天然的石材都是親水的，與水接觸則是導(dǎo)致石材出現(xiàn)病變和損壞的主要原因。我們看到的一些建筑物的石材墻面呈現(xiàn)的斑斑水跡，是由于雨水滲入墻體，產(chǎn)生的堿析和吸潮現(xiàn)象。淺色石材上的黃斑則是石材內(nèi)的氧化物在水的作用下進(jìn)一步的氧化和擴散的產(chǎn)物。一些酒店大堂的大理石地面出現(xiàn)了坑坑洼洼的孔洞，也是由于潮濕的原因使大理石產(chǎn)生漲裂所致。另外，許多污染也是由以水為載體的污物滲進(jìn)石材形成的。因此，研究石材的吸水機理和吸水規(guī)律，防止或控制石材吸收過多的水分就成為做好石材保護的關(guān)鍵。

　　石材由于本身存在著微孔因而有著天然的透氣性。保持石材自然的透氣性是至關(guān)重要的。石材晶體之間有著微小的縫隙，我們稱為微孔。不同質(zhì)地石材的微孔大小是不同的，石材透氣性的高低通常是由這些微孔的大小來決定的。保持石材這些微孔的暢通，石材底部的濕氣才會揮發(fā)出來，石材在潮濕的環(huán)境中出現(xiàn)問題的機會就會比較少。但是，正是石材這些微孔產(chǎn)生的毛細(xì)作用，使石材有著不同的吸水率。石材的吸水量與時間成正比，也就是說在一段時間內(nèi)，石材的這種毛細(xì)吸水量隨著時間的增長而增大。實際上，石材除了通過這種毛細(xì)現(xiàn)象吸收水分之外，還能夠通過冷凝機理來吸收氣態(tài)水分。我們這里講的冷凝是指空氣中的水蒸氣因溫度降低而液化。在常溫下，如果我們周圍環(huán)境里的空氣濕度較大，溫度降低會使空氣里的這些濕氣凝結(jié)在石材的表面上?？諝庵邢鄬穸仍酱?，降溫越快，這種冷凝現(xiàn)象就越明顯。除此之外，石材的吸潮現(xiàn)象也是石材吸收水分的一種主要方式。這是因為石材的微孔里不同程度地存在著一些可溶性的鹽，這些鹽分具有程度不同地吸濕性。也就是說，石材的吸潮程度是由這些鹽分的化學(xué)性質(zhì)、鹽分的含量以及周圍空氣中的濕氣所決定的。那么，石材里的這些鹽分又是從哪里來的芽其一，石材的一些礦物成分和空氣里的一些帶有陽離子的氣體形成的化合物；其二，石材切割加工使用的水有問題；其三，有些石材在安裝前后經(jīng)過了化學(xué)清洗，這些外來的化合物殘留在石材里；其四，石材使用水泥鋪貼，水泥中的游鹽通過水進(jìn)入石材的微孔里。

　　那么，我們周圍又是哪些水會對石材形成危害？雨水，對石材的危害主要體現(xiàn)在建筑物的外墻上，尤其是酸雨。在冬季由于雨水或雪水形成的冬融現(xiàn)象對石材產(chǎn)生的破壞也是很大的。地下水對石材的危害主要體現(xiàn)在地面石材上。如果地面基礎(chǔ)部分防水處理不好，甚至根本就沒有做防水處理，那么地下水對石材的危害可能會是長期的。安裝用水，是指石材用水泥鋪貼時水泥漿里的水分。在春秋兩季，如果基礎(chǔ)混凝土相對干燥，水泥漿里的水分干燥時間大約需要3個周的時間。許多沒有做過防護或防護沒做好的石材鋪貼后即出現(xiàn)水斑和銹黃最初的起因就是水泥漿里的水。生活用水，包括清潔地面用水、衛(wèi)生間用水、暖氣管道里的水等等，這些水對石材的影響也不容忽視。清洗地面時如果水處理的不及時，這些水會順著板材的縫隙滲進(jìn)去，我們經(jīng)常會看到一些地面在清洗后一段時間內(nèi)板縫四周都是濕的就是這個原因。通過以上石材吸水和吸潮機理及石材周圍的水進(jìn)行的分析，我們不難看出，石材的吸水現(xiàn)象是自然的，石材遇到水也是難免的，因此，我們要做的工作是防止和減少水對石材形成危害。石材表面上的水和液體污物會滲入石材，石材背面也存在潮濕的可能性。因此，探討如何使石材既保持良好的透氣性，又能避免水和其他液體滲入石材內(nèi)，成為一個關(guān)鍵性的突破。

