砂岩冻融形成的原因及预防

冻融现象一般发生在高山气候地区及冰川边缘地区，是在矿物表面、冰、水之间的分子维持一层不结冰的薄层，用来运送水分，但是在累计时会造成矿物表面的压力。我们改如何预防砂岩冻融呢?

一、冻融形成的原因

冻融现象主要发生在靠近北方等天气比较寒冷的地方。当石材毛细孔吸收足够的水份后，一旦气温降到00C以下，石材中的水份开始结冰，体积发生膨胀。当冰块的膨胀力大于石材的结构力时，石材就会产生碎裂。这就是冻融现象。

一般来讲，物质都是遵守“热胀冷缩”规律的，而水恰恰相反。水的密度在4℃時最大，水分子呈流动性独立运行。水由4℃到0℃，溫度降低，冰中的水分子呈三维图样排列成一种异常松的形式，这种结构形式实际上留下了许多“空洞”，密度反而減少。实验表明，当1M3的水结成冰后，其体积会增加至1.11M3。因此当水进入石材毛孔或缝隙后遇冷结冰，体积增大，从而胀大石材的毛孔或缝隙，然后，石材吸入更多的水，毛孔或缝隙被进一步胀大，如此恶性循还，最终导致了石材的碎裂。

二、冻融的预防

由于冻融产生的主要因素是水，我们只要阻止水份进入砂岩石材就可以防止冻融的发生。所以，我们只要用石材养护剂将石材做好防护处理就行了 。

蜡是使用较多的一种石材保护剂， 国内大多采用打蜡来保护石材，但蜡是一种不透气的密封剂， 打完蜡后，虽然外界的水和湿气不能进入石材内部， 但是石材内部及下面的湿气也不能散发出来，积存在石材内部， 会导致石材病变。同时随着打蜡次数的增多，石材颜色会加深， 并且蜡易被污染，形成蜡垢， 清洗很不方便，只有重新起掉旧蜡才能解决， 并且经常打蜡会损害石材表层。欧美及日本基本上已不采用打蜡的方式来养护石材。他们大多采用的是一种先进的高科技产品——渗透性防护剂。

渗透性防护剂可分为溶剂性和水性两种， 其防护原理是有效物质随溶剂深入石材内部，待溶剂自然挥发后， 有效物质留在石材内部及表层，形成一道防护屏障， 阻止外来的污染渗入，防止石材内部及底层的污染渗出， 从而达到保持石材原有面貌，延长石材寿命的目的。溶剂性防护剂的溶剂有很强的挥发性， 易燃，气味刺鼻， 并带有一定毒性,因此施工时要保持通风良好; 而水性防护剂是一种环保型防护剂， 无色无毒无味，不燃烧， 对环境无影响。

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