一、石材產(chǎn)生病變的主要原因

對(duì)石材病變進(jìn)行分析，找到主要原因，從預(yù)防人手，在石材施工前提出相應(yīng)方案，是低成本、高可靠性地解決石材病變的關(guān)鍵。

1、水斑、泛堿的原因分析

在石材的形成過(guò)程中，因不同的化學(xué)成分和礦物組成、不同的形成環(huán)境、不同的外界影響，使得石材有不同的形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。許多石材是不致密的，存在孔洞、縫隙、毛細(xì)孔、解理等缺陷，這些缺陷給水的進(jìn)人提供了通道。

水斑:當(dāng)水通過(guò)石材的缺陷進(jìn)人石材內(nèi)部后存在其中，或與石材中某些成分反應(yīng)生成凝膠存于石材中，形成水斑，并可引起含鐵成分氧化而出現(xiàn)銹斑。

泛堿:水將粘結(jié)材料中水溶性材料溶解成溶液，進(jìn)人石材，水蒸發(fā)后溶液中的溶質(zhì)留于石材表面，見(jiàn)圖1。

2、起殼、脫落的原因分析

石材濕貼后起殼、脫落的原因主要從受力情況人手分析。當(dāng)強(qiáng)度>應(yīng)力時(shí)，系統(tǒng)穩(wěn)定;當(dāng)強(qiáng)度<應(yīng)力時(shí)，系統(tǒng)破壞，發(fā)生起殼、脫落。

(1)應(yīng)力分析

①墻面上貼石材時(shí)，如圖2，重力G為石材的重量，20mm厚石材一般為50一60k歲時(shí)，相對(duì)于基層，力的形式為剪力。拉力N由與石材平面平行方向的風(fēng)引起，稱作負(fù)風(fēng)壓。負(fù)風(fēng)壓在室內(nèi)可不考慮，如在室外，隨著所處位置的不同，高度的不同而有所不同，一般在十幾至幾十kg/m2。風(fēng)速越大，負(fù)風(fēng)壓越大。力的形式為拉力。

②溫度應(yīng)力。溫度應(yīng)力為由溫度變化引起尺寸變化產(chǎn)生的應(yīng)力。溫度升高，石材發(fā)生膨脹，產(chǎn)生應(yīng)變。

溫度應(yīng)力=彈性模量x應(yīng)變二彈性模量x原長(zhǎng)度x熱膨脹系數(shù)x溫度變化

即一定厚度和寬度的石材，其溫度應(yīng)力與長(zhǎng)度和溫度變化成正比，溫度變化越大，應(yīng)力越大;石材越大，應(yīng)力越大。應(yīng)力的形式為剪力，見(jiàn)圖30

③濕度應(yīng)力。濕度應(yīng)力是由濕度變化引起的應(yīng)力。濕度變化時(shí)，石材會(huì)有濕脹干縮現(xiàn)象，產(chǎn)生相應(yīng)的變形和應(yīng)力。石材鋪貼在地面上，因石材背面吸水，發(fā)生濕漲，石材表面未吸水，未發(fā)生濕漲，石材內(nèi)部存在濕度差而引起的應(yīng)力，石材會(huì)發(fā)生彎曲，產(chǎn)生剝離力，如圖40

(2)強(qiáng)度分析

石材粘貼在基層上，石材、粘結(jié)材料和基層形成一個(gè)系統(tǒng)。系統(tǒng)中有3個(gè)強(qiáng)度:

①在基層與粘結(jié)材料之間的界面強(qiáng)度;

②在石材與粘結(jié)材料之間的界面強(qiáng)度;

③粘結(jié)材料本體強(qiáng)度。

系統(tǒng)的強(qiáng)度由系統(tǒng)內(nèi)最低強(qiáng)度決定。一般情況下，抗拉強(qiáng)度)l .OMPa，抗剪強(qiáng)度)2.OMPa，系統(tǒng)穩(wěn)定。

(3)粘結(jié)模型

粘結(jié)是物理力與少量化學(xué)鍵力的結(jié)合。粘結(jié)材料滲人石材粘結(jié)面的縫隙、溝槽，粘結(jié)材料干固后形成“釘楔作用”，產(chǎn)生主要強(qiáng)度;石材為無(wú)機(jī)材料，與水泥結(jié)合有一定的水化活性，產(chǎn)生一定的化學(xué)鍵力。

