石材幕墻貼面污染問題及預防措施

    石材是最古老的建筑材料，也是最新型的建筑裝飾材料，它經(jīng)久耐用，具有良好的質(zhì)感、美麗的色澤、優(yōu)異的自然花紋、高雅華貴，已大量用作建筑物內(nèi)外墻的飾材。這幾年我國很多建筑采用了石材幕墻貼面，天然石材花紋自然，但是安裝不久，貼面上有時就出現(xiàn)一堆堆黃色斑點、各種深淺不一的斑紋，嚴重影響建筑外表的美觀，達不到建筑設計者的初衷。

    隨著石材幕墻在建筑裝飾領域的應用越來越廣，伴之而來的石材病癥也日益突出，困擾著越來越多的建筑商和業(yè)主。其病癥不僅大大降低了石材的裝飾效果，影響建筑外表的美觀，縮短了石材的使用壽命， 而且石材一旦有了病癥難以恢復原樣，令人惋惜。

    2.1.1 形成原因

    泛白現(xiàn)象又稱泛堿現(xiàn)象。采用濕法施工易產(chǎn)生此種現(xiàn)象，原因是因為濕法施工石材背面灌注了水泥沙漿，水泥的主要成分為硅酸鈣，在水化的過程中，形成了氫氧化鈣，由于雨水的滲入，此種成分進入水道，進一步透出石材外部，與空氣中的二氧化碳和水分發(fā)生化學反應，生成不溶解的白色沉淀碳酸鈣，造成泛白現(xiàn)象。

    2.1.2 預防措施

    首先可采用干掛施工方法克服這一缺陷，由于石材干掛造價較高，一般適用于高檔建筑物外墻整體干掛，對于一些中、小建筑底層掛貼石材一般仍采用濕法施工，此時應對石材進行防護處理，即用樹脂注入石材背面及四個側(cè)邊，起到隔離堿性水泥砂漿與石材接觸的作用，封閉石材的孔洞，防止水分的滲透。同時由于石材背面成為毛面且有粘性，能夠更好地與水泥砂漿結(jié)合。在固定石板時要將板與板之間的接縫處抹膠，可增加其密實性，防止水分滲入。應使用低堿水泥，水泥與砂子的配合比一般為1:3。砂漿的水灰比要合適，使砂漿不致過干；分層灌注，灌注一層后要充分震搗。這樣雖然砂漿凝固時間長，施工進度減慢，但能保證建筑物與板材之間充分填實，成為一體，防止發(fā)生空鼓，防止雨水進入反復侵蝕，斷絕泛白現(xiàn)象的污染源。

    2.2.1 形成原因

    銹斑形成的原因有兩種。一種是自然反應生成。由于石材本身的成份含有赤鐵礦或硫鐵礦等含鐵礦物，這些鐵質(zhì)礦物接觸空氣被氧化而生成三氧化二鐵后，通過石材的毛細孔滲出，造成石材表面變黃，出現(xiàn)銹斑。另一種是因為石材在開采、加工、運輸、安裝、使用等過程中，不可避免地接觸到鐵制物品， 這些鐵質(zhì)物品的殘留物沾敷在石材表面，遇水氧化，產(chǎn)生銹斑。

    2.2.2 預防措施

     出廠的板材一定要將鋼砂等鐵質(zhì)殘留徹底清洗干凈，發(fā)生銹黃要處理干凈；在安裝前要采用樹脂注入的方法使石材具備防水功能，以防止石材內(nèi)部的鐵質(zhì)礦物被氧化后滲出石材表面。在施工方法上盡可能采用干掛方式，干掛配件一定要采用不銹鋼配件。墻面上的鐵制品表面應涂刷保護性涂料并注意養(yǎng)護，保證鐵制品不生銹。

    2.3.1 形成原因

    因為水份自石材背面滲透到石材表面，石材濕法施工中背面填有水泥砂漿，水泥的成份中會有氫氧化鈉，它對水分的吸附性很強，與潮濕空氣中的二氧化碳接觸后產(chǎn)生具有腐蝕性的碳酸鈉（俗稱蘇打），當有水份滲入時，蘇打可吸附大量的水，造成背面水泥砂漿終年不干，滲透至石材表面，隨著溫濕度變化，呈范圍不同的水漬、濕痕。

