石材表层或浅层的孔洞、裂隙、毛细管、微小凹坑吸收水分后,水遇0摄氏度一下结冰,因液态水结冰后体积膨胀率提高10%左右,石材内部的冰就对石材产生很大的膨胀力,致使吸收水分多的石材产生碎裂,加大了裂隙、裂纹。轻则损坏石材表面光泽,重则碎裂、碎边、掉角或坠落。
石材冻损产生的原因
石材冻损,是破坏石材装饰效果的主要原因之一,尤其是寒冷的地区尤为明显,石材冻损对建筑的基础石材、结构石材影响不明显,主要是装饰石材,因为建筑石材的体积、块度、厚度比较大,使它能抵御冻损破坏的消耗,使用时间可以长久些;而装饰石材尤其是寒冷地区温度较大的室外,冻损使建筑外装饰石材寿命明显降低。
由于石材本身原有的缝隙、空洞等缺陷,在寒冷的季节水进入其中并结冰,而对石材产生的一种破坏。冻损是造成石材裂缝、装饰板位移、装饰效果下降的主要原因之一。造成石材进水的主要有雨水、雪水、雾水、地下水、人为水等。这些水通过自然、人工与石材接触,经石材微孔进入石材内部,随着天气冷热变化,石材微孔内的水反复冻结——融化——冻结,造成石材在局部的反复膨胀——收缩——再膨胀,由此产生的反复应力最终将石材胀裂。会使单块石材内部出现裂隙、孔洞扩大、板面粗糙、装饰装修面掉角、掉边、粉碎、装饰板出现位移等,尤其是处于长期潮湿、昼夜温差较大的室外石材更容易出现冻损。
石材冻损的敏感程度取决于它的微孔、裂隙、密度以及装修时所加工的沟、槽、眼等加工痕迹,以及它安装的部位。关于石材冻损的微观过程现在主要有两种观点。一种观点认为在石材微孔中生成的冰晶的自由度要大于在粗孔中形成并填充了这个孔时,至少有两种现象之一可能发生,一是它会生长出来,从而进入旁边的微孔中;二是它从周围的微孔中吸取必要的水分继续生长直至填满整个粗孔。另一种观点认为,石材内部的水压缩应力是主要破坏因素。以上两种观点在实际中都能找到典型的例子。除此,还有一种冻损是在装饰装修的石材边缘部分发生的,如边、角、沟、槽的冻损,这些部位如有裂隙、孔洞等,水的结冰——熔化的反复,最终将石材的这些部位胀裂,使装修变形,甚至坠落,形成冻损破坏。
石材对冻损的敏感程度取决于温度、石材结构、水分饱和;而石材本身结构的微孔隙大小、多少,微裂隙长短、多少,决定了它对水吸收的饱和度;而水分与温度决定了收缩、膨胀的频率与应力。
预防冻损的前提是防水,只要能防止水进入石材内部,或清除石材内的水分,就基本上可以达到防冻损的目的。