是簡單地應用一些強氧化性化學藥品,這些產品對于表層的鐵銹(特別是在一些淺色石材表面看似嚴重,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象就無能為力了。應用石材除銹劑無疑是一種簡便又經濟的除銹方法。
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行了測試,結果表明,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、側面上可清晰的發(fā)現酸蝕的痕跡;在pH值在1—3時,大理石光面遭到輕微的損傷;當pH值降到1以下時,大理石光面上迅速反應產生氣泡。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巖,其主要成份與酸很容易反應,所以耐酸性極差,但大理石光面是經過樹脂打磨處理而來的,其對光面有一定的保護作用,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,并經過一些膠質體或直接附著于石材中。根據以上分析,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 與微孔內的膠質體或碳酸鹽反應,減小內孔對Fe:O,的束縛力,從而解放出Fe:O,;而釋放的活性氧可進一步將那些還沒有被完全氧化的亞鐵離子轉變?yōu)橛坞x的Fe20,, 以達到去除鐵源的目的,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,再進行防護處理則效果更佳。
我們選用不同類型的大理石進行了實驗,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到了滿意的效果。