石材礦物組成對石材顯色后期著色及表面防護(hù)的影響

從礦物學(xué)角度而言，石材是由各種礦物組成的一種巖石。石材之所以呈各種顏色，主要是石材中的各種顯色礦物所致。各種礦物在自然界的生成過程中可表現(xiàn)出其本質(zhì)色彩，如黑云母、普通輝石、普通角閃石、磁鐵礦、鈦鐵礦等呈黑色；橄欖石、天河石、Rb0，、角閃石、輝石、海綠石、蛇紋石、霞石等呈綠一深綠色；鉀長石、赤鐵礦、褐鐵等呈紅色；黃鐵礦呈黃色；氧化錳礦呈紫色等等。當(dāng)然在石材的巖漿生程過程中，上述的各種礦物成分不可能形成純凈的礦物，因此造成了各種顏色的交叉或重疊。上述礦物的各種顏色主要由礦物中的各金屬離子所決定，通常是鐵離子顯紅色、鈷離子顯藍(lán)色、銅離子顯綠色、鉻離子顯黃色、錳離子顯黑色、鎳離子顯紫色、鎂鋁離子顯白色等。石材中的各種礦物有的是相當(dāng)穩(wěn)定，自然界的長期風(fēng)化，其成分、色彩基本不變，如鉀長石、黑云母、石英、橄欖石等；有些礦物當(dāng)受自然界長期風(fēng)化后，其成分或顏色就隨之改變，稱之為活性礦物。如磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦、角閃石、黃鐵礦等。這就是我們通常所見到的石材的銹飾和褪色現(xiàn)象，這時就須對石材采取防護(hù)措施。
      石材中礦物的種類及礦種的多少，往往決定著石材的優(yōu)劣及色彩的名貴與否。一般來說石材中礦物組成越簡單越好，單一礦物為最好，其次為由2～4種礦物組成，且礦物之間界線分明，這樣可使石材的顏色純正，沒有交叉污染。巴西藍(lán)為單一礦物拉長巖組成，色調(diào)簡潔明快；印度紅由兩種礦物(鉀長石、石英)組成，鉀長石顯單一紅色，石英呈螢光白色，色彩分明無交叉無擾；南非紅由三種礦物(鉀長石、石英、黑云母)組成，由于黑云母的深色調(diào)，更能襯托出石材的莊重感；我國的四川紅也是由鉀長石、石英、黑云母等三種礦物組成，紅、白、黃、黑幾種色彩獨立清晰，為我國所產(chǎn)的較為優(yōu)質(zhì)的紅色花崗巖石材。即使由四種礦物組成時，當(dāng)各種礦物仍保持自己的本色，沒有任何蝕變發(fā)生時，也不失為一種名優(yōu)石材的本質(zhì)。如常見的由鉀長石、斜長石、石英、黑云母四種礦物組成的紅色花崗巖，應(yīng)該是鉀長石顯紅色、斜長石顯白色、 英顯螢光色、黑云母呈亮黑色 即所謂的”該紅要紅．法白耍自，陵黑要黑”，色彩界線清晰，仍可為一種明貴石材 然而自然界中的優(yōu)質(zhì)石材畢竟很少，我們所要面對的大部分為斜長石、石英巖等所組成的淺色石材．且組成礦物往往含有一定的活性，使石材產(chǎn)生飾變等缺陷。這就要求我們對石材進(jìn)行后期的著色和防護(hù)處理。

      石材的著色即人為地改變石材表面(或深層內(nèi)部)的顏色，使石材的顏色更加絢麗多彩。而這些都是針對石材中的某些礦物進(jìn)行的。石材中的礦物有些可以著色，即可以改變其本身的顏色，而有些情性礦物是不可以或是很難改變其本身顏色的。這就要求我們在石材著色前．先了解石柑的礦物組成，來判定其著色的可能性和確定要著色的色別等。目前所研究的石材著色，大多是針對長石礦物和碳酸鹽等淺色礦物進(jìn)行的。而黑云母、石英等惰性礦物無法著色，對角閃石等深色礦物，也有進(jìn)行套色來加深石材本身顏色的。總之，沉積鹽和變質(zhì)巖類巖石礦物，較巖漿巖類巖石礦物的著色容易些。如萊州一帶的364、367花崗巖石材的著色就是對其內(nèi)部的長石礦物進(jìn)行的。該石材基一由石英、鉀長石．納長石、黑云母等四種礦物組成．其中在巖漿生成過程中，鈉K石和黑云母的鉀交代作用較弱，因此鈉長石的含量較高，使得石材呈現(xiàn)淺紅——餞灰色。對其長石礦物進(jìn)行紫紅色相的著色處理后，深紅色的效果較為理想，即鈉長石鉀長石被染成深紅色、石英顆粒為螢光白色、黑云母仍保持本色(黑色)。作者也曾以海洋藍(lán)和阜平青進(jìn)行過深色的著色處理，阜平青主要是針對輝石和霞石而進(jìn)行的。由于石材中霞石的正長巖化較重，使得石材的顏色深度下降，經(jīng)過黑色的著色處理后．其深色色度增加速度3—5度，敢果較為理想。

