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建筑装饰石材,石材装修时的防护方法有哪些?建筑装饰石材的化学防护

放大字体  缩小字体 更新日期:2017-07-15  来源:建材之家  作者:石材之家  浏览次数:183
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建筑装饰石材,石材装修时的防护方法有哪些?建筑装饰石材的化学防护

明确了石材防护的概念和防护意义,归纳了石材防护的历史进程及其目前的市场状况,对石材防护剂的分类进行了归类,并提出了防护剂所应具备的基本技术要求,阐述了几类石材防护剂的防护机理,对常用石材防护剂的性能进行了列表举例,进一步明确石材防护剂使用的注意事项及其使用方法,给出了几种石材装修时的防护方法,最后对实际操作者给出了几个具体防护实例。

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第一、石材防护及其意义

1、石材防护;石材防护,也称石材养护。是利用化学产品与方法,对石材进行防护性保护,以使石材抵御外界因素对其进行的侵蚀破坏;消除石材自身产生的降低美观性的内在因素。石材防护按使用防护产品的过程先后,又分为使用(事)前防护,即石材装饰装修前进行的防护;使用(事)后防护,即石材因“病症”,如油污、污渍、水渍、水斑、泛碱、白华、破损、变形等一系列损坏石材美观性,经清洗或研磨、翻新后给予预防性的防护。广义的石材防护,包括多种方法、多种产品、对多种作业对象;安装前与安装后的防护。狭义的石材防护,通常是指利用石材化学品对建筑装饰石材在安装前进行的预防性防护,以及安装后对石材出现缺陷、“病症”消除后的“治疗性”、“保护性”防护。一般在建筑装饰上的石材防护通常是指使用前、后的两种石材的防护,也即狭义的石材防护。

石材防护技术及其产品是建立在建筑防水涂料及其技术的基础上发展起来的,是化工产品中新近发展比较快的一项应用新技术,是石材产品向装饰业延伸与扩展的一个亮点。因为石材防护产品的出现与应用,使得建筑装饰石材的应用领域、空间、时间得到了迅速的扩展——其装饰属性得到了极大的提升。

2、石材防护的意义;现代石材防护、养护技术是近几十年的事,在石材真正作为建筑材料上万年漫长的历史中,石材一直以作为建筑的结构材料、基础材料为主,人们也并未有意识地对它进行防护。据文献记载,四千多年前人们才注意到对石材防护的必要性,古埃及人曾用蜡保护方尖碑。两千多年前,欧洲莱茵河畔的住宅,长年受潮湿气候的影响,建筑石材中大量繁殖苔藓、微生物以及动植物,破坏了建筑物的牢固与美观,人们试图用松树汁、蜡、油脂等天然物质涂抹建筑底部的石材以防水、防潮。17世纪欧洲曾记载用松节油溶解蜡来保护教堂一类的石材建筑。在发掘的中国两千多年前的汉墓里也发现用木炭作为石棺的防水材料。但古代这种对石材的防护只是用在个别的建筑和特殊部位上,没有真正形成规模和产业。

石材作为器具、用品要比作为建筑材料的时间早许多年,几十万年前的北京周口店猿人,就知道用石材作为工具打击另外的石头,做成狩猎的工具。新疆出土的石碗、石碾、石剑等器具,据考证已经有了至少20万年。而遍及中国与世界大大小小的石雕、石刻及石质建筑更是无计其数。器具、用品、雕刻、建筑等石材实体物品在许多年里人们并没有意识到它需要防护,人们反而认为石头是坚硬无比,对石材的防护甚至是多此一举。

20世纪50年代起,工业金刚石及其超硬材料大规模的工业生产,促使装饰石材加工技术和生产效率快速提升,石材从建筑的基础材料、结构材料、辅助材料,快速转变到装饰材料角色上,人们追求的是石材自然花纹、丰富的色彩、韵味质感及返璞归真的心里感受,为了装饰石材功能尽善尽美、永葆靓丽的光泽、花纹、色彩,防止被其他材料、自然环境破坏,人们就试图研究用各种方法来保护石材,尽量延长石材的使用时间、寿命。包括利用物理、化学、生物的等手段,而化学方法可以说是最有效、最直接,也是最经济的方法。所以说,对于建筑装饰石材来说,使用最多的防护方法与产品,还是化学产品与方法。也可以说,建筑装饰石材的防护,也就是建筑装饰石材的化学防护。石材化学防护产品与技术的出现与应用极大地促进了建筑装饰石材的使用功能的提高,改善了使用的环境,消除了潜在的隐患,提高了建筑装饰石材的社会和经济效益。

