石材（cái）的結（jié）構構造與吸水機製

一、石材的結構構造

從地質學的角度分析，石材包括成因、成（chéng）分、結構、理化特（tè）性等方麵，為了更好（hǎo）、更直觀地將石材的諸多特性與石材護理（lǐ）各有關（guān）方麵相聯係，我們從材料學的角度將（jiāng）石（shí）材簡單地分為膠結料、集料和孔隙三部分,即石材是由膠結料、集料和孔隙三部分組成的。其中,重要膠結料包括碳酸鹽（如CaCO3)、硫（liú）酸鹽（如CaSO4)、矽酸鹽（如3CaO•SiO2•H20)、鋁酸（suān）鹽（yán）（如3CaO•A12O3•H20)、鐵鹽（yán）(如4CaO•A12O3•Fe2O3•H20)等，重要集料包（bāo）括石英砂SiO2、石灰（huī）岩砂CaCO3、纖維（wéi）、玻璃纖維、輕集料、黏土、陶粒、珍珠岩等，孔隙包括微孔隙（r<10-7m)、毛細（xì）孔隙（KT7m<r<10-4m)、氣孔隙（r>10-4，m)。

二、石材（cái）孔隙

石材（cái）內部的孔隙多種（zhǒng）多樣，按孔的大小即孔徑可分為微孔隙、毛細（xì）孔隙和氣孔，其孔徑由小到（dào）大（dà）。通（tōng）過觀察分析，按孔隙的形（xíng）狀（zhuàng）將石材（cái）內部的孔隙歸納為以下幾種:貫穿性孔隙、氣孔隙和憎水性氣孔（kǒng）隙、與氣孔隙連接的毛細孔隙、封閉性孔隙、盲孔隙、瓶（píng）頸式孔隙以及（jí）連接孔隙等。參考形狀見圖1-1。

三、石（shí）材的吸水機製（zhì）

石材的吸水機製與石材的孔隙（xì）密切相關，石材（cái）孔隙的直（zhí）徑決（jué）定了石材的吸水機製。石（shí）材液態水的吸收機製是主動（dòng）式自願充填（tián）孔隙毛細（xì）水和被迫充填孔（kǒng）隙滲流水。而石材氣態水的吸（xī）收機製是當空氣相對濕（shī）度為100%時的凝（níng）結作用、空氣相對濕度小於100%時的毛細凝結作用，以及（jí）空氣相對濕度大於50%時的吸（xī）濕作用（與石材鹽含量有關）。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（tài）水，而且會以不同形式（shì）吸收，如（rú）主動式的和被動式的。吸水機製與孔隙的（de）關係（xì）見表14。

上麵闡（chǎn）述的（de）是石材的吸水機製，從中（zhōng）可以看出石（shí）材吸水的模（mó）式。石材吸水是隨著石材孔徑由小變大（dà）而由兩種模式（shì）變為（wéi）四種模（mó）式，石材吸水難易程度由難到易。而影響石（shí）材的吸（xī）水多少（shǎo）即吸水（shuǐ）率（lǜ），主要與石材的孔隙率、孔徑的大小、孔隙的形態等因素有關。如石材（cái）的孔隙率髙，其吸水率（lǜ）就大;石材孔隙的直徑大，其吸水率就大，且速度快;石材貫穿性（xìng）孔隙發育，其從背麵及側麵的吸水率就大，但幹（gàn）燥的速度（dù）也快。石材的氣孔隙、與氣孔隙連接的（de）毛細孔隙、盲孔隙和連接孔隙發（fā）育，其吸水（shuǐ）率及吸水（shuǐ）量就（jiù）大。

四、石（shí）材吸水後的病害

水是石材最主（zhǔ）要的病害或誘因，石（shí）材由於吸收水會產（chǎn）生凍融病害、水力（lì）膨脹與收縮、微生（shēng）物附生、水溶性汙染物（wù）的汙（wū）染（rǎn）等。石材由於吸（xī）收水（shuǐ）及溶於水（shuǐ）中的有害物質（水溶性鹽及氣體)會產生鹽結晶病害、鹽水解病害，提（tí）髙了由（yóu）於吸濕作（zuò）用而產生的平衡水蒸氣含（hán）量，還會產生凍融鹽病害以及由於膠結料化（huà）學轉變形成可溶性鹽而減少膠結料含量等病害。