綜合分析影響石材再結晶硬化處理的各項因素

石材是由多種礦物質組成的。大理石的成分相對簡單些，它主要是由方解石（CaCO3）、白雲石（MgCaCO3）組成，花崗岩則複雜得多，所以說構成花崗岩的多種礦物所表現出來的光澤也是礦物集合體的平均光澤度。

石材的光澤度有理論光澤度、可拋光光澤度和實際拋光光澤度。

全文涵蓋知識點：

石材的礦物結構

石材的風化

石材的節理、縫合線、色斑、色線、雞爪紋、砂眼、孔洞、掃帚花

石材的物理性能（石材的體積密度、石材的吸水率）

石材的化學成分（Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO的含量）

石材的礦物結構

石材是由多種礦物質組成的。大理石的成分相對簡單些，它主要是由方解石（CaCO3）、白雲石（MgCaCO3）組成，花崗岩則複雜得多，所以說構成花崗岩的多種礦物所表現出來的光澤也是礦物集合體的平均光澤度。石材的光澤度有理論光澤度、可拋光光澤度和實際拋光光澤度。

原則上講，理論光澤度可以通過礦物對光的吸收、反射、折射通過計算求得；可拋光澤度是考慮石材的風化、組織結構的疏密、色變、雲母不順解理的破碎等等影響石材光澤度的因數計算求得的。

而實際拋光光澤度是通過實際操作所得出光澤度，其中除了石材的天然因素以外，可以說人為的因素很大。

如施工研磨的方法、施工研磨的結果、石材再結晶硬化板材的乾燥程度、石材再結晶硬化的環境溫度、石材再結晶硬化的方法和結晶硬化劑的選擇等等。

這些所有不確定的因素的存在或多或少都會不同程度上影響石材的再結晶硬化處理的結果。所以說，一般石材的理論光澤度＞石材的可拋光光澤度，石材的可拋光澤度＞石材的實際拋光光澤度。

石材的理論光澤度

石材的理論光澤度是根據石材各組成礦物的理論光澤度以及各礦物在某石材中所佔的百分比而計算出來的。

石材的可拋光光澤度

石材研習社（IDstone5A）

從石材的礦物結構來講晶粒的大小會影響到石材的光澤度，晶體顆粒尺寸越大，得到的光澤度越低，拋光性能越差。晶體顆粒越均勻的石材拋光性能越好。

石材拋光表面不同測量方向上光澤度的差異也是存在的，即光澤度具有方向性，中、細晶粒石材的拋光表面不同方向的一致性較好，且隨著石材的拋光表面光澤度的提高不同方向的差異性在減小。

實際工作中，中、細粒等粒結構的石材比粗粒結構的石材的研磨、再結晶硬化處理的速度快。

按照礦物粒度的大小可將岩石結構分為巨晶(顆粒>10mm)、粗粒(顆粒>5mm)、中粒(5—2mm)、細粒(顆粒

硬度越高的石材，石材研磨、石材再結晶硬化的速度越慢。

所謂的速度越慢我們應該從兩個方面來理解：

1、要求石材研磨的磨料號數越高，石材再結晶硬化的遍數越多；2.要求實際操作中，我們掌握的機器左右擺動的速度要慢。

在實踐中大家都可能有過這樣的感受，一般的大理石研磨至1000目就可以拋光，而花崗岩要研磨到2000目—3000目，拋光磚（玻化磚）、微晶石、人造合成石的人造石英石要研磨到3000目。

這一切從理論上講，是石材何時完成塑性流變所決定的。實驗證明：大理石在150目開始就會有塑性流變的產生，而硬度高的石材是不會的。

楊中喜先生在研究花崗岩拋光時提出，50單位光澤度下，花崗岩才可進行拋光的說法（北京地標應該就是根據這個說法來的）。

我們認為有一定的參考意義，但在我們的實踐中，花崗岩24單位光澤度就完全可以出光，這是由於我們現在的拋光材料的革命為我們提供了新型的石材再結晶硬化處理的武器。

2、石材的硬度是決定石材研磨、石材再結晶硬化處理速度的主要因素。石材的硬度取決於組成石材的礦物硬度，並受石材的結構及構造等因素的影響。

組成花崗岩的絕大多數硅酸鹽礦物的硬度都比較高（莫氏硬度6以上），少數礦物如白雲母、黑雲母的硬度較低（莫氏硬度為2.5），而組成大理石、石灰岩、板岩的碳酸鹽礦物及粘土礦物硬度都比較低。

