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    石材濕式施作安裝改良技術

    文章出處:責任編輯:人氣:-發表時間:2014-11-17 14:53【

    目前國內石材安裝于地坪、室內墻面及較小面積的立面時,多數仍以濕式施作為主要之安裝方式,其主要之黏結材料仍以傳統之水泥為主,同時配合以細砂為骨材。其優點為,在地坪施作時采軟底的濕式施作,具有水平易于取得、施作速度相對較為迅速且施工材料經濟實惠的優點。然而,它卻有可能在某些狀態下產生許多不良的負作用,其中最為甚者,亦是許多病變發生的問題點即來自作為黏結材的水泥與石材及砂粒料間的反應。其緣由如下,水泥原料主要取材自黏土礦物及石灰石類礦物,經混合后以高溫碬燒而成活性粉體,可提供為黏結建材的用途。然而,因其內含有大量堿性物質(氧化鈣、氧化鈉、、、等)及小分子硅酸類水合物,當背填砂漿被大量水份侵入時,有可能發生以下的狀況,進而導至水斑的發生(水斑發生之可能機制)。

    一、水泥內含之堿性物質被水份溶解后直接侵入石材內部造成石材內部充填含結晶水的堿鹽,若該項狀況發生在材質較不致密且吸水率較高的花崗石時,因其內部含活性較高之硅質材料,會與堿發生堿質與硅酸鹽間的反應(花崗石屬硅酸類石種),導至石材發生顏色加深的現象(即俗稱之水斑),持續反應數年后,長石或石英之結晶周圍,甚至可能因與堿過度反應被侵蝕而導至結晶剝落。此外,一部份來不及與花崗石反應的堿鹽亦可能直接滲出石材表面與空氣中之二氧化碳反應而生成白色碳酸鈣結晶(這類結晶常在墻面出現,大多數其好發區具有水量充沛的特性;可能為石材背面水源充沛或水由正面填縫區域大量侵入,俗稱白華)。

    二、除第一點提到侵入石材內部的堿份外,另一部份的堿有可能與砂漿中的活性骨材發生堿骨材反應,而生成溶于水中的硅酸鹽,這些硅酸鹽也可能經由水溶液的攜帶,逐步進入石材內部形成色澤深沉的水漬。

    事實上,上述的二種狀況其在整體水斑病變發生過程中,對發生速率及其發生的嚴重性所占比率雖然會因水份侵入的狀態不同及石材所施作防護處理的情形而不盡相同,但其發生水斑的過程卻有一共通性行為。此即;水為水斑發生物質的主要載體,水急速且大量的侵入砂漿內造成短時間內漿體中堿成份溶出過剩所致。因此,如何控制水進入漿體的速度以防范過高的瞬間堿及金屬離子濃度所造成的高滲透壓溶液侵入石材內部即為改良現有濕式工法缺失的重要關鍵性技術。

    目前在一部份國家已采用硬底濕式工法進行石材地坪的安裝,其作法系以自平性水泥進行水平硬底的鋪陳,再配合以膠泥作為黏結石材的方式,解決軟底可能發生水斑的工法缺失。其之所以能降低石材發生水斑的原因有二點,一、較之于軟底的砂漿,自平水泥水經7-14日的水化及養生其漿體的水化完全度較高,內部所可能殘留的堿物質較少,且自平水泥中亦可加入一部份改質劑以降低其堿份的殘留量。二、其黏結材料膠泥,系由添加樹脂的水泥所組成,藉由樹脂的加入強化界面材料一部份的防水性,亦為該項工法的成功之處。然而,該項工法雖能證實其可有效的改善石材發生水斑的問題,但就現有國內的石材業者施工習慣及實質之經濟效益而言,實有其推廣的困難度。因此,國內目前較需要的是針對濕式工法的改善工作,所朝的可行方向主要在于以現有之濕式工法為基礎,進行砂漿配方及添加劑的調配同時搭配合理石材防護及防水工程,以避免高濃度高滲透壓堿性鹽類在背填漿體中形成,進一步轉成致水斑的機轉,目前在這方面的研究,其研究的詳細內容將另行以專文中說明。在此,作者僅將研究的大概及初步結果向讀者報告。

    在實驗室中中心的研究人員依據現場濕式工法的施作觀念,設立了一系列的改良式濕式工法模型。在實驗中同步進行水斑環境誘發的實驗,以作為改良式工法的效能測試。經該項研究發現之幾項較明確的結果如下:

    一、依照傳統的濕式施工法安裝石材,僅將石材加以防護(其一系列的實驗分別為正面進行防護、毛邊五面進行防護、六面進行防護),以避免石材被水斑侵入。經實驗后證實,樣本在水斑物質濃度極高時(ph值達13-14以上;其模擬狀態為水份充足如水田區之上的地坪施作、地下室、水池邊等),仍有可能發生石材水斑的病變。經觀察發生水斑的試體后,研究人員發現養護劑經強堿侵蝕后幾乎與石板同時發生侵蝕后凹陷的狀況,這項實驗的結論發現,事實上防護劑為樹脂材料,其遭遇極端強堿的環境時,有極大的機率會發生降解的反應。因此,純粹以防護的觀念意圖保護石材不被水斑物質侵入,其風險仍大,不宜被視為單獨可解決石材水斑問題的守護神。

    二、石材進行正面防護并在石材砂漿中添加不同濃度的防水材料(其安裝施作方法與一般之濕式作法相同)以避免水泥砂漿中侵入過量的水份后堿水溶液進而石材造成水斑。經觀察實驗后發現,本項作法已能在相當程度內防止石材發生水斑的問題,此為一項重要的發現。該項實驗的結果說明,防止石材水斑的發生確實能經由控制水份進入漿體的速度著手,只要能讓水份進入背填砂漿的速度達到某種平衡狀態,使進入漿體的水份低于內含水泥水化反應所需的水份量,即能保持堿性水溶液不致于過多而侵入石材。因此,研究人員下一步可能的研究方向會朝向低堿性水泥(如高爐水泥等)及內加式水份控制劑的方向進行漿體配方的開發。

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