含铁物质对石材的影响.pdf

中国石材物联网 网址： 含铁物质对石材的影响 石材是岩石经加工后所产生的制品，岩石是由矿物组成的，其中含铁 矿物是石材中铁质的来源。铁元素在自然界中分布甚广，但大多以化合物 之方式出现，由于铁元素属中等活泼性的金属，在高温下易和氧、硫、氯 等元素发生强烈反应，并易溶于无机稀酸和浓盐酸的溶液中，同时浓碱溶 液也易侵蚀铁。因此铁只有以化合物（含铁矿物）的形态出现，才得以在 自然界中保存下来。 铁的化合物有氧化物、硫化物、硅酸铁、碳酸铁、硼酸铁、钨酸铁、 硫酸铁等数百种，但以下列四种化合物为主要类别： 一、氧化铁：含铁氧化物的矿物有磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、钛铁矿 等。 二、硫化铁：含铁硫化物的矿物有黄铁矿、白铁矿、黄铜砂、黄锡矿 等。 三、含铁硅酸盐矿物：有橄榄石、黑榴石、十字石、黑柱石、普通辉 石等。四、含铁碳酸盐矿物：有菱铁矿及铁白云石等。 由于石材本身含有赤铁矿或硫铁矿等上述的含铁矿物，此类铁矿物本 身极易氧化而锈蚀，造成石材表面变色、变黄以及锈斑等缺陷，严重者甚 至因铁质锈蚀后膨胀而产生结晶颗粒爆裂与孔洞。兹就含铁矿物对各石材 的影响逐项说明： 含铁矿物对花岗石石材的影响 来源：中国石材物联网 中国石材物联网 网址： 除了含铁硫酸盐矿物外，大部份的含铁矿物都有可能存在花岗石中， 属硅酸铁矿物的数量及分布最广，其次是氧化铁或硫化铁矿物。一般含铁 矿物的颜色深暗，对花岗石的装饰美观价值有关键性的影响。花岗石中暗 色矿物集中者，石材常呈黑色、绿色系，如摩卡绿（含FeO+Fe2O3：6.43%）、 印度黑（含FeO+Fe2O3：13.2%）、南非深黑（含FeO+Fe2O3：20.5%），辛 巴威黑（含FeO+Fe2O3：11.5%）等。黄铁矿、白铁矿等含铁矿物嵌入辉长 岩中，因而形成了闪烁金光的黑金石材，印度黑金即为最显著的例子。含 铁矿物在石材中的排列组合，丰富并美化了石材的装饰美观效果，使天然 石材色彩变化绚丽，如孔雀绿（含FeO+Fe2O3：6.21%）、森林绿（含 FeO+Fe2O3：5.31%）、豹皮花（含FeO+Fe2O3：3.40%）等。 硫化铁是花岗石遭受锈黄污染的主要原因之一，它在常温常压下易风 化水解，生成氧化铁，再进一步水化成褐铁矿。硫化铁分解后，有时会留 下立方体黄铁矿假象，有的溶蚀成许多孔洞。若氧化铁溶液沿着节理裂隙 面渗透侵染，从而形成铁质薄膜，使石材遭受污染，形成色差，降低石材 装饰效果。花岗石中遭受破坏的第二主因为黑云母，片状组织极容易沿此 面剥离且易风化，风化层脱落后在石材表面形成小坑。另外，黑云母（K （Mg,Fe3(Alsi3O10)(OH)2）常遭水溶液作用而产生释放Fe3+作用，而锈 染其他矿物，产生严重锈斑。含铁榴石即绿泥石类矿物是花岗石遭受破坏 的第三主因，它们风化后易形成土状物，经风吹水冲后，造成石材表面产 生孔洞和凹坑。 来源：中国石材物联网 中国石材物联网 网址： ■含铁矿物对大理石石材的影响 大理石中含铁矿物有碳酸铁、硫化铁、氧化铁及含铁硅酸盐矿物等。 存在于大理石中的含铁矿物，因成分不同，对大理石的作用差别很大。铁 白云石能使大理石变成灰色、菱铁矿变成褐色、角闪石类矿物则呈现绿色 —墨绿色—黑色，呈点状、线状分布时，形成一定的图案，产生自有的丰 富色彩变化；另外，绿泥石、石榴石会使大理石呈绿色或黄绿色。 大理石石材遭受表面锈黄的主因为黄铁矿，其次是磁黄铁矿、镍黄铁 矿等硫化铁矿物，其污染原因与花岗石相同，硫化铁分解后，有时会留下 立方体黄铁矿假象，有的溶蚀成许多孔洞（如新米黄大理石板材中常见 1~3mm 孔径空洞）。铁铝榴石、绿泥石类矿物及含铁泥质矿物的抗风化能力 较差，时间久了也会形成凹坑及空洞。 ■含铁成分对石材安全的影响 石材化学成分内，含铁成分的高