　　自1863年法國兩位化學(xué)家合成了歷史上第一個有機硅化合物開始，人類利用有機硅化合物有了新的開始。在這之前，人們利用硅的形式只限于自然中存在的硅的轉(zhuǎn)化物，像陶瓷、玻璃、水泥等無機硅化合物。進(jìn)入上個世紀(jì)30年代后，有機硅化合物的開發(fā)和應(yīng)用有了較大的發(fā)展，各種經(jīng)過改性的具有特定性能的有機硅聚合物相繼推出。也就是自此開始，人們開始把有機硅聚合物特有的憎水性能引入到對建材的防水保護方面來。有機硅聚合物之所以成為一種理想的防水材料，得益于它特殊的分子結(jié)構(gòu)。這些直鏈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或環(huán)狀結(jié)構(gòu)的聚合物具有較好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性、低表面張力、小分子結(jié)構(gòu)和良好的憎水性。對于石材和其他礦物質(zhì)建筑材料來講，對其進(jìn)行防護處理的目的就是通過涂刷一種無色、非成膜的具有浸透能力的液體材料來保護暴露在外的石材或其他礦物質(zhì)建材的表面或內(nèi)在組織免受潮濕和其他液體由此而產(chǎn)生的進(jìn)一步損害。在前面部分我提到了石材的吸水機理和水分對石材產(chǎn)生的危害，顯然，防水處理必然成為使石材免受水分損害的最好方法。防水材料應(yīng)達(dá)到這樣幾個要求：它能使石材的吸水量驟減；最大程度地保持水蒸氣的穿透性；深層滲透；充分耐堿；耐紫外線；對人們無健康危害。有機硅防水材料完全能夠滿足以上要求，與臘、丙烯酸樹脂等成模性涂料不同，有機硅防水劑沒有堵塞和封閉石材表面的毛孔，而僅僅是在石材毛孔壁上形成一層薄薄的膜，整個毛孔還是暢通的。這樣，一方面石材表面上形成的防護層具有較低的表面張力，它使水無法鋪展開濕潤石材。另一方面，液態(tài)的水也無法通過形成防護層的毛細(xì)孔滲入石材內(nèi)，這是因為作為有極性的水已無法與非極性的憎水層作用，盡管相互接觸。由此，我們看到的現(xiàn)象是盡管石材遇到了水，但是已看不到被水濕潤的現(xiàn)象了。除此之外，完全固化后的有機硅化合物在分子結(jié)構(gòu)上與天然石英極為相似，因此這種防水劑中的活性物與花崗石和水泥制品有著很好的親和力，從而使得防護效果表現(xiàn)出異常的耐久性。所以我們說有機硅防護劑對石材形成的保護是目前為止最科學(xué)最完美的，加上  將氟化物與有機硅聚合物的嫁接，彌補了有機硅防護劑防油防污性能差的缺陷，使其更加完美。      防護劑的種類石材防護劑按其防護目的可分為防水劑、防污劑兩大類。防水劑，就是能夠?qū)κ哪軌蛱峁┓浪Ｗo，防止石材受到水的損害的液體材料。防污劑，就是能夠防止石材受到水和其他液體污物（像果汁、食油、機油、染料等）的損害和污染的液體材料。

　　石材防護劑按其活性物（主要有效成分）成分可分為硅酸鹽類防護劑、有機硅低聚物類防護劑、有機氟硅類防護劑和丙烯酸類防護劑。

　　硅酸鹽類防護劑主要是以甲基硅酸鉀或甲基硅酸鈉為有效成分的水溶液，它是一種應(yīng)用最早的有機硅防水劑。它的作用機理就是涂刷在石材表面后其活性物與空氣中的二氧化碳及潮氣發(fā)生反應(yīng)，生成具有憎水性的硅樹脂。但是，在堿性條件下它的反應(yīng)過程時可逆的，也就是說在堿性條件下這種具有防水作用的硅樹脂又降解為可溶性的甲基硅酸鹽，從而使其防水性喪失。另外，它還有耐堿性差、分子量大、耐久性差和產(chǎn)生白色沉淀物等缺點，所以人們開始尋找和開發(fā)新的有機硅活性物（注，現(xiàn)在市場上那些低廉的水性防護劑就是此類產(chǎn)品）。