而对于近几十年在世界范围内出现人造石系列产品,它也对防护提出了要求,虽然人造石材不像天然石材那么资源短缺,但同样也面临着使用功能、装饰效果、节约成本的需要。所以石材防护也应将人造石材系列纳入防护对象,

由于近些年石材加工技术的提高,后修饰、美化石材的化工产品普及与应用,使得天然石材的品质更加优越,诸如表面致密度、光泽度、几何尺寸、吸水率、耐磨、硬度、耐酸碱性等性能,在常人看几乎和玻璃质(如玻璃、微晶玻璃、铸石)、瓷质(陶瓷、釉面砖、通体砖)、金属质(铝塑板、钛合金)一样,具备坚硬、密实、不透气、耐候的特征。然而,天然石材与上述这些材料的本质区别恰恰就在于它是天生的多孔材料;而上面提到的这些装饰材料则是后天工业化生产的无孔材料。由于天然石材的多孔性特征,决定它的极易吸收、吸附并沉积污染物。如水性污染、油性污染、日用化学品、药品污染,饮食污染等,而破坏其天然美感。这种多孔透气的微观结构,在自然里的许多矿产都有,如其它非金属矿产、植物类等。因此,石材虽然外表坚硬,但仍免不了被侵蚀,这就成为定期防护和维修、清洗后必须要进行防护提供了必要前提。

不同的石材,使用在不同的部位,接触外界污染条件均不同。比如,化学条件下的酸碱、化学药品等;物理条件下的温度、压力、吸水率、热膨胀率、硬度、摩擦力、粗糙度等;自然条件下的风化、日晒、水的干涉等等。这些都有极大地差别,提出对石材定期防护和维修后的防护方法也就千变变万化。比如火烧板、剁斧板等粗面板防护,有时就显得比光面板还重要。因为火烧板加工受到800℃以上的高温灼烧,石材表面形成凹凸起伏的表面,使距表面、浅表面10?15mm的石材颗粒结构已造成损伤,晶体崩碎、氧化,抗压、抗拉、抗弯强度均下降,尤其微裂隙大量增加。而铁质矿物氧化造成石材表面粗糙、酥松,在使用中也更易存留大量污染物、有害物,更易造成渗透性水通道,促使石材内部吸附水份和潮湿气,进一步吸附污染物,腐蚀表面矿物。一些粗面板虽然是用外力或机械加工的,石材的内部结构并不像火烧板那样被高温破坏,但粗面板表面极易驻留、粘贴住污染物和附吸水份,水份在粗糙面的存留往往要比光面石材多和时间长,这些都会促使粗面石材的污染加重和不易清洗。所以,火烧板与粗面板的防护一定意义上讲比光面石材还必要。

当然对石材的防护通常是指对天然石材,对装饰石材中的人造合成石、微晶石等新型人造石系列产品,由于在工业化生产中克服了天然石材的多孔性,其污染的概率程度大幅下降,一般只是进行表面清洁、上光、防护,不须做更深层次的防护处理。

石材防护的理念经过近几年的推广,在国内已得到业内人士认可,石材防护产品、施工技术,施工队伍都有了很大发展,成为石材化工领域中一个重要的组成部分。此外,随着近年工业污染对石质文物中石质建筑、石岩画,雕刻等的加重,用化学方法进行清洗后再防护,已经被文物界认可,并在诸如北京颐和圆汉白玉石栏杆,北京天安门汉白玉拦杆,人民英雄纪念碑汉白玉云台,上海外滩百年西方石质建筑,四川乐山大佛,德国科隆大教堂,意大利比萨斜塔等保护上给予了积极的实践,收到了明显效果。为石材防护开辟了新用途。

第二、石材防护剂发展历程及市场

1、石材防护的发展历程;如果从历史过程对石材防护的使用材料上看,石材防护经历了一个从自然材料到人工合成,从单一到复杂,从通用到专用的发展过程。石材的化学防护产品与技术已经经历了5个阶段:

第1代防护剂——古代的植物材料防护。如天然树脂、树胶、油脂的涂抹,以及用木炭、竹炭和一些非金属粉对石材进行吸水、防潮。主要是对石材的防水、吸水和防潮作用。其特征是材料都是天然的、或经过简单加工而成。根本谈不到利用化学方法生产,表明人类的生产力的低下与技术的落后。使用只在很小的范围与部位,未形成产业化,随意性很强。

