ساب و پولیش سنگهای کهنه

ساب و پولیش سنگهای کهنه

زمانی که سنگ کهنه و خش افتاده می گردد، مشخصا درخشش و جلوه اولیه خود را از دست می دهد. در این زمان سنگ برای بدست آوردن درخشش اصلی نیاز به ساب و پولیش دارد. حال این سئوال پیش می آید که چرا سنگها می درخشند و چگونه می توان براقی از دست رفته را به آنها باز گرداند؟

درخشش عمقی که در سنگهای پولیش شده می بینید از طریق سایش با مجموعه ای از مواد ساینده به دست می آید. این پروسه به سنباده زدن تکه ای چوب شبیه می باشد. سنگ با مواد ساینده ای در ابعاد شن درشت سایش پیدا کرده و در ادامه مداوما از موادی با دانه بندی ریزتر و ریزتر استفاده می گردد تا سطحی کاملا صاف به دست آید.

خراشهایی که توسط یک ساینده ایجاد می گردند توسط بعدی از میان می روند و خراشها ریزتر و ریزتر می شوند. این پروسه آنقدر ادامه می یابد تا خراشها میکروسکوپی گردند.

درخشش روی سنگ با سایش سطح تا جایی که به حدی صاف گردد که شروع به منعکس کردن نور نماید، ادامه می یابد. در واقع درخشش سنگ محصول خاصیت اپتیکی است.

در سنگهای سخت یا خشدار، نوری که از سطح سنگ منعکس می شود پراکنده است و سطح مات به نظر می رسد. در سنگهای صیقلی نوری که از سطح منعکس می شود به شکل موازی و متراکم است که با انعکاسی شدید به چشم می رسد.

همین خواص اپتیکی در یک آبگیر نیز مشاهده می گردد. وقتی باد می وزد آبگیر مواج شده و دیدن انعکاس تصویر مشکل می شود. وقتی هوا ساکن و آبگیر آرام است، انعکاس واضحی قابل رویت می باشد. پس برای بدست آوردن درخشش زیاد روی سنگ فقط نیاز است آنقدر آن را سایید تا براق شود.


به دست آوردن سطح صیقلی

حال که فهمیدیم چرا سنگها براق می شوند، می توانیم راجع به روشهای پولیش کردن صحبت نماییم. سطح براق در سنگ از سه روش ابتدایی بدست می آید:

1- پوششها
2- کریستالیزاسیون
3- پولیش کردن
اکنون هر کدام را با جزییات مورد بررسی قرار می دهیم.

1- پوششها

پوششها عموما شامل واکسها، اکریلیکها، کفپوشها، اورتانها و غیره می باشند که روی سطح سنگ قرار می گیرند. پوششها جهت ایجاد سطحی محافظ برای جلوگیری از آسیب دیدن سنگ طراحی شده اند. این مواد سالهاست که در صنایع بهداشتی برای کاشی و سطوح دیگر استفاده می گردند که به همان صورت برای سنگ نیز قابل استفاده هستند.

چرا از پوششها استفاده می گردد؟ پوشش دادن معمولا اقتصادی و آسان بوده و در برابر لغزندگی و آلودگی مقاوم است و باعث درخشندگی و براقی سطح زمین می گردد. از طرف دیگر، پوششها بسیار نرم تر از سنگ هستند و به همین علت به راحتی خراش افتاده و فرسوده می شوند. در نتیجه نیاز به پولیش، جلا دادن مداوم و یا پوشش مجدد دارند.

این پوششها می توانند باعث به وجود آمدن ظاهر پلاستیکی غیر طبیعی گردند. پوشش هایی با کیفیت پایین دارای رنگ زرد بوده و باعث ایجاد لک دائمی روی بعضی از انواع سنگ می شوند. نیاز به لایه برداری قبل از پروسه پوشش دادن آنها را به دلایل مختلف، انتخاب نامطلوبی برای استفاده روی سنگها می نماید. لایه بردارهای شیمیایی از مواد قلیایی قوی ساخته شده اند که باعث قلوه کن شدن سطح می گردد.

پدهای لایه برداری که مورد استفاده قرار می گیرند بسیار ساینده بوده و معمولا باعث خش افتادن سطح سنگ می شود. بعضی از برندهای لایه بردار به ماتریس پلاستیکی سنگهای آگلومره حمله کرده و بایندر های پلی استری را می خورند.

مهمترین دلیلی که باید از پوششها دوری کرد پرکردن منافذ سنگ است که می تواند منجر به محبوس شدن رطوبت زیر سطح سنگ و پوسته شدن آن گردد.