　　有機硅低聚物類防護劑，是以硅烷單體或小分子結(jié)構(gòu)的硅氧烷低聚物或二者的混合物為活性物配制的防護材料。它的防護機理是石材表層上的活性物在水分或堿分的作用下生成羥基團，這些羥基團與羥基團之間、羥基團與石材之間重新進(jìn)行化學(xué)結(jié)合，從而形成結(jié)實的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的斥水層。由于這些硅烷和硅氧烷低聚物特有的物理和化學(xué)品性，它們滲入石材空隙內(nèi)壁后產(chǎn)生的非極性的保護膜，阻止了被帶有極性的水濕潤的可能，而且在堿性條件下比較穩(wěn)定，也防止水泥基層里的堿分向外滲透。因此，這類防護劑具防水性好、滲透性強、耐酸堿、防護效果持久、處理后的石材保持透氣性、不改變石材表面效果等這樣一些優(yōu)點。所以它成為目前應(yīng)用最廣、效果最好的防護劑。

　　有機氟硅類防護劑，就是利用有機氟化物特有的低表面能特性，使一般液體（無論是親水的還是疏水的）無法在被處理過的界面上鋪展浸潤，從而起到防水、防油、防污的作用。但是，這些氟化物分子結(jié)構(gòu)相對較大，使?jié)B透能力降低，防水持久性也比較差，所以人們通過化學(xué)處理將有機硅和有機氟結(jié)合起來，使這種新的活化物配制的防護產(chǎn)品既有好的防水能力，又有較強的防油能力。由于成本等原因，通常這類防護劑主要應(yīng)用于一些容易受到嚴(yán)重污染的場合，如醫(yī)院、餐廳等。相對有機硅而言，有機氟應(yīng)用于石材保護的時間較短，還不是一項非常完美和成熟的產(chǎn)品。丙烯酸類防護劑，是由丙烯酸樹脂稀釋物作為涂層，對被處理石材界面進(jìn)行保護。通常使用在一些粗糙的石材表面，像火燒面等，因為這類石材表面毛孔完全是開放的，很容易受到污染。另外，它還被用在對石材底面進(jìn)行封閉處理，像有些裂紋比較豐富的大理石。它的缺點一是成膜，處理面比較明顯，二是透氣性比較差，三是防水能力也不好，所以應(yīng)用面并不是太大。

　　石材防護劑按所使用的稀釋劑可分為溶劑型石材防護劑和水溶型石材防護兩大類。

　　溶劑型石材防護劑，就是以有機硅或有機氟硅為活性物，以一些石油溶劑或其他化學(xué)溶劑作載體配置的石材保護材料。由于這些活性物分子小，溶劑的溶解性和滲透能力也比較強，所以這類防護劑也稱為滲透防護劑，按英文直譯過來叫浸漬劑。溶劑以芳烴或脫芳烴等石油溜出物為主，也有些防護劑使用脂類或醇類溶劑。溶劑類防護劑最大的優(yōu)點在于溶劑與原始的活化劑直接匹配，它不會也不需要改變有機硅的一些形態(tài)和性能，最能體現(xiàn)有機硅低聚物在防水性能上的優(yōu)勢。另外，這些溶劑能夠最大化滿足防護劑滲透性方面的要求，也使得防護劑具有重涂性。但是，由于這些溶劑都具有易燃性，給防護劑的儲運增加了一些限制。水溶型石材防護，以水為溶劑配置的石材保護材料。按添加活化劑的不同，又分為硅酸鹽類和有機硅乳液類防護劑。硅酸鹽類防護在前面部分已做過描述，這里只對乳液類防護劑作些說明。乳化技術(shù)使人們對樹脂類涂料的應(yīng)用得到了較大的改進(jìn)，因為越來越多的國家出于環(huán)保方面的要求對有機溶劑進(jìn)行了限制。乳液類防護劑就是將有機硅防水活化劑進(jìn)行乳化，再與水相配合得到的有機硅防水溶液。它的優(yōu)點在于使一些性能較好有機硅低聚物防水材料應(yīng)用在水系產(chǎn)品體系里，缺點就是由于使用乳化劑影響了活化劑原有的一些性能從而降低了防水能力。另外，現(xiàn)有的乳化技術(shù)對如何保持防水效果的穩(wěn)定性還存在問題。同時，水溶型防護劑沒有重涂性，這也是一個天生的缺陷。