    2.3.2 預防措施

    盡量采用干掛施工方法， 對可能滲水的部分，如陽臺、墻基區(qū)域進行防水工程處理。如采用濕法施工，在施工前，可使用防護劑對石材逐塊進行防護處理，使石材有防水抗污的性能，從而有效地杜絕水斑的產(chǎn)生。

    2.4.1 形成原因

    雨水、冷凝水通過石材內(nèi)部的毛細孔和裂痕進入石材，溫度變化時體積發(fā)生變化，一般液態(tài)水結(jié)冰后體積膨脹率約在10%左右，這樣體積的膨脹就在石材內(nèi)部產(chǎn)生很大的壓應力， 造成石材的裂損。因為孔結(jié)構(gòu)決定了水的飽和度，結(jié)冰時所產(chǎn)生的壓力強度因孔徑而異，所以一些多孔的石材、內(nèi)部孔隙大的石材更易發(fā)生這類情況。

    2.4.2 預防措施

    凍損破壞會使石材失去表面光澤，嚴重的話在受到外力撞擊時破裂墜落，造成事故。預防的措施是用樹脂注入使石材具備防水性能，如果采用濕法施工時， 則必須對石材進行全方位的樹脂注入，并且切實做好填縫工程。

    2.5.1 形成原因

    龜裂一般產(chǎn)生于大理石，因其成分主要是石灰石，耐候性差，如將其貼掛于外墻，長期風吹、日曬、雨淋，即會產(chǎn)生龜裂。

    2.5.2 預防措施

    大理石貼掛于外墻，需進行事先養(yǎng)護，方法是采用加強劑養(yǎng)護產(chǎn)品，逐塊處理。經(jīng)過加強劑處理的石材，其表面硬度和光澤提高，石材的天然色澤更明亮，能提高耐候性，延長使用壽命。

    2.6 化學腐蝕

    2.6.1 形成原因

    這是由于工業(yè)廢氣加上汽車排放的尾氣使空氣中SO2、SO3、NOX等成份的含量陡增，它們?nèi)芙庠谒�中與碳酸鹽石材反應生成可溶性鹽或微溶鹽，這一過程在工業(yè)污染區(qū)和酸雨區(qū)尤為嚴重�；瘜W腐蝕會使石材表面呈泡沫狀脫落。

    2.6.2 預防措施

    施工安裝前做好石材的防水，防止含有有害氣體的溶液進入石材，同時采用養(yǎng)護產(chǎn)品進行養(yǎng)護。

    2.7.1 形成原因

    主要是由于石材內(nèi)部有水份，地上有些部分有機質(zhì)含量較高， 為苔鮮植物的生長創(chuàng)造了條件，它會導致石材變色，降低石材的強度和使用壽命。潮濕的石材上容易生長微生物，它不僅破壞石材的外觀，其新陳代謝的某些產(chǎn)物如地酸等侵蝕石材的粘結(jié)劑或本體， 某些生物酶會使硅鋁酸鹽釋放陽離子，產(chǎn)生微生物降解的破壞作用。

    2.7.2 預防措施

    首先要做好石材的排水工程，避免積水，沒有水份這些生物便不會生長，再將防護劑滲透到石材的內(nèi)部，防護劑即可起到防護作用，還可具有內(nèi)部粘接和強化石材的效果。

    石材幕墻貼面的質(zhì)量問題主要來自于三個方面：一是石材內(nèi)部的一些物質(zhì)成份與大氣中的物質(zhì)發(fā)生化學反應而形成的； 二是由于石材在安裝時施工方法不當所造成的； 三是日益嚴重的環(huán)境污染所致。所以在貼面施工安裝過程中也應從這幾方面入手。

    a) 選材要注意，各產(chǎn)地的花崗石及大理石材質(zhì)是不一樣的，應選用質(zhì)地致密、含鐵量少的石材。若鐵含量較高，材質(zhì)又疏松，則鐵質(zhì)容易滲透、遷移到表面，造成返黃。