所以花崗岩的硬度相對於大理石、石灰岩、板岩的硬度大，花崗岩的研磨、再結晶硬化處理的速度相對於大理石、石灰岩、板岩慢。

體積密度越大的石材，石材再結晶硬化的效果越好。當石材的體積密度﹥2.65g/cm3時，石材的可拋性都非常好，反之石材體積密度小的石材則可拋性就差。

我們可以通過石材批刮樹脂的辦法來解決問題，但在現實施工當中，我們不贊成這樣的做法。因為一來會增加成本，二來受制約的因素太多（如施工工期、材料選擇、樹脂的氧化黃變、施工現場的保護，等等）。

我們一般採用的方法是選擇石材防護劑來增加石材的體積密度。

體積密度大的石材的吸水率小於體積密度小的石材的吸水率，吸水率小的石材石材晶硬劑與石材表面的反應時間夠長，利於石材再結晶硬化的完成。吸水率大的石材，石材晶硬劑與石材表面的反應時間過短，不利於石材拋光層的生成。水磨石、混凝土的拋光就是典型的例子。

結論

石材的再硬化處理的結果受石材的可拋光光澤度的限制；

石材的再結晶硬化的結果受石材的晶體晶粒影響；

石材的再結晶硬化的結果受石材的硬度影響；

石材的再結晶硬化的結果受石材的體積密度影響，塗刷石材防護劑可以增加石材密度，以提高石材的再結晶硬化效果。

石材的風化

石材風化的概念：石材在太陽輻射、大氣、水和生物作用下出現破碎、疏鬆及礦物成分次生變化的現象。導致上述現象的作用稱風化作用。

分為：

1、物理風化作用。主要包括溫度變化引起的石材脹縮、石材裂隙中水引起的凍融和鹼、鹽類結晶引起的翹皮、石材因荷載解除引起的膨脹、因地震引起的破損和斷裂等。

2、化學風化作用。包括：水對岩石的溶解作用；礦物吸收水分形成新的含水礦物，從而引起岩石膨脹崩解的水化作用；礦物與水反應分解為新礦物的水解作用；岩石因受空氣或水中遊離氧作用而致破壞的氧化作用。

3、生物風化作用。包括動物和植物對石材的破壞，其對石材的機械破壞亦屬物理風化作用，其屍體分解對石材的侵蝕亦屬化學風化作用。

4、人為破壞（包括石材日常維護不當或不維護）也是石材風化的重要原因。

石材自暴露於地表始至石材加工成成品的使用中，無不處於風化場中，接受風化作用的改造，特別是室外的石材。

如外牆飾面板、外廣場地面、地鐵站台、圍牆、人行道、石雕、花壇、墓碑等，均因處於有利的風化環境中而加快風化進程。這種風化作用雖然速度緩慢卻是有目共睹的。

研究表明，石材的風化與風化作用的時間和風化作用的強度成正比，石材的風化與人們日常正確維護的頻度成反比。

石材的風化受石材岩性特徵、石材所處的環境、石材中節理的發育特徵以及人們日常正確維護的頻度等因素的控制和影響。

石材的風化不僅是石材色澤與光澤的變化，它還常常伴有石材病變的出現。

如污染、污垢（主要指TSP造成的）、褪色、失光、磨損、針孔、劃傷、龜裂、破損、粉化、脫膠、黑縫、色斑、霉斑、膠斑、油斑、黃斑、銹斑、水斑、凍融、凸翹、喬曲、翹皮、剝落、吐鹼、泛鹼、白華、防護劑污染，等等。