اگر پوشش دادن گریز ناپذیر است، باید مطمئن شد که پوشش برای سطح سنگ مورد نظر طراحی شده باشد و به خوبی اعمال گشته و مهمتر از همه به طور مداوم جهت نظارت بر مشکلات بالقوه بررسی گردد.


2- کریستالیزاسیون

 روش دیگری که برای براق کردن سطح سنگ وجود دارد پروسه ای به نام کریستالیزاسیون است. واژه کریستالیزاسیون برای تشریح فرآیندی که برای درخشش تثبیت شده روی سطح مرمریت استفاده می گردد وارد دایره لغات عملیات پولیش مرمریت گشته است.

کریستالیزاسیون را همچنین می توان "شیشه ای شدن" یا "دوباره کریستالیزه شدن" نامید. این پروسه از دهه 1970 در ایالات متحده مورد استفاده قرار می گیرد و میان متخصصین بحث و جدلی به راه انداخته است. قبل از بررسی مزایا و معایب این روش، نگاهی اجمالی به تعریف آن می اندازیم.

فرآیند کریستالیزه کردن مجدد شامل اسپری کردن سیالی روی کفپوش مرمریتی و سنباده زدن آن با براده فولاد توسط ماشین سنباده استاندارد می باشد. براده فولاد در اثر سایش و واکنش شیمیایی با مرمریت تولید حرارت کرده و ترکیب جدید روی سطح سنگ تشکیل می دهد.

از لحاظ شیمیایی فرآیند کریستالیزاسیون به شکل زیر عمل می کند. تقریبا همه مواد شیمیایی کریستالیزاسیون دارای سه ماده تشکیل دهنده ذیل می باشند:
1-اسید
2-ترکیبات فلوروسیلیکات
3-موم
این ترکیبات چگونه با سطح سنگ واکنش انجام می دهند؟ نخست این که فرآیند کریستالیزاسیون فقط در سنگهای پایه کلسیمی چون مرمریت و لایم استون انجام پذیر است. اگرچه این فرآیند روی سنگهای غیر کلسیمی مانند گرانیت نیز می تواند عمل کند اما شکل واکنش آن کاملا متفاوت است.

وقتی اسید روی مرمریت قرار می گیرد چه اتفاقی می افتد؟ اسید به کربنات کلسیم حمله کرده و  به اصطلاح سطح سنگ را اچ می کند. واکنش مذکور به شکل زیر می باشد:

CaCO₃ + HAc -----> Ca++ Ac + H₂O + CO₂

CaCo₃ - کربنات کلسیم

HAc - اسید استیک

Ca++Ac - استات کلسیم           

H₂O - آب

CO₂ - گاز دی اکسید کربن

وقتی سیال کریستالیزاسیون روی سطح مرمریت اسپری می گردد، همان گونه که در واکنش به شکل اجمالی نشان داده شد، اسید به کربنات کلسیم حمله می کند. سپس ترکیبات فلوروسیلیکات خود را به یونهای کلسیم متصل کرده و ترکیب جدیدی با نام فلوروسیلیکات کلسیم تشکیل می دهند.

تبصره: ترکیبات فلوروسیلیکاتی که در محلول کریستالیزاسیون وجود دارد شامل سه نوع می باشد:

فلوروسیلیکات آلومینیوم، فلوروسیلیکات منیزیم و فلوروسیلیکات روی. یکی یا بیشتر بسته به برند در محلول کریستالیزاسیون یافت می گردد.

کل واکنشهایی که در فرایند کریستالیزاسیون انجام می پذیرد به شرح زیر است:

واکنش 1:

CaCO₃ + HAc-----> Ca++Ac + H₂O + CO₂

مولکول کربنات کلسیم شکسته می شود.

واکنش 2:

MgSiF₆ + H₂O + Ca++  --------> CaSiF₆

فلوروسیلیکات منیزیم با یونهای کلسیم واکنش داده و فلوروسیلیکات کلسیم تشکیل می دهد.

واکنش 3:

ZnSiF₆ + H2O + Ca++ ------> CaSiF₆

فلوروسیلیکات روی با یونهای کلسیم واکنش داده و فلوروسیلیکات کلسیم تشکیل می دهد.

حال معنی واکنشهای بالا چیست؟ با بیان ساده فرآیند کریستالیزاسیون از شکسته شدن ترکیب سطح مرمریت و تشکیل ترکیبات جدید، عمل می کند.