    b) 配制石材粘貼及嵌縫砂漿時，應采用合適的外加劑，以降低拌和用水量，增強砂漿的密實性，提高抗?jié)B性能。

    c) 不應采用草繩、紙板箱包裝，以免受潮變黃。包裝中造成的污染主要是一些外附的有機高分子物質(zhì)，若污染較淺、顏色較淡的可以在石材安裝到墻面之前用草酸等浸泡；如污染較嚴重的必須用氧化劑浸泡半天到一天，一般都可以根除。

    d) 墻面上的鐵制品表面應涂刷保護性涂料并經(jīng)常注意養(yǎng)護。若發(fā)現(xiàn)涂料脫落、粉化，應及時重新涂刷，以保證鐵制品不生銹。若石材表面已出現(xiàn)黃斑，用墻面清洗劑清洗，墻面即可整舊如新。

    e) 對由于內(nèi)部原因使鐵質(zhì)從內(nèi)部向外部遷移的，即使用墻面清洗劑清洗干凈后，過不了多久會再度出現(xiàn)黃斑，尤其是下雨后特別明顯。這種情況可以先用墻面清洗劑清洗掉黃斑，再用外墻保護劑噴涂。該保護劑有很強的滲透性，噴涂后即滲入石材表面，在內(nèi)部封閉了水分的滲透通道，使鐵的氧化物、化合物無法向材料表面遷移，也就杜絕了返黃現(xiàn)象，而外墻保護劑無色透明，噴涂后從外觀上看不出與噴涂前有什么不同。

    f) 最好在整個墻面施工完畢之后， 表面全部采用保護劑處理。墻面保護劑為溶劑或乳液型，表面經(jīng)處理后在石材縫隙及砂漿孔壁上形成一層憎水膜，大大降低了它們的吸水性，水分難以進入，則可防止石材返黃、變色及砂漿泛白現(xiàn)象的發(fā)生，而且對提高建筑墻面的耐沾污性及使用壽命均有很大的好處。

    4.1 灑水

    a) 將水由灑水頭噴出成霧狀，經(jīng)長時間連續(xù)噴灑大量的水使壁面保持濕潤狀態(tài)，以便除去附著在石材表面的污染物或使固著的污染物軟化以利于污染物的去除。

    b) 像砂巖及石灰?guī)r等吸水率大的石材采用該方法去除表面污染物， 石材表面長時間的灑水，水滲透到石材的內(nèi)部而形成新的白華及造成壁體內(nèi)部五金生銹的不良后果。水分滲透到壁體內(nèi)部時也會造成內(nèi)部部分的劣化。

    c) 在冬季作業(yè)時也存在石材凍害的危險性。而像花崗巖及大理石等吸水率小的石材若僅靠灑水來去除污染物的效果往往不明顯。

    d) 以灑水的方法來清洗石材幕墻時，即使是定期的進行也比不上雨水自然洗凈的作用顯著；不過對不會被雨水淋到的部位應該具有一些洗凈的效果。

    e) 這種灑水的方法現(xiàn)在大都已不再采用，而被壓力水清洗及蒸氣清洗的方法所取代。

    4.2 壓力水清洗

    a) 用壓力水清洗石材幕墻表面的技術(shù)在近年來發(fā)展迅速， 它已在各種不同場所被廣泛的采用。將高壓水噴射到石材表面可通過水的滲透而減弱污染物的附著力， 同時也借水的沖擊力將污染除去。

    b) 由于水的滲透需要時間， 因此應采取事前將水灑在石材表面或在水中混入界面活性劑或清潔劑的措施。加入界面活性劑或清潔劑時，應在事前試驗所用的藥劑對石材是否有影響。

    c) 有時為提高作業(yè)效率，在施工時一味地增加水壓和水量，反而造成石材表面甚至整個墻面的損傷。通常壓力清洗的水壓可達到10MPa～20MPa，不過在進行清洗時應視污染的程度，對于質(zhì)地纖細石材的清洗其壓力大約調(diào)整在2MPa～7MPa 左右即可。為了防止壁面過度的濕潤， 水量大致控制在10L/min 左右。