以上列舉的任何一種石材的病變，對石材的再結晶硬化處理來說都是有害的。對於石材病變較輕的褪色、失光、磨損，即使是能夠通過石材再結晶硬化處理的，處理後的效果也是不一定能盡如人意。

像針孔、劃傷、龜裂、破損、粉化、脫膠、黑縫，即使修補研磨後做再結晶硬化處理，其效果也會大打折扣，就像補過的衣服難有新的好一樣。

剩餘的石材病變治理都有不同的難度，就目前全國石材護理企業來說，能治理好以上所列病變的企業不會超過1%。

所以，對於我們已經進行日常維護的場所，一定要採用正確地維護方式，掌握好維護頻度，使石材煥發出絢麗奪目的光彩，充分體現出石材應有的美學價值。

結論

石材一定要在未風化前或風化不嚴重的情況下，做石材的日常維護。

補膠、刮批樹脂、塗刷石材防護劑可以減輕石材風化，作用對石材再結晶硬化效果的影響。

石材的節理、縫合線、色斑、色線

雞爪紋、砂眼、孔洞、掃帚花

節理：節理（joint）即岩石中的裂隙（fissure or fracture），是指沒有明顯

位移的斷裂。斷裂包含節理（無顯著位移者）和斷層（fault）（有顯著位移者）。

縫合線：岩石中一般不造成破壞性的、呈鋸齒狀的曲線。

其特點如下：

不純灰岩中的與節理類似的小構造；

多鋸齒狀，總體順岩層層面發育；

先有裂縫，而後壓溶形成。

色斑：又稱石膽，是指石材中出現的與飾面石材的基本色調、花紋不協調的斑狀物質，一般指岩石中的析離體、殘留體、俘虜體或不同成分的集合體而言。

色線：又稱水線，與飾面石材基本顏色、花紋不協調的條紋或條紋狀物質，一般指後期貫入的岩脈。

雞爪紋：花崗石中特有的，因節理、熱脹冷縮等因素，經風化作用或解體作用導致花崗石局部受壓而產生的微裂。

雞爪紋會引起石材微細管發育，導致石材變色、褪色進而形成粗糙面，降低石材的美觀性和光澤度。

砂眼：天然形成的或研磨造成的、具有一定深度、直徑在2mm以下的凹坑。

孔洞：天然形成的或研磨造成的、具有一定深度、直徑在2mm以上的凹坑。

掃帚花：指石材表面出現的礦物顆粒不均的現象，一般在帶有山水畫圖案的石材中常見。

以上所列舉的各項都會給石材的再結晶硬化處理帶來不良的影響。

結論

為了彌補石材的缺陷可以通過挖補的方式修補石材；

對於細小的線紋、砂眼可以通過加入納米材料拋磨彌合；

塗刷或拋磨溶劑型石材防護劑可以提高石材再結晶硬化的效果。

石材的物理性能

石材的物理性能指標很多，與我們有關的應該說僅三項而已。石材的硬度、體積密度在第一節已經說過了，這裡不再贅述。這節單列的目的就是講石材的吸水率——石材的孔隙與吸水率的關係。

應該說，因為石材的孔、孔隙、孔洞、吸水率已經給我們的石材整體研磨和石材的再結晶硬化處理帶來了極大的麻煩，80%以上的返工來源於此。

孔隙的分類

按孔隙的大小，可將孔隙分為微細孔隙（膠體孔隙）、細小孔隙（毛細孔）、較粗孔隙（氣孔系）、粗大孔隙等。

按孔隙的形狀，可將孔分為球形孔隙、片狀孔隙（即裂紋）、管狀孔隙、墨水瓶狀孔隙、帶尖角的孔隙等。

按常壓下水能否進入孔隙中，將常壓下水可以進入的孔隙稱為開口孔隙（或稱連孔隙），而將常壓下水不能進入的孔隙稱為閉口孔隙（或封閉孔隙）。

為什麼大理石易返鹼而花崗岩出水斑？

這不但與石材的性質有關，還與石材的孔、孔隙、孔的構造有關。

石材的吸水機制與石材的孔隙密切相關，石材孔隙的直徑決定了石材的吸水機制（見表3）。

石材液態水的吸收機制是主動式充填孔隙毛細水和被動式充填孔隙滲流水，而石材氣態水的吸收機制是當空氣相對濕度為100%時的凝結作用、空氣相對濕度小於100%時的毛細凝結作用、空氣相對濕度大於50%時的吸濕作用（與石材鹽、鹼含量有關）。

