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有关石材的腐蚀机理和破坏因素是什么?

作者:admin 来源:未知 日期:2012/3/31 7:39:45 人气: 标签:石材腐蚀机理/破坏因素
导读:我国的石质材料品种繁多,应用广泛。从石器时代的岩画、石器,到历代的石窟造像、石塔经幢、石桥牌坊、石碑石雕、各种石头建筑以及目前普遍使用的装饰石材等等,…

    本文探讨和分析了石材腐蚀过程的主要机理和破坏因素,为科学地进行维护管理和运用防护措施提供了必要的基础知识。
    我国的石质材料品种繁多,应用广泛。从石器时代的岩画、石器,到历代的石窟造像、石塔经幢、石桥牌坊、石碑石雕、各种石头建筑以及目前普遍使用的装饰石材等等,构成了我国特有的
石文化,成为中华文化的重要组成部分。在一定的条件下,有些盐还可以重结晶生成新的水合物,占据更大的体积,产生额外的压力,即水合压力,例如石膏(CAISO4•1/2H20)和泻盐(~agSO,•6H20)的水合压力见表2[9]。水合压力与温度、湿气浓度有关。这些使用的石材大部分与其他物体或大地相联,暴露在自然界的风化环境中,特别是近代工业的发展,环境污染对石材的威胁更加严重,另外不正确的安装、维修和防护也会造成严重破坏。为了更充分地发挥石材的社会和经济效益,有效地进行维护管理和科学地运用防护措施,研究石材的腐蚀机理和破坏因素是十分必要的。 
     石材的腐蚀破坏既是一个复杂的过程,又是石材内在性质和与环境因素相互作用的结果。 
微生物的活动不仅限于石材的表面,它们还深入石材内部侵蚀硅酸盐、碳酸盐和各种金属氧化物 例如,硝化细菌在还原氮过程中消耗碳酸盐:硫磺菌把有机硫氧化成硫酸而侵蚀碳酸盐等等 未加防护的新的石材表面很容易被微有机体占领.包括自养型(能量来自太阳能和二氧化碳)和异养型(能量来自现存的有机物),如氰菌、藻、细菌、地衣等。一旦微有机体占据石材表面,生物降解作用就会不断向纵深发展。
石材的内在性质包括其化学组成和颗粒结构,例如,碳酸盐岩石中碳酸盐含量超过50 ,其主要化学组成是碳酸钙和碳酸镁等,具体的又可分为石灰石、白云石和大理石。石灰石90%以上的成分是碳酸钙,白云石中含有一定量的碳酸镁,大理石是经过重结晶的碳酸钙。这三者因为晶粒差异、孔径分布不同及以后沉积的缘故,物理性能有所差异,抗腐蚀性也不同。后沉积即重结晶会提高强度,降低微孔率,延长使用寿命。盐都有降解的基本趋向,尤其是水溶性盐。溶盐的自发结晶是浓度和温度的函数。盐水舍后体积膨胀,会产生较大压力。如果石材温度变化较大,盐会温升膨胀,例如NaCI由20~C升到60~C体积膨胀0.8%。盐膨胀是石材破坏最主要的因素之一。另外,砂岩和花岗岩也是常用的石材。这些石材的性质和结构各不相同,但是它们的表面和内部都有许多直径零点几到几百个纳米的微孔,这些微孔是气体和水份进出人石材内部的通道,同时气体和水份也将酸碱盐等物质带人和带出,使石材与环境更紧密相联。 
  环境因素包括当地的气候与气象,如气温变化、雨水与潮湿、风雪;包括邻近接触物的影响,如大地、海水或依托体;还包括环境空气成分,如大气中酸性气体含量(C02NO )以及悬浮颗粒物(aSP)都直接影响石材的使用寿命。我国是硫化物污染较严重的国家之一,许多地区的环境空气质量达不到国家三级标准,环境污染的破环问题已提到首要议事日程上来,应当引起足够的重视。 
        各种因索不是孤立的,各种腐蚀破坏也是同时进行的,相互促进。是否能长期有效地阻隔或减小这些破坏因素,是石材防护措施研究的主要内容。

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