    4.3 蒸汽清洗

    a) 由于壓力清洗以及化學清洗在時間和費用上都顯得不經(jīng)濟，因此有人建議采用高溫蒸汽的方法。以溫度高的水來清除污染物的效果較佳，對于油污物的去除使用的水溫度必須在90℃以上。不過要注意的是過度的熱沖擊對于石材有害。

    b) 使用蒸汽清洗對于不適于壓力清洗機噴嘴的復雜石材處和去除石材上的藻類及殺菌等具有相當?shù)男Ч��?br />

    4.4 噴射處理

    4.4.1 干式噴射處理

    a) 干式噴射處理是將研磨材以壓縮空氣噴向被洗凈面，借助機械力量來清除污染的方法。這種方法因研磨材的不同而有不同的稱呼。研磨材為砂時稱為噴砂處理，研磨材為金屬粒子時稱為噴丸處理或噴粒處理。

    b) 噴砂處理不僅能直接將污染物除去，它甚至將石材附有污染的表面薄薄一層也一起削除掉。因此常具有將不必去掉的石材面削除的危險性。

    c) 為了降低這種對石材不利的影響而將砂或金屬性的研磨材改以胡桃殼或玻璃碎片等較軟質(zhì)的材料做為研磨材的做法。通常采用彩噴射處理法的處理面較白。這是因為石材的表面部經(jīng)過噴射法處理后形成粗糙面，增加了光的漫反射所產(chǎn)生的一種效果。

    d) 采用噴射處理法會產(chǎn)生粉塵和施工時產(chǎn)生噪音，因此事前應對施工周圍的環(huán)境加以防護以免造成施工時的環(huán)境污染；同時因為所產(chǎn)生的粉塵含有矽容易使作業(yè)員患上矽肺病，因此在施工時必需要求作業(yè)員戴上保護器具�？偠�言之，這種方法對于不使用水清洗的壁體或在寒冷天氣時有造成凍結(jié)危險的場合最為適用。

    4.4.2 濕式噴射處理

    a) 濕式噴射處理法是以壓力水混合研磨材一起噴洗的方法，采用這種方法可以防止類似干式噴射法產(chǎn)生的粉塵公害。

    b) 濕式噴射法會使得研磨材與石粉成糊狀附著于石材表面，因此在糊狀附著物干燥前應以壓力水加以完全清洗干凈。

    c) 在污染嚴重的石材幕墻表面使用這種方法時應注意不可使亮面的石材失去光澤。

    4.4.3 微細顆粒噴射處理

    a) 微細顆粒噴射處理法主要用在美術(shù)造型的雕刻及建筑裝飾構(gòu)材的處理。其基本原理與干式噴射處理法相同。此法是以鉛筆型的噴嘴噴出鋁或玻璃的微細研磨材， 借噴射的機械力量來去除污染。因此適用于污染附著強固的石材表層。

    b) 在密封空間作業(yè)時應設置吸塵設備以吸收充滿在密閉空間的粉塵。這種工法由于噴射面積小，因此對于除去污染的控制較為容易；同時由于可調(diào)節(jié)空氣量及研磨材的量，因此適用于任何的石材種類。不過作業(yè)時間較長且必須要由技術(shù)熟練的工人來施做。

    在目前的清洗方法中，往往由于采用了錯誤的清洗方法或操作者不具有專業(yè)知識或?qū)κ�材性質(zhì)不了解，使得石材幕墻表面產(chǎn)生二次污染或使石材表面產(chǎn)生了無法挽救的情況。所以在選擇清洗方法時，應考慮以下因素，詳見表1。

    石材幕墻裝飾效果豐富，給人一種高雅、華麗的感覺， 其貼面污染問題并不影響幕墻的結(jié)構(gòu)安全，但嚴重影響了石材幕墻的使用功能，即大大抹煞了石材幕墻的外觀裝飾效果。只要我們采取有效措施加以預防，在施工中加以防范和保護，石材幕墻的貼面污染問題就會得到有效的解決。只有這樣石材幕墻才能健康全面發(fā)展，才能在幕墻工程中煥發(fā)出靚麗的風采。