Герметизация камня — это применение поверхностной обработки к изделиям, изготовленным из натурального камня, для замедления появления пятен и коррозии. Весь натуральный камень в массе пронизан взаимосвязанными капиллярными каналами, которые позволяют проникать жидкостям и газам. Это справедливо для магматических пород, таких как гранит и базальт, метаморфических пород, таких как мрамор и сланец, и осадочных пород, таких как известняк, травертин и песчаник. Эти пористые каналы действуют как губка, и капиллярное действие со временем втягивает жидкости вместе с любыми растворенными солями и другими растворенными веществами. Очень пористый камень, такой как песчаник, впитывает жидкости относительно быстро, в то время как более плотные магматические камни, такие как гранит, значительно менее пористы; они впитывают меньшие объемы и медленнее, особенно при впитывании вязких жидкостей.
Зачем герметизировать?
Натуральный камень используется в кухнях, на полах, стенах, в ванных комнатах, столовых, вокруг бассейнов, в вестибюлях зданий, общественных зонах и фасадах. С древних времен камень был популярен в строительных и декоративных целях. Он ценился за свою прочность, долговечность и изоляционные свойства. Его можно резать, раскалывать или лепить для придания нужной формы, а разнообразие видов, текстур и цветов натурального камня обеспечивает исключительно универсальный ассортимент строительных материалов. Однако пористость и состав большинства камней делают его подверженным определенным типам повреждений, если он не запечатан.
Окрашивание является наиболее распространенной формой повреждения. Это результат глубокого проникновения масел или других жидкостей в капиллярные каналы и отложения материала, который фактически невозможно удалить, не разрушив камень.
Солевая атака происходит, когда соли, растворенные в воде, переносятся в камень. Два самых распространенных эффекта — выцветание и отслоение. Соли, которые расширяются при кристаллизации в капиллярных зазорах, могут вызвать отслоение поверхности. Например, различные соли магния и кальция в морской воде значительно расширяются при высыхании, вбирая в себя кристаллизационную воду. Однако даже хлорид натрия, который не включает кристаллизационную воду, может оказывать значительные расширяющие силы по мере роста своих кристаллов.
Высолы — это образование песчанистого осадка, обычно белого цвета, на поверхности. Высолы обычно являются результатом вытягивания минеральных растворов в капиллярных каналах на поверхность. Если вода испаряется, минералы остаются в виде так называемых высолов. Это также может быть результатом химической реакции; если для удержания камня на месте применяется плохо приготовленный цементный раствор, может выщелачиваться свободный гидроксид кальция. На открытом воздухе известь реагирует с углекислым газом, образуя нерастворимый в воде карбонат кальция, который может принимать форму порошкообразных высолов или корки, похожей на натечный камень.
Атака кислотой. Кислоторастворимые каменные материалы, такие как кальцит в мраморе, известняке и травертине, а также внутренний цемент, который связывает устойчивые зерна в песчанике, реагируют с кислотными растворами при контакте или при поглощении кислотообразующих газов в загрязненном воздухе, таких как оксиды серы или азота. Кислота разъедает камень, оставляя тусклые следы на полированных поверхностях. Со временем это может привести к глубоким ямкам, в конечном итоге полностью уничтожая формы статуй, мемориалов и других скульптур. Даже слабые бытовые кислоты, включая колу, вино, уксус, лимонный сок и молоко, могут повредить уязвимые виды камня. Чем слабее кислота, тем больше времени требуется для травления камня на основе кальцита; более сильные кислоты могут нанести непоправимый ущерб за считанные секунды.
Обрамление изображения возникает, когда вода или раствор попадает на края камня, создавая неприглядный эффект затемнения или «рамки». Такой вред обычно необратим.
Раскалывание при замораживании-оттаивании происходит, когда вода замерзает в порах поверхности. Общий термин — выветривание при замораживании. Вода расширяется при замерзании, заставляя камень раскалываться, крошиться или даже трескаться.
Защитный камень
Долговечность и полезность камня можно продлить, эффективно запечатав его поверхность, чтобы исключить вредные жидкости и газы. Древние римляне часто использовали оливковое масло для герметизации камня. Такая обработка обеспечивает некоторую защиту, исключая воду и другие выветриваемое вещество, но она оставляет на камне необратимые пятна.
В эпоху Возрождения европейцы экспериментировали с использованием местных лаков и герметиков, изготовленных из таких ингредиентов, как яичный белок, натуральные смолы и кремний, которые были прозрачными, могли наноситься влажными и затвердевать, образуя защитную пленку. Большинство таких мер не действовали долго, а некоторые оказывались вредными в долгосрочной перспективе.
Современные герметики
Современные герметики для камня делятся на 3 основных типа:
- Topical sealers
- Generally made from polyurethanes, acrylics, or natural wax. These sealers may be effective at stopping stains but, being exposed on the surface of the material, they tend to wear out relatively quickly, especially on high-traffic areas of flooring. This type of sealer will significantly change the look and slip resistance of the surface, especially when it is wet. These sealers are not breathable i.e. do not allow the escape of water vapour and other gases, and are not effective against salt attack, such as efflorescence and spalling.
- Penetrating sealers
- The most penetrating sealers use siliconates, fluoro-polymers and siloxanes, which repel liquids. These sealers penetrate the surface of the stone enough to anchor the material to the surface. They are generally longer lasting than topical sealers and often do not substantially alter the look of the stone, but still can change the slip characteristics of the surface and do wear relatively quickly. Penetrating sealers often require the use of special cleaners which both clean and top up the repellent ingredient left on the stone surface. These sealers are often breathable to a certain degree, but do not penetrate deeply enough (generally less than 1mm) to be effective against salt attack, such as efflorescence and spalling.
- Impregnating sealers
- Uses silanes or modified silanes. These are a type of penetrating sealer, which penetrate deeply into the material, impregnating it with molecules which bond to the capillary pores and repels water and / or oils from within the material. Some modified silane sealers impregnate deeply enough to protect against salt attack, such as efflorescence, spalling, picture framing and freeze-thaw spalling. Some silane stone sealers based on nanotechnology claim to be resistant to UV light and higher pH levels found in new masonry and pointing. A good depth of penetration is also essential for protection from weathering and traffic.