第2代防护剂——覆盖型防护材料。用蜡对石材进行防护,这种利用硬蜡或蜡液对石材进行防护是一种典型的覆盖型防护。在被防护石材表面通过施以压力或用溶解的蜡水在石材表面形成致密的蜡膜,用以阻隔水、油等的侵入,对石材起到防护作用。特点是用蜡将石材的微孔完全堵塞,妨碍了石材的透气性。聚集在石材内部的水气无法排除,导致石材“病变”发生,从另一角度讲,蜡的使用又破坏了对石材的防护。因为蜡膜有粘性、易污染,形成的蜡垢不易清洗;蜡膜易挥发、易磨损,需要经常涂蜡,以保持光洁,劳动强度大。如果打蜡次数增多,还会加深石材表面的颜色,造成石材变色,表层被损害。蜡的防护还只局限于地面,根本谈不上立面、高空作业来防护建筑物。因此蜡被称作“暂时性、临时性”的防护(材料)剂。

但蜡的使用是人类对石材防护作出了质的理解。它已不是仅仅使用天然材料对石材防护,且处于零星、单个物体阶段,而是已经上升到了人们有意识的、能动的使用化学产品的时代。

第3代防护剂——非渗透性防护材料。通过有机溶剂等溶解合成树脂、硅酸盐类产品后利用溶液进行涂刷石材,达到覆盖和填充石材微孔的目的。该类防护剂又可分无色系列和有色系列,它们在石材表面形成了密致保护膜,和蜡相比具有较好的耐污性,较长的使用寿命和较广的使用范围,是一种防护时间相对较长的防护剂。

特点是尽管这种膜层防水性能较好,可以阻挡外界的污染,但透气性差,使石材内部的水气难以排除,也极易导致石材“病变”。这种表面膜层有时会改变石材的表面风貌、色彩;抗紫外线、耐老化性和持久性相对较差;容易磨损、时常要修补;由于采用的溶剂易挥发、易燃、有毒性,在施工时可能会造成对人体的伤害或环境污染。因此,不是一种理想的建筑装饰石材防护剂。

第4代防护剂——渗透性防护材料。通过渗透性较高的有机硅覆盖并渗透石材内部孔隙中,防护效果明显,并且使石材始终处于透气状态。其防护原理是防护剂对石材渗透后,在石材表层和浅表层的内部微孔中形成防护膜,既能出色地防止多种污染物的进入,又不大影响石材的透气性,可以避免石材内部水气滞留而造成的石材“病变”;灰尘和污染只能浮于石材表面,清洗方便,用清水擦洗即可。抗紫外线、耐老化性和持久性较第3代防护剂都要好得多。

特点是在被防护表面有部分膜层,不同程度上会产生一定的遮盖力,会不同程度地改变石材表面原有的风貌和特色,限制了在纹理丰富、色泽多彩的石村上的应用。这种防护护剂分为溶剂型、水性和乳液型等三种。基本上形成了建筑装饰石材防护剂区别与其他防水涂料的独特性能。

该类产品由于近年开发出更精细的原料,其强有力的渗透作用更加明显,渗入到防护物的内部微孔中,形成纳米级球状结晶保护层,既能出色地防止多种污染物的进入,又不影响石材的透气性,完全避免了石材内部湿气滞留造成的石材病变,使该类防护剂性能大为提高。

特点是它具有极佳的抗紫外线能力、耐老化性和持久性,使防护时间更长,可达30?50年。由于在对被防护的石材表面不成膜,减少了遮盖性,不改变石材表面原有的风貌和特色。是当前使用最普遍的石材防护产品。这种防护剂可分为溶剂型、水乳液型两种。

第5代高效防护剂——氟硅类防护材料。是利用化学的剪枝、配位等分子设计手段,制出具有较强渗透功能和很低表面能的防护剂。特点是除具备上述所有防护剂的优点外,对油的防护功能十分卓越,效果明显、且耐候性更强,是新一代防护剂。但由于制造工艺复杂,原材料成本较高,使用成本一直居高不下,在一定程度上影响了对它的普及。这种防护剂也可分为溶剂型、水乳液型等两种类型。水乳液型以其无毒和不燃的特点受到用户欢迎:溶剂型产品在符合有关环保标准的前提下,采用了低挥发性的溶剂,具有良好的渗透性能和对施工环境的适应能力。并且不用表面活性剂,抗紫外线能力、耐老化性和持久性更强。

新兴的晶硬处理产品——晶硬剂、晶硬粉。这是一种树脂型覆盖型产品,之所以将它单独提出,是因为从产品材料上讲,它应归为第三代覆盖型产品,但由于它在石材表面的加硬、增光、修补、消除缺陷、增加石材装饰效果上有较大的优势。故在石材日常防护和研磨翻新后晶硬处理而受到使用者和施工者的欢迎,成为石材防护和日常保洁必不可少的工序之一。

建筑装饰石材,石材装修时的防护方法有哪些?建筑装饰石材的化学防护

2、目前石材防护产品与市场;客观地说,现代石材的防护技术最早是由建筑材料防水涂料、纺织面料以及金属防水涂料等领域引伸而来的。尤其我国防水涂料的开发和应用始于20世纪60年代以石油沥青和苯乙烯焦油等化工厂的下脚料改性而成。20世纪70年代末随着我国化工建材发展,防水涂料也获得了迅速发展,先后开发了双组分和单组分的聚氨脂防水涂料、聚丙烯酸脂防水涂料、硅橡胶防水涂料等,形成了化学反应固化型和溶剂挥发干燥型等性能不同、形态不一的多类型、多品种的产品格局。随着我国石材工业的迅猛发展,装饰石材使用量骤增,但随之而来的水渍、泛碱、锈黄、油污等石材“病症”也随之而来,严重影响了石材的美观。人们逐渐意识到石材也需要保护,石材防护产品在建材防水涂料基础上应运而生,20世纪末的最后20年里,国外一些石材防护观念与产品进入中国,国内一些企业也纷纷上马生产。但究其根本,石材防护剂的生产还处于化工原料的复配、勾兑、复合、混合阶段。一定意义上讲,是一些化工产品在石材领域中的应用延伸。

据了解,目前用于石材的防护剂主要有聚丙烯酸脂类、甲基硅酸钾(钠)、硅烷/硅氧烷类、有机硅氟类和一些不饱和树脂类等几大类产品共存。主要使用的溶剂有水、苯、甲苯、二甲苯、200#汽油、丙酮和一些烷烃类有机溶剂。在产品标准上,目前美国、德国、日本、欧共体等尚未发现有关石材防护剂的标准。国内制定完成了《建筑装饰用天然石材防护剂》(JC/T973-2005),对规范防护剂市场起到了一定作用。
由于石材防护是随着人们偏爱天然石材自然美感而应运而生的。石材工业发达的国家,目前在石材使用前一般都进行防护处理,现在国内已大规模地开始接受石材装修前须对石材进行防护的理念,并且在许多工程已身体力行。而对石材使用后定期清洗、防护也给予了必要的重视,使石材防护成为石材装饰中必不可少的一环,石材防护已经成为护理中必补可少的作业,并且向着人造石装饰领域迅速扩展。

第三、石材防护剂分类及技术要求

1、石材防护剂分类;石材防护剂是用于对装饰石材进行预防性保护和使用后经处理再保护的一类材料的总称。使用最多,也是最有效、最经济的当属化工材料。石材防护剂的产业化生产首先是由国外开始,中国的石材防护剂经过早期的引进、自主开发、新产品创新,技术水平已接近国外。国内的研究机构,如浙江大学、北京化工大学、原国家建材局苏州非金属矿设计研究院、原国家建材局人工晶体研究所、浙江力宝高新建材股份有限公司、北京建海齐昌等单位的开发,及一大批国外公司或中国代理公司,如德国雅科美、香港雅伦、日本大金化学、美国杜邦公司对石材防护产品的推广,国内石材防护产品市场已呈多元化格局。

2、石材防护剂产品的分类主要有:

1)按防护剂材料的化学性质分为:无机防护剂、有机防护剂;

2)按防护时间分为:临时性防护(石蜡、硅油),持久性防护(有机硅树脂、有机氟、树脂晶硬材料等);

3)按防护剂防护机理分为:表面成膜密封型、渗透(填补)固结型、深层渗透固结型、表面晶硬型;

4)按防护面积及位置分为:饰面型(指用于干挂石材6面、湿贴石材装饰面(包括4个侧面,1个表面)的防护剂);底面型(指用于粘贴石材底面的防护剂);

5)按防护石材存在时间分为:古代文物防护、现代石材防护;

6)按防护石材所在环境分为:公共场所石材防护、居家石材防护;

7)按防护剂对环境有害程度分为:无毒型,有毒型;

8)按防护剂形态分为:水溶型、油溶型、稠粘型、溶剂型、粉状型;

9)按防护剂功能分为:防油防水型、防水型、防油型、多功能型;

10)按防护剂化学成份分为:石蜡类、有机硅类、有机硅氟类、硅烷硅氧烷类、硅酸盐类、丙稀酸类、不饱和树脂类、环氧树脂类、有机硅复合配制类;

11)按使用溶剂类型分为:水剂型、溶剂型;

12)按防护具体治理病症分为:防白华型、防泛碱型、防析盐型、防水斑型、防返水型、防油斑型、防污型等;

13)按防护后产生美观性、效果性分为:增光型、增色型、防滑型、增艳型、显湿型、原色型等。

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