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石材清洗、石材防护方法的选择及实施

2015-5-5 21:19| 发布者: admin| 查看: 898| 评论: 0

摘