برای این که واکنش مذکور انجام پذیرد نیاز به حرارت می باشد. به همین دلیل از براده فولاد استفاده می شود.

چرا جنجال راه اندازیم؟ به شکل ساده هدف از این فرایند تشکیل ترکیب جدید جهت محافظت از سطح سنگ، براق تر کردن و شاید سخت تر کردن آن با افزایش پوشش می باشد. مخالفان این فرایند ادعا دارند که ترکیب جدید منافذ سنگ را پوشانده و باعث حبس شدن رطوبت و پوسیدگی سنگ می گردد.

فرایند کریستالیزاسیون باید توسط افراد ماهر که با عملکرد و تکنیکهای این پروسه آشنایی دارند، انجام پذیرد. افزایش رطوبت در سنگ می تواند جلوی واکنشهای کریستالیزاسیون را گرفته و باعث ایجاد مشکل شود.


3- پولیش کردن

الف- پولیش کردن توسط پودر

در پولیش کردن توسط پودر از ساینده های خیلی ریزدانه و اسید اگزالیک برای به دست آوردن سطح مرمریتی با درخشش قوی استفاده می گردد. همانطور که در سطور بالا گفته شد، سنگ آنقدر صیقلی می گردد که سطحی فوق العاده صاف با ظاهری شیشه ای به دست آید.

از اسید اگزالیک برای افزایش سرعت فرآیند پولیش کردن با انجام واکنش با کربنات کلسیم استفاده می شود. ترکیب مواد ساینده و خورندگی اسید اگزالیک به پولیش شدن سطح منجر می گردد.

سنگ گرانیت چون با اسیدها واکنش نمی دهد، قابل پولیش کردن با استفاده از این روش نمی باشد. برای گرانیت نیاز به صیقلی کردن سطح با ساینده های ریزتر و ریزتر می باشد. پولیش نهایی با استفاده از ساینده های بسیار ریزدانه و چرخهای نمدی یا صفحات پولیش انجام می پذیرد.

ب- پولیش کردن توسط پودرهای ساینده

پودرهای پولیش از چه نوع مواد ساینده ای تشکیل شده است؟ پودرهای پولیش مرمریت از اکسید آلومینیوم به عنوان ساینده، اسید اگزالیک به عنوان تسریع کننده و ترکیبی از مواد دیگر از جمله لاک مخصوص لاک الکل، سولفور، نمک و غیره که رنگ، روانکاری و از این قسم خصوصیات را به فرآیند وارد می کنند، تشکیل شده است.  

امکان ساخت پودرهای پولیش دست ساز با مخلوط کردن اکسید آلومینیوم و اسید اگزالیک وجود دارد. البته در صورتی که تجربه لازم در این زمینه را ندارید توصیه نمی شود.

هشدار: اسید اگزالیکی که برای افزایش سرعت فرآیند پولیش مصرف می شود، می تواند باعث سوختن مرمریت گردد. مرمریت سوخته ظاهری گود رفته پیدا می کرده و سطح سنگ حالتی ذوب شده با برقی پلاستیکی پیدا می کند. این حالت سوختگی عموما "پوست پرتقالی شدن" نامیده می شود و دلیل آن هم برای هرکسی که آن را ببیند روشن خواهد بود. زمانی که سطح سنگ پوست پرتقالی شود برای از بین بردن آن باید سطح را دوباره ساب زد.


در عمل چه اتفاقی در پولیش کردن توسط پودر می افتد؟

کسانی که علاقمند به دانستن اتفاقات فرآیند پولیش کردن هستند، توضیحات مختصر زیر را مورد توجه قرار دهند:

فرآیند پولیش کردن توسط چندین محقق مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. دانشمندی به نام بیلبی، تحقیقاتی در رابطه با پولیش کردن در سال 1921 انجام داد و کشف کرد که سطح سنگ قبل از پولیش حاوی ناهمواری های ضمختی می باشد. زمانی که سطح پولیش می شود، این ناهمواری ها ناپیدا می گردند. آقای بیلبی فرض کرد اتفاقی که می افتد این است که سطح بالایی شیشه ای شده و خواص کریستالی خود را از دست داده و روی سطح جریان پیدا می کند و ناهمواری ها را می پوشاند. به عبارت دیگر، پودر پولیش کربنات کلسیم سطح را شکسته و برای یک لحظه ذوب شده و توسط کشش سطحی همه جا پخش می شود. این لایه سطحی که تشکیل می شود "لایه بیلبی" نامیده می شود.

