石材幕墙贴面污染问题及预防措施

    石材是最古老的建筑材料，也是最新型的建筑装饰材料，它经久耐用，具有良好的质感、美丽的色泽、优异的自然花纹、高雅华贵，已大量用作建筑物内外墙的饰材。这几年我国很多建筑采用了石材幕墙贴面，天然石材花纹自然，但是安装不久，贴面上有时就出现一堆堆黄色斑点、各种深浅不一的斑纹，严重影响建筑外表的美观，达不到建筑设计者的初衷。

    随着石材幕墙在建筑装饰领域的应用越来越广，伴之而来的石材病症也日益突出，困扰着越来越多的建筑商和业主。其病症不仅大大降低了石材的装饰效果，影响建筑外表的美观，缩短了石材的使用寿命， 而且石材一旦有了病症难以恢复原样，令人惋惜。

    2.1.1 形成原因

    泛白现象又称泛碱现象。采用湿法施工易产生此种现象，原因是因为湿法施工石材背面灌注了水泥沙浆，水泥的主要成分为硅酸钙，在水化的过程中，形成了氢氧化钙，由于雨水的渗入，此种成分进入水道，进一步透出石材外部，与空气中的二氧化碳和水分发生化学反应，生成不溶解的白色沉淀碳酸钙，造成泛白现象。

    2.1.2 预防措施

    首先可采用干挂施工方法克服这一缺陷，由于石材干挂造价较高，一般适用于高档建筑物外墙整体干挂，对于一些中、小建筑底层挂贴石材一般仍采用湿法施工，此时应对石材进行防护处理，即用树脂注入石材背面及四个侧边，起到隔离碱性水泥砂浆与石材接触的作用，封闭石材的孔洞，防止水分的渗透。同时由于石材背面成为毛面且有粘性，能够更好地与水泥砂浆结合。在固定石板时要将板与板之间的接缝处抹胶，可增加其密实性，防止水分渗入。应使用低碱水泥，水泥与砂子的配合比一般为1:3。砂浆的水灰比要合适，使砂浆不致过干；分层灌注，灌注一层后要充分震捣。这样虽然砂浆凝固时间长，施工进度减慢，但能保证建筑物与板材之间充分填实，成为一体，防止发生空鼓，防止雨水进入反复侵蚀，断绝泛白现象的污染源。

    2.2.1 形成原因

    锈斑形成的原因有两种。一种是自然反应生成。由于石材本身的成份含有赤铁矿或硫铁矿等含铁矿物，这些铁质矿物接触空气被氧化而生成三氧化二铁后，通过石材的毛细孔渗出，造成石材表面变黄，出现锈斑。另一种是因为石材在开采、加工、运输、安装、使用等过程中，不可避免地接触到铁制物品， 这些铁质物品的残留物沾敷在石材表面，遇水氧化，产生锈斑。

    2.2.2 预防措施

     出厂的板材一定要将钢砂等铁质残留彻底清洗干净，发生锈黄要处理干净；在安装前要采用树脂注入的方法使石材具备防水功能，以防止石材内部的铁质矿物被氧化后渗出石材表面。在施工方法上尽可能采用干挂方式，干挂配件一定要采用不锈钢配件。墙面上的铁制品表面应涂刷保护性涂料并注意养护，保证铁制品不生锈。

    2.3.1 形成原因

    因为水份自石材背面渗透到石材表面，石材湿法施工中背面填有水泥砂浆，水泥的成份中会有氢氧化钠，它对水分的吸附性很强，与潮湿空气中的二氧化碳接触后产生具有腐蚀性的碳酸钠（俗称苏打），当有水份渗入时，苏打可吸附大量的水，造成背面水泥砂浆终年不干，渗透至石材表面，随着温湿度变化，呈范围不同的水渍、湿痕。

    2.3.2 预防措施

    尽量采用干挂施工方法， 对可能渗水的部分，如阳台、墙基区域进行防水工程处理。如采用湿法施工，在施工前，可使用防护剂对石材逐块进行防护处理，使石材有防水抗污的性能，从而有效地杜绝水斑的产生。

    2.4.1 形成原因

    雨水、冷凝水通过石材内部的毛细孔和裂痕进入石材，温度变化时体积发生变化，一般液态水结冰后体积膨胀率约在10%左右，这样体积的膨胀就在石材内部产生很大的压应力， 造成石材的裂损。因为孔结构决定了水的饱和度，结冰时所产生的压力强度因孔径而异，所以一些多孔的石材、内部孔隙大的石材更易发生这类情况。

    2.4.2 预防措施

    冻损破坏会使石材失去表面光泽，严重的话在受到外力撞击时破裂坠落，造成事故。预防的措施是用树脂注入使石材具备防水性能，如果采用湿法施工时， 则必须对石材进行全方位的树脂注入，并且切实做好填缝工程。

