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解析石材养护:应从病症分析开始入手

文章来源: admin   累计点击:1087   添加时间:2016-03-29 08:23:24

  随着社会经济的进步和城市建设的加快,使得众多大型公?#27493;?#31569;和标志性建筑应用石质材料作为建筑物的装饰材料和主体材料,从高楼大厦的内外装饰到室外公共场所园林造景、艺术雕塑无处不见使用石材装饰和点缀的丰?#27426;?#24425;的景观,这些成功的石材应用既美化了环境,同时也提高了人类生活质量。

  石材应用有着悠久的历史,人类几千年的文明史几乎都是由石材记载的,从旧石器时代开始,直到发展到现代文明的今天,人类一直?#26377;?#30528;利用石材书写着人类历史的发展和文明的进程。分?#20960;?#22788;数不胜数的石质文物是人类祖先?#21414;?#25165;智有形的体现,为我们研究人类文明史提供了有力的佐证。

  在我们挖掘祖先文明的同?#20445;?#20063;会发现祖先留下的文化遗产-石质文物正在经受历史变迁、气候和环境以及人类活动形成的影响破坏;在我们使用大量石材装饰各种建筑物的同时也会发现由于材料和施工、自然环境和人为污染生成的各种石材病变,文物逐渐?#29615;?#21270;破坏的面目全非,石材装饰的建筑物美观效果大打,甚至成为建筑物装饰的污点。

  为了挽救和保护石质文物,文保部门和科?#24615;?#25152;、大专院校进行了大量的研究,针对不同的现象和原因,进行了不同清洗和保护材?#31995;?#35797;验,获得了一些有效的成果。对于现代石材应用所出现的各种问题,同样引起了?#30340;?#22806;的重视,们从不同的角度对石材应用产生的各种负面的现象加以分析,一方面通过物理和化学的方法进行消除或称治理,另一方面从预防的角度出发,研制一些防护剂对可能出现的病症加以预防。上述两个方面都属于石材护理的范畴,但后者是我们石材应用护理的当前主要工作内容。

  结合我国石材应用护理行业所涉及范畴、从业状况、以及遇到的实际问题,我认为石材的病症治理与养护应从分析入手,就像医生诊断病情一样,通过各种手段分析出石材出现风化腐蚀、石材出现各种污染的原因,石材结构和构造发生的变化,石材出现各种污染的污染物来源、生成的污染物成分等,使用防护剂的主要物质成分,防护剂作用于石材的机理和形成的物?#39318;?#24577;,终?#33539;?#27491;确的医治和护理方案,从而做到对症下药、药到病除,预防有效的结果。

  分析要从以下几个方面入手:

  一、分析了解石材?#26087;?#30340;岩性和物理特征

  护理的对象是各种各样的石材,每种石材都有自己的岩矿特征,化学和物理特征。石材的岩石属性不外乎火成岩、沉积岩和变质岩三大类。以化学成分特征划分为碳酸盐类和硅酸盐类两大类别。

  硅酸盐类岩石如花岗岩、辉绿岩(辉长岩)、正长岩、角?#19994;齲?#30899;酸盐类岩石如大理岩、石灰岩、石?#19968;?#31561;。了解石材的岩石属性可以掌握岩石?#30446;?#29289;成分和化学成分,从而判定?#32654;?#30707;材抗化学风化能力和容易出现的病症。掌握岩石的结构构造和物理性能,可以判定石材?#30446;?#29289;理风化能力,从而指导正确应用石材。

  二、分析各种病症的现象和形成机理

  石材出现的病症可以归纳为以下几个方面:

  1.由于风化作用形成的石材表面粗糙,失去光泽,石?#26102;?#24471;疏松,石材表层出现粒状脱落(粉化),石材内部的节理裂隙扩张加大等。风化作用包括物理风化、化学风化和生物风化。风化作用发生的过程缓慢,时间较长,历史留下的石质文物受风化作用影响为突出,文物遭受的破坏?#29616;亍?#22240;此,对于石质文物的保护要从分析研究文物的风化形态和风化程度入手。

  物理风化表现方式主要为:

  ⑴风沙击打石材的表面,使得石材表面粗糙,失去光泽,?#29616;?#32773;破坏石材,尤其是石质文物的造型轮廓,使得文物面目全非。

  ⑵温度变化?#24425;?#29289;理风化的另一重要条件,自然状态下的岩石受温度冷热交替变化的影响,会产生?#26085;?#20919;缩,造成表面崩裂瓦解。

  ⑶冻融风化是石材内部的水分受低温影响,结冰后产生膨胀力,造成岩石结构松散,逐渐发展到表层粒状脱落。

  物理风化是一种机械风化,岩石的化学成分没有得到改变,也没有形成新?#30446;?#29289;。紫外线对石材的颜色直接影响是使石材褪色,颜色鲜艳的石材会变得暗淡或者失去原有颜色。紫外线对石材的影响还没有系统的文献记载,我们将紫外线对石材的老化作用也归类到物理风化范畴。

  化学风化是指自然界发生的使得岩石化学成分发生改变的作用。表现方式有氧化作用、溶解作用、水解作用、水化作用。化学风化来自于原岩以外的物质如氧气、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等,以空气或水作为介质,与岩石中的活跃化学成分发生反应,生成新?#30446;?#29289;成分。

  生物风化作用是指生物活动对岩石的破坏作用,一方面引起岩石的机械破坏,如树根生长对于岩石的压力可达10kg/cm2~15kg/cm2,这能使根深入岩石裂缝,劈开岩石;另一方面植物根分泌出的有机酸,也可以使岩石分解破坏。这一现象多发生在露天大型的石质文物上。此外,植物、藻类的生活和死亡分解可以形成腐殖酸,这种酸分解岩石的能力也很强。

  上述三种风化作用之间的关系很密?#26657;?#23427;们往往同时进?#26657;?#20114;相影响,互相促进,是一个复杂的统一过程。

  研究石质文物的风化形态,进行风化成因分类,然后据气象要素、水害及潮湿环境的长期观测与记录,按石质风化的深度系统取样,并进行岩石物理力学性质试验、岩石氧化物的化学分析、薄片鉴定及风化产物的差热分析、X射线衍射分析、光谱分析、扫描电镜观察等工作,?#39029;?#30707;雕风化的主要病因后,采用点荷载强度试验及超声波试验,检测石雕风化的程度,再根据岩石化学成分随深度的变化,用物探电法及岩相鉴定等手段检测石质文物的风化深度。按照分析结果,制定合理的保护方案,实施正确的保护方法。

 
 
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