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石材小知识--石材的组成成分

石材知识

 

上海鹏发石材养护公司提示不管是大理石或花岗石石材,含铁矿物的稳定性决定着石材的抗风化性,众多含铁矿物中,硫化铁为最不稳定的成分,黑云母次之,再者为含铁镏石和绿泥石类矿物。因此,在选择石材或鉴定石材病变时,应注意这些有害矿物的分布、含量及含铁矿物的耐风化性,以确保石材的安全性。
         铁只有以化合物(含铁矿物)的形态出现,才得以在自然界中保存下来。铁的化合物有氧化物、硫化物、硅酸铁、碳酸铁、硼酸铁、钨酸铁、硫酸铁等数百种,但以下列四种化合物为主要类别:
  一、氧化铁:含铁氧化物的矿物有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿等。
  二、硫化铁:含铁硫化物的矿物有黄铁矿、白铁矿、黄铜砂、黄锡矿等。
  三、含铁硅酸盐矿物:有橄榄石、黑榴石、十字石、黑柱石、普通辉石等。
  四、含铁碳酸盐矿物:有菱铁矿及铁白云石等。
  由于石材本身含有赤铁矿或硫铁矿等上述的含铁矿物,此类铁矿物本身极易氧化而锈蚀,造成石材表面变色、变黄以及锈斑等缺陷,严重者甚至因铁质锈蚀后膨胀而产生结晶颗粒爆裂与孔洞。就含铁矿物对各石材的影响逐项说明:
  一、含铁矿物对花岗石石材的影响除了含铁硫酸盐矿物外,大部分的含铁矿物都有可能存在花岗石中,属硅酸铁矿物的数量及分布最广,其次是氧化铁或硫化铁矿物。广州洁新公司提示一般含铁矿物的颜色深暗,对花岗石的装饰美观价值有关键性的影响。花岗石中暗色矿物集中者,石材常呈黑色、绿色系,如摩卡绿(含FeO+Fe2O3:6.43%)、印度黑(含FeO+Fe2O3:13.2%)、南非深黑(含FeO+Fe2O3:20.5%),辛巴威黑(含FeO+Fe2O3:11.5%)等。黄铁矿、白铁矿等含铁矿物嵌入辉长岩中,因而形成了闪烁金光的黑金石材,印度黑金砂即为最显著的例子。含铁矿物在石材中的排列组合,丰富并美化了石材的装饰美观效果,使天然石材色彩变化绚丽,如孔雀绿(含FeO+Fe2O3:6.21%)、森林绿(含FeO+Fe2O3:5.31%)、豹皮花(含FeO+Fe2O3:3.40%)等。
  二、含铁矿物对大理石石材的影响,大理石中含铁矿物有碳酸铁、硫化铁、氧化铁及含铁硅酸盐矿物等。存在于大理石中的含铁矿物,因成分不同,对大理石的作用差别很大。铁白云石能使大理石变成灰色、菱铁矿变成褐色、角闪石类矿物则呈现绿色—墨绿色—黑色,呈点状、线状分布时,形成一定的图案,产生自有的丰富色彩变化;另外,绿泥石、石镏石会使大理石呈绿色或黄绿色。广州洁新公司提醒大理石石材遭受表面锈黄的主要原因为黄铁矿,其次是磁黄铁矿、镍黄铁矿等硫化铁矿物,其污染原因与花岗石相同,硫化铁分解后,有时会留下立方体黄铁矿假象,有的溶蚀成许多孔洞(如新米黄大理石板材中常见1~3mm孔径空洞)。铁铝镏石、绿泥石类矿物及含铁泥质矿物的抗风化能力较差,时间久了也会形成凹坑及空洞。
         三、含铁成分对石材安全的影响,石材化学成分内,含铁成分的高低虽不完全决定石材安全性的高低,但却是石材本身发生病变(锈斑)的主要原因,对石材安全性的影响相当大。广州洁新公司提示它是所有含铁矿物及附著在石材表面氧化铁含铁量的总和,一般以FeO和Fe2O3百分比(%)含量表示,因此反应不出原矿物成分中各含多少,也难以确定它抗风化的能力。前面已叙述过,不论是花岗石或大理石石材中,若内含有铁矿物以比较稳定的含铁矽酸盐矿物为主,而不是硫化铁、黑云母及铁质薄膜,石材即具备较强之抗风化性;反之,若石材中含铁矿物大多为不稳定的硫化铁、黑云母等,尽管含铁量低,石材抗风化的能力也有可能变得较差。
  四、硫化铁是花岗石遭受锈黄污染的主要原因之一,它在常温常压下易风化水解,生成氧化铁,再进一步水化成褐铁矿。硫化铁分解后,有时会留下立方体黄铁矿假象,有的溶蚀成许多孔洞。若氧化铁溶液沿着裂隙渗透浸染,从而形成铁质薄膜,使石材遭受污染,形成色差,降低石材装饰效果。花岗石中遭受破坏的第二主要原因为黑云母,片状组织极容易沿此面剥离且易风化,风化层脱落后在石材表面形成小坑。另外,黑云母常遭水溶液作用而产生释放Fe3+作用,而锈染其他矿物,产生严重锈斑。含铁镏石即绿泥石类矿物是花岗石遭受破坏的第三主因,它们风化后易形成土状物,经风吹水冲后,造成石材表面产生孔洞和凹坑。