همچنین کشف کرد که نسبت نقطه ذوب پودر پولیش به سنگ بر روانی سیال اثر دارد. اگر پودر دمای ذوب بالاتری نسبت به سنگ داشته باشد، باعث پولیش کردن می شود. اگر دمای ذوب پودر از سنگ پایین تر باشد، پولیش انجام نمی پذیرد.

چگونه مرمریتهای سخت را پولیش کنیم؟

حال که درک ابتدایی از چگونگی پولیش شدن مرمریت و چگونگی عملکرد فرآیندهای مختلف را به دست آوردیم، به آسانی در می یابیم که چرا برخی از انواع مرمریت به راحتی پولیش نمی شوند.

برخی از دلایل آن در زیر آمده است:

1- مرمریت حاوی مقدار خیلی کم یا در بعضی موارد مقدار خیلی زیاد کلسیم برای واکنش با اسید اگزالیک می باشد. وقتی مقدار کلسیم زیاد است، سنگ ممکن است پوست پرتقالی گردد. مثالی که می توان برای سنگی که با ترکیبات پولیش مرمریت واکنش مناسب نمی دهد، زد مرمریت سبز می باشد. به این دلیل که از ماده معدنی به نام سرپانتین تشکیل گردیده اند.

2- خیلی از مرمریت ها در واقع لایم استون هستند. این اشتباه رایجی است که بیشتر افراد مرتکب می شوند. سنگهایی چون تراورتن، مارکینای مشکی، مافیل کرم و بسیاری دیگر لایم استون هستند نه مرمریت. بسیاری از لایم استون ها حاوی کربنات کلسیم دوبرابر و یا دولومیت هستند. این یعنی اسید اگزالیک به نحوی که در مرمریت عمل می کند در آنها واکنش نمی دهد.

3- مناطق نرم یا به اصطلاح رگه های گل شامل مواد معدنی متفاوت نسبت به خود سنگ هستند و ممکن است منجر به ایجاد گودی در سطح سنگ شوند. چون این مناطق نرم هستند، ساینده ها آنها را بیشتر فرسایش می دهند.

4- تکنیک یکی از مهمترین دلایلی است که متصدی ساب زدن دچار مشکل پولیش می گردد. استفاده بیش از حد یا برعکس از آب و یا پودر ممکن است جلوی انجام واکنش روی سنگ را گرفته و سطح مات به نظر رسد.
اکنون این سئوال مطرح می شود که از چه روشی برای پولیش کردن استفاده می کنید؟

بهترین راه این است که روشتان را مورد آزمایش قرار دهید. چند راهکار کاربردی برای حل مشکلاتی که در حین کار مواجه می شوید در ذیل آمده است:

راهکار اول – از پولیش خشک استفاده کنید. بسیاری از مرمریت ها با پولیش تر سازگار نبوده و نیاز به پولیش خشک دارند. با همان روش تر معمولی شروع کنید. سپس از پد نمدی استفاده کرده و آنقدر پولیش نموده تا کاملا خشک شود.

راهکار دوم – از پودر متفاوتی استفاده کنید. به یاد داشته باشید که اکثر پودرهای پولیش مرمریت حاوی اکسید آلومینیوم و اسید اگزالیک هستند. از پودری که حاوی اکسید قلع است، استفاده نمایید. اکسید قلع در پودرهای پولیش گرانیت فراوان است.

راهکار سوم – افزودن اسید اگزالیک به پودر پولیش. افزایش مقدار اسید اگزالیک در برخی از مرمریت ها بر خلاف بسیاری دیگر که باعث پوست پرتقالی شدن سطح آنها می گردد، منجر به واکنش بهتر می شود. با مقدار بیشتر یا کمتر اسید اگزالیک امتحان کنید.

راهکار چهارم – از پولیش الماسه استفاده کنید. بعضی از مرمریتها با دانه های درشت تر پولیش بهتری می شوند.

راهکار پنجم – از جلا دادن استفاده کنید. جلا دادن در سرعتهای بالا یعنی 3500 دور در دقیقه انجام می پذیرد. شما نیاز به پدها و ملزومات پولیش ویژه دارید.

نتیجه آن که از آزمایش کردن نهراسید. بدترین اتفاقی که می افتد این است که مجبور به انجام دوباره پروسه ساب و پولیش شوید. در ضمن مطمئن شوید که سنگی که روی آن کار می کنید امکان بدست آوردن درخشش بالا را داشته باشد. به یاد داشته باشید بعضی از مرمریتها پس از پرداخت حالت آیینه ای نمی گیرند.