要保證石材有較高的粘結(jié)強(qiáng)度，要求石材表面粗糙，與水泥相溶，粘結(jié)材料本身強(qiáng)度高，收縮小。

二、解決方案的關(guān)鍵

根據(jù)前述石材病變的原因分析，石材病變的發(fā)生是因?yàn)槭谋旧淼臐B透性和鋪貼后石材所受的應(yīng)力與粘結(jié)強(qiáng)度的關(guān)系。從防水、減少應(yīng)力和提高強(qiáng)度三要素人手，是預(yù)防病變的發(fā)生關(guān)鍵。在石材背面涂上一層既能防水，又能與石材粘結(jié)，并可與水泥基粘結(jié)材料很好地粘結(jié)，同時(shí)有一定柔性的背膠層，就可將許多石材病變拒之門(mén)外。上海愛(ài)迪技術(shù)發(fā)展有限公司研發(fā)的石材防水背膠就是一種具有上述性能要求的材料。

1、石材防水背膠

石材防水背膠是一種液體和粉體的雙組分材料，將此材料按比例攪拌均勻后，涂刷在粘貼面，干固后就可進(jìn)行粘貼施工。其特點(diǎn)是防水、粘結(jié)、柔性。

石材防水背膠最重要的技術(shù)指標(biāo)是:拉伸粘結(jié)強(qiáng)度、抗?jié)B性和耐老化性能，見(jiàn)表la

其中“拉伸粘結(jié)強(qiáng)度”有標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)(28天)、浸水后(14天)、熱老化后(8090，14天)、凍融循環(huán)后(-2090-2090，50次)，4種狀態(tài)下的強(qiáng)度，體現(xiàn)了材料在不同狀態(tài)下使用需達(dá)到的性能要求;數(shù)值采用《飾面石材用膠粘劑》(GB24624-2009)的強(qiáng)度指標(biāo)，拉伸粘結(jié)強(qiáng)度,1.0MPa.

“保留系數(shù)”體現(xiàn)了背膠的耐老化性能，計(jì)算式為:老化條件下的強(qiáng)度+標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度。保留系數(shù)大，表示耐老化性能好，使用壽命長(zhǎng)，為保證材料的耐老化性能，保留系數(shù)一般須)0.60“抗?jié)B性”體現(xiàn)材料的防水性能。石材要預(yù)防泛堿、水斑，需要長(zhǎng)久地把水擋在石材之外，據(jù)10多年的實(shí)踐，500mm水柱，24.小時(shí)不滲透，可符合要求。

石材防水背膠的粘結(jié)強(qiáng)度決定了石材的粘結(jié)強(qiáng)度，石材是否會(huì)起殼、脫落;抗?jié)B性決定了石材是否會(huì)發(fā)生泛堿和水斑。

2、對(duì)于花崗巖等不易碎的石材

用石材防水背膠涂刷在石材背面，形成的背膠層具有很好的防水、增粘效果，并有一定的柔性，降低應(yīng)力;可解決石材水斑、泛堿、泛漿、脫落等間題。

3、對(duì)于大理石等須做背網(wǎng)的易碎石材

用石材防水背膠取代傳統(tǒng)的樹(shù)脂膠背網(wǎng)，石材防水背膠與玻璃纖維網(wǎng)格布組成的背網(wǎng)層具有防水、增強(qiáng)、柔性的特點(diǎn)，在運(yùn)輸過(guò)程中，石材不易開(kāi)裂，并且施工時(shí)不需鏟網(wǎng)，避免施工時(shí)石材損壞，可很好地解決石材常見(jiàn)問(wèn)題。對(duì)傳統(tǒng)的石材生產(chǎn)和施工工藝帶來(lái)革命性的提高。

對(duì)于普通情況，采用石材防水背膠與普通粘貼方法即可預(yù)防石材病變的發(fā)生;對(duì)于在地鐵站、地暖、輕板上鋪貼石材，聲根據(jù)具體情況確定真體方案。

三、“三要素、五步驟”預(yù)防石材病變技術(shù)

石材的使用是一個(gè)系統(tǒng)，預(yù)防石材病變，必須系統(tǒng)地分析，系統(tǒng)地采取措施。根據(jù)石材常見(jiàn)的病變現(xiàn)象、原因分析及預(yù)防病變經(jīng)驗(yàn)，上海愛(ài)迪技術(shù)發(fā)展有限公司總結(jié)出“三要素五步驟”作為石材加工、施工階段石材防病變的主要措施。

1、三要素:防水、增強(qiáng)、減少應(yīng)力

(1)、防水:水斑、泛堿、起殼、開(kāi)裂等多種問(wèn)題都與水有關(guān)，防水，既是材料的防水，又是系統(tǒng)的防水。材料的防水是做好石材的防護(hù);系統(tǒng)的防水是在石材防護(hù)的基礎(chǔ)上，考慮整體的防水，從防止與疏導(dǎo)相結(jié)合出發(fā)，進(jìn)行整體安排。