    2.5.1 形成原因

    龟裂一般产生于大理石，因其成分主要是石灰石，耐候性差，如将其贴挂于外墙，长期风吹、日晒、雨淋，即会产生龟裂。

    2.5.2 预防措施

    大理石贴挂于外墙，需进行事先养护，方法是采用加强剂养护产品，逐块处理。经过加强剂处理的石材，其表面硬度和光泽提高，石材的天然色泽更明亮，能提高耐候性，延长使用寿命。

    2.6 化学腐蚀

    2.6.1 形成原因

    这是由于工业废气加上汽车排放的尾气使空气中SO2、SO3、NOX等成份的含量陡增，它们溶解在水中与碳酸盐石材反应生成可溶性盐或微溶盐，这一过程在工业污染区和酸雨区尤为严重。化学腐蚀会使石材表面呈泡沫状脱落。

    2.6.2 预防措施

    施工安装前做好石材的防水，防止含有有害气体的溶液进入石材，同时采用养护产品进行养护。

    2.7.1 形成原因

    主要是由于石材内部有水份，地上有些部分有机质含量较高， 为苔鲜植物的生长创造了条件，它会导致石材变色，降低石材的强度和使用寿命。潮湿的石材上容易生长微生物，它不仅破坏石材的外观，其新陈代谢的某些产物如地酸等侵蚀石材的粘结剂或本体， 某些生物酶会使硅铝酸盐释放阳离子，产生微生物降解的破坏作用。

    2.7.2 预防措施

    首先要做好石材的排水工程，避免积水，没有水份这些生物便不会生长，再将防护剂渗透到石材的内部，防护剂即可起到防护作用，还可具有内部粘接和强化石材的效果。

    石材幕墙贴面的质量问题主要来自于三个方面：一是石材内部的一些物质成份与大气中的物质发生化学反应而形成的； 二是由于石材在安装时施工方法不当所造成的； 三是日益严重的环境污染所致。所以在贴面施工安装过程中也应从这几方面入手。

    a) 选材要注意，各产地的花岗石及大理石材质是不一样的，应选用质地致密、含铁量少的石材。若铁含量较高，材质又疏松，则铁质容易渗透、迁移到表面，造成返黄。

    b) 配制石材粘贴及嵌缝砂浆时，应采用合适的外加剂，以降低拌和用水量，增强砂浆的密实性，提高抗渗性能。

    c) 不应采用草绳、纸板箱包装，以免受潮变黄。包装中造成的污染主要是一些外附的有机高分子物质，若污染较浅、颜色较淡的可以在石材安装到墙面之前用草酸等浸泡；如污染较严重的必须用氧化剂浸泡半天到一天，一般都可以根除。

    d) 墙面上的铁制品表面应涂刷保护性涂料并经常注意养护。若发现涂料脱落、粉化，应及时重新涂刷，以保证铁制品不生锈。若石材表面已出现黄斑，用墙面清洗剂清洗，墙面即可整旧如新。

    e) 对由于内部原因使铁质从内部向外部迁移的，即使用墙面清洗剂清洗干净后，过不了多久会再度出现黄斑，尤其是下雨后特别明显。这种情况可以先用墙面清洗剂清洗掉黄斑，再用外墙保护剂喷涂。该保护剂有很强的渗透性，喷涂后即渗入石材表面，在内部封闭了水分的渗透通道，使铁的氧化物、化合物无法向材料表面迁移，也就杜绝了返黄现象，而外墙保护剂无色透明，喷涂后从外观上看不出与喷涂前有什么不同。

    f) 最好在整个墙面施工完毕之后， 表面全部采用保护剂处理。墙面保护剂为溶剂或乳液型，表面经处理后在石材缝隙及砂浆孔壁上形成一层憎水膜，大大降低了它们的吸水性，水分难以进入，则可防止石材返黄、变色及砂浆泛白现象的发生，而且对提高建筑墙面的耐沾污性及使用寿命均有很大的好处。

    4.1 洒水

    a) 将水由洒水头喷出成雾状，经长时间连续喷洒大量的水使壁面保持湿润状态，以便除去附着在石材表面的污染物或使固着的污染物软化以利于污染物的去除。

    b) 像砂岩及石灰岩等吸水率大的石材采用该方法去除表面污染物， 石材表面长时间的洒水，水渗透到石材的内部而形成新的白华及造成壁体内部五金生锈的不良后果。水分渗透到壁体内部时也会造成内部部分的劣化。