      對石材的深色著色處理，一般要根據(jù)石材中礦物和化學(xué)組分來進(jìn)行。例如：1 當(dāng)原色是由地下鉀質(zhì)熱液交代而成的花崗巖石材。主要礦物為鉀長石，其化學(xué)成分為氧化鉀含量小于4 39％ ．氧化鐵含量小于1．13％ ．由于色度淺，且不均勻，需要進(jìn)行石材的增色處理。其工藝過程為：將氧化鉀和氧化鐵按7：3比例混合攪拌均勻， 以碳酸鈉飽和溶液調(diào)成稀糊狀混合液后，在租結(jié)構(gòu)的板面上，選用混合液濃度為50—60％；在細(xì)結(jié)構(gòu)板面上，選用混合液濃度為70—80％．將溶液均勻地涂抹在待處理的花崗巖石末j表面上，經(jīng)過1—2天的滲透反應(yīng)，板面表面形成一層硬沫層，此層用刮刀輕輕刮掉、再均勻豫抹一層奶油精和氧化鈰的混合液，配比為95—100：I一將涂抹后的花崗巖石材再進(jìn)行800—900℃ 、15—20分鐘的強(qiáng)氧化處理后，自然冷卻將石材板面擦干凈， 獲得顯示色度均勻、深紅色、光亮奪目、富于立體感的深紅色高檔裝飾板材。2．由同生的輝石和角閃右及黑色斜長石的黑色花崗巖石材。主要礦物為輝 、角閃石、灰黑色斜長石等，化學(xué)成分主要是氧化鐵、氧化錳和氧化鎂致黑。當(dāng)氧化鐵含量小于9 75％ ，氧化錳含量小于0 12％ ．氧化鎂含量小于14％66％ 時，為淺黑或淺灰色，需要進(jìn)行增色處理。其著色方法為：先以4．5～5．5：2．5～3 5：1．5～2 5的比例，將氧化鐵、氧化錳、氧化鎂混合，以碳酸納飽和溶液凋成稀糊狀混臺痕，在粗結(jié)構(gòu)的石材板面i ，選用混臺液濃度為50—60％；在細(xì)結(jié)構(gòu)板面上，選用混臺液濃度為70—80％，均勻地涂抹在待處理的花崗巖石材表面上，經(jīng)過1—2天的滲透反應(yīng)，板面喪面形成•;層硬洙層，此層用刮刀輕輕刮掉，再均勻涂抹一層奶油精和氧化鈰的混合液，配比為95～100：l。將涂抹后的花崗巖石材再進(jìn)行800～900℃ 、15—20分種的強(qiáng)氧化處理后，自然冷卻將石材板面擦干凈．即可獲得富于立體感的深黑色、光亮照A的高檔裝飾板材。

      石材的表面防護(hù)處理亦是針對石材中某些礦物麗言的．石材中的某些活性礦物經(jīng)l乏期風(fēng)化．成分、顏色會有所改變。赤鐵礦、黃鐵礦等由于氧化，其內(nèi)部島會析出表面而出現(xiàn)銹斑；磁鐵礦中的 鐵氧化后，會使黑色色度下降；角閃石經(jīng)內(nèi)化后分解，石材的黑色減弱等等。為此需要在石材表面形成一保護(hù)層．來完成各種活性礦物同外界的氧 水份相隔離，減少氧化、風(fēng)化的程度。作者對燕山監(jiān)進(jìn)行過裘面防護(hù)處理，較好地改善了石材的褪色問題。該石材主要由黑云母、角閃石組成，并有少量磁鐵礦、使得石材的密度、硬度較高．其不足是顏色(藍(lán)黑色)褪色較快，該石材放在室外2—3個月后．即褪色3—5個色度。采用水性和溶劑型兩種防護(hù)液處理后．其黑色色度半年未見褪色。

      總之，研究了解石材的礦物成分，可使石材的著色及表面防護(hù)有了較強(qiáng)的目的性，對石材后期化學(xué)處理具有重要意義。