由於石材存在著多種孔隙，會吸收多種狀態的水，如液態水和氣態水，而且會以不同形式吸收，如主動式的和被動式的。

石材吸水是隨著石材的孔徑由小變大而由兩種模式變為四種模式、六種模式或更多種模式，石材吸水難易程度由難而易。

影響石材的吸水多少即石材的吸水率。在我們的石材護理工作中，石材的吸水率不僅與石材的孔隙率、孔徑的大小、孔隙的形態和構造等因素有關，而且還與水在石材表面存留的時間、石材防護劑的選擇、塗刷、養生以及我們施工的工藝方法等因素有關。

結論

石材的吸水率與水作用在石材上的時間的平方根成正比。這就要求我們在石材護理工作中，一定要想方設法杜絕水對石材的滲入。

比如石材鋪貼前的六面防護，石材整體研磨前的干磨刷防護，石材再結晶硬化處理前的石材防護，等等；

要根據石材的品種、施工的需要、石材以後使用的環境選擇石材防護劑，目的是：提高石材再結晶硬化的可行性和石材的實用性。

石材的化學成分

對碳酸鹽石材來講，含鈣量高的石材易出光，含鎂量高的石材難出光，含鋁高的石材更難出光。

對硅酸鹽石材來說，花崗石拋光的難易程度與花崗石的礦物組成密切相關。花崗石主要礦物和次要礦物、是否轉變或轉變生成次生礦物數量的多少、雲母含量的多少，對花崗石光澤度和花崗石拋光的難易程度有直接影響。

1、花崗石中主要的礦物為斜長石輝石、斜長石、角閃石，其餘為黑雲母和副礦物，而斜長石、角閃石，自形程度較好，次生礦物很少，則花崗石容易拋光。如蒙陰黑、濟南青；

2、花崗石中主要礦物為石英、長石和少量雲母，其餘為副礦物。長石的次生礦物高嶺土、綠簾石和絹雲母等較少，則花崗石較易拋光。如柳埠紅、泰山紅、將軍紅、平度白；

3、花崗石中主要礦物為石英、長石，次要礦物為角閃石和少量的黑雲母，其餘為副礦物。長石次生礦物高嶺土大量、普遍生成，以及少量的絹雲母等。角閃石、黑雲母也轉變生成少量綠泥等次生礦物，則花崗石較難拋光。如魯青紅、中國灰、五蓮花、嶗山灰；

4、花崗石中主要礦物為石英、長石，次要礦物為黑雲母或角閃石，其餘為副礦物。長石的次生礦物綠簾石等大量的普遍的生成和大面積的、多的高嶺土等。

黑雲母或角閃石也轉變生成較多的綠泥石、綠簾石等次生礦物，則花崗石難拋光。如芙蓉綠、孔雀綠。

對含硅石材的石材再結晶硬化的工作機理與含鈣石材不同。我們應根據碳酸鹽石材或硅酸鹽石材來選擇石材結晶硬化材料（而不是根據大理石、花崗岩來選擇石材再結晶硬化材料）。比如：大花綠、砂岩、黑金沙等。

結論

大理石的再結晶硬化比花崗石簡單，生成的一般產物是鈣質層（如草酸鈣、氟硅化鈣、丙稀酸鈣，等等）。

花崗石的拋光層的物質比較複雜，要具體問題具體對待，一般只有取樣分析，才能夠清楚，但可以肯定地說它的生物是複合鹽類及硅質層。

來源：北京建築設施服務企業協會 文/黃德明

文章僅供參考學習，如有侵權請聯繫刪除

熱點推薦

【石材研習社小程序】

文章底部新增留言功能，歡迎踴躍留言評論

微信ID：stone5A

微信ID：scsc365

微信ID：chinastone8

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！