    c) 在冬季作业时也存在石材冻害的危险性。而像花岗岩及大理石等吸水率小的石材若仅靠洒水来去除污染物的效果往往不明显。

    d) 以洒水的方法来清洗石材幕墙时，即使是定期的进行也比不上雨水自然洗净的作用显著；不过对不会被雨水淋到的部位应该具有一些洗净的效果。

    e) 这种洒水的方法现在大都已不再采用，而被压力水清洗及蒸气清洗的方法所取代。

    4.2 压力水清洗

    a) 用压力水清洗石材幕墙表面的技术在近年来发展迅速， 它已在各种不同场所被广泛的采用。将高压水喷射到石材表面可通过水的渗透而减弱污染物的附着力， 同时也借水的冲击力将污染除去。

    b) 由于水的渗透需要时间， 因此应采取事前将水洒在石材表面或在水中混入界面活性剂或清洁剂的措施。加入界面活性剂或清洁剂时，应在事前试验所用的药剂对石材是否有影响。

    c) 有时为提高作业效率，在施工时一味地增加水压和水量，反而造成石材表面甚至整个墙面的损伤。通常压力清洗的水压可达到10MPa～20MPa，不过在进行清洗时应视污染的程度，对于质地纤细石材的清洗其压力大约调整在2MPa～7MPa 左右即可。为了防止壁面过度的湿润， 水量大致控制在10L/min 左右。

    4.3 蒸汽清洗

    a) 由于压力清洗以及化学清洗在时间和费用上都显得不经济，因此有人建议采用高温蒸汽的方法。以温度高的水来清除污染物的效果较佳，对于油污物的去除使用的水温度必须在90℃以上。不过要注意的是过度的热冲击对于石材有害。

    b) 使用蒸汽清洗对于不适于压力清洗机喷嘴的复杂石材处和去除石材上的藻类及杀菌等具有相当的效果。

    4.4 喷射处理

    4.4.1 干式喷射处理

    a) 干式喷射处理是将研磨材以压缩空气喷向被洗净面，借助机械力量来清除污染的方法。这种方法因研磨材的不同而有不同的称呼。研磨材为砂时称为喷砂处理，研磨材为金属粒子时称为喷丸处理或喷粒处理。

    b) 喷砂处理不仅能直接将污染物除去，它甚至将石材附有污染的表面薄薄一层也一起削除掉。因此常具有将不必去掉的石材面削除的危险性。

    c) 为了降低这种对石材不利的影响而将砂或金属性的研磨材改以胡桃壳或玻璃碎片等较软质的材料做为研磨材的做法。通常采用彩喷射处理法的处理面较白。这是因为石材的表面部经过喷射法处理后形成粗糙面，增加了光的漫反射所产生的一种效果。

    d) 采用喷射处理法会产生粉尘和施工时产生噪音，因此事前应对施工周围的环境加以防护以免造成施工时的环境污染；同时因为所产生的粉尘含有矽容易使作业员患上矽肺病，因此在施工时必需要求作业员戴上保护器具。总而言之，这种方法对于不使用水清洗的壁体或在寒冷天气时有造成冻结危险的场合最为适用。

    4.4.2 湿式喷射处理

    a) 湿式喷射处理法是以压力水混合研磨材一起喷洗的方法，采用这种方法可以防止类似干式喷射法产生的粉尘公害。

    b) 湿式喷射法会使得研磨材与石粉成糊状附着于石材表面，因此在糊状附着物干燥前应以压力水加以完全清洗干净。

    c) 在污染严重的石材幕墙表面使用这种方法时应注意不可使亮面的石材失去光泽。

    4.4.3 微细颗粒喷射处理

    a) 微细颗粒喷射处理法主要用在美术造型的雕刻及建筑装饰构材的处理。其基本原理与干式喷射处理法相同。此法是以铅笔型的喷嘴喷出铝或玻璃的微细研磨材， 借喷射的机械力量来去除污染。因此适用于污染附着强固的石材表层。

    b) 在密封空间作业时应设置吸尘设备以吸收充满在密闭空间的粉尘。这种工法由于喷射面积小，因此对于除去污染的控制较为容易；同时由于可调节空气量及研磨材的量，因此适用于任何的石材种类。不过作业时间较长且必须要由技术熟练的工人来施做。

    在目前的清洗方法中，往往由于采用了错误的清洗方法或操作者不具有专业知识或对石材性质不了解，使得石材幕墙表面产生二次污染或使石材表面产生了无法挽救的情况。所以在选择清洗方法时，应考虑以下因素，详见表1。

    石材幕墙装饰效果丰富，给人一种高雅、华丽的感觉， 其贴面污染问题并不影响幕墙的结构安全，但严重影响了石材幕墙的使用功能，即大大抹煞了石材幕墙的外观装饰效果。只要我们采取有效措施加以预防，在施工中加以防范和保护，石材幕墙的贴面污染问题就会得到有效的解决。只有这样石材幕墙才能健康全面发展，才能在幕墙工程中焕发出靓丽的风采。