(2)、增強(qiáng):起殼、開(kāi)裂、脫落等多種問(wèn)題與強(qiáng)度有關(guān)。增強(qiáng)，既是材料的增強(qiáng)，又是系統(tǒng)的增加，材料的增強(qiáng)針對(duì)石材，使石材的物理力學(xué)性能提高，不易開(kāi)裂;系統(tǒng)的增強(qiáng)是針對(duì)系統(tǒng)，從基層到面層，使整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定，石材不開(kāi)裂且不起殼、脫落。

(3)、減少應(yīng)力:開(kāi)裂、起殼、脫落都是因強(qiáng)度與應(yīng)力的平衡被破壞所致，減少應(yīng)力，是解決強(qiáng)度與應(yīng)力矛盾的重要措施，尤其是作為剛性系統(tǒng)，應(yīng)力的作用往往很大，控制應(yīng)力非常重要。

防水、增強(qiáng)、減少應(yīng)力，有一定的相關(guān)性，互相影響。如防水影響系統(tǒng)的強(qiáng)度(影響粘結(jié)強(qiáng)度)，也影響系統(tǒng)的應(yīng)力(濕度應(yīng)力)。許多病變是在三個(gè)要素共同作用下發(fā)生的。掌控好這三個(gè)要素，做到防水好、強(qiáng)度高、應(yīng)力小，對(duì)預(yù)防石材病變非常重要。

2、五步驟

(1)、采用石材防水背膠處理石材。如果是花崗巖等不易碎，不須用玻纖網(wǎng)格布增強(qiáng)的石材，采用石材防水背膠涂刷在石材背面，就可防滲、增粘，并且涂刷的效果可簡(jiǎn)單檢查，可防止石材背面的水、堿性水等影響質(zhì)量的物質(zhì)滲人石材。

對(duì)大理石等易碎的石材，采用石材背膠進(jìn)行背網(wǎng)，背網(wǎng)層不需鏟去，直接施工，不需做防護(hù)，提高效率，減少損耗，且防滲、增粘、背網(wǎng)的效果可簡(jiǎn)單檢查，保證背網(wǎng)層的實(shí)際效果。

(2)、五面防護(hù)。除背網(wǎng)層外的五面做傳統(tǒng)防護(hù)(適合石材的防護(hù))，抵御背面以外的水的滲人。

(3)、采用合適的粘結(jié)材料。根據(jù)石材的尺寸，基層的狀況，選擇粘結(jié)材料。如石材較小，基層穩(wěn)定，可選用普通的水泥、石材粘結(jié)劑;如石材較大，應(yīng)選用石材粘結(jié)劑;基層不穩(wěn)定，如輕鋼龍骨加輕板的輕質(zhì)墻體結(jié)構(gòu)、做過(guò)墻體保溫的保溫層上、地暖上貼石材，須用柔性粘結(jié)劑。

(4)、成品敞開(kāi)式保護(hù)。系統(tǒng)中過(guò)量水的存

在，對(duì)石材很不利，水斑、泛堿、起殼都與過(guò)量的水有關(guān)。大型地坪如機(jī)場(chǎng)、火車(chē)站等對(duì)此特別明顯。大型地坪往往采用半干水泥砂漿找平，再鋪貼石材;半干水泥砂漿中的水，大大超過(guò)實(shí)際水泥水化的需水量，而這些水的存在，如不均勻地滲人石材，會(huì)引起石材起殼(濕度引起的應(yīng)力)，也會(huì)造成水斑、泛堿。而敞開(kāi)式保護(hù)則是石材鋪貼完后，不用塑料薄膜等密封性的材料覆蓋，讓其敞開(kāi)，使墊層中多余的水分盡量多地從縫中散發(fā)掉，避免水與石材接觸，引起石材變形和水斑、泛堿的發(fā)生。

(5)、適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)。水泥的水化與時(shí)間有關(guān)，

時(shí)間越長(zhǎng)，水化得越完全，則強(qiáng)度越高，水泥中的堿越不易被溶出。地坪若無(wú)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)就受力，很容易出現(xiàn)空鼓;水景等若無(wú)適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)就放水使用，很容易出現(xiàn)泛堿。

一個(gè)完美的項(xiàng)目一定是設(shè)計(jì)、材料、施工、維護(hù)相結(jié)合，其中施工是關(guān)鍵，結(jié)果都需要靠施工來(lái)實(shí)現(xiàn)。同樣，石材病變的預(yù)防也與材料、施工、使用環(huán)境、成品保護(hù)相關(guān)，其中材料是基礎(chǔ)，施工是關(guān)鍵因素。三要素五步驟，從關(guān)鍵材料石材防水背膠開(kāi)始，以施工為主，到成品保護(hù)，從整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行考慮，既操作簡(jiǎn)便，又抓住關(guān)鍵，可很好地預(yù)防病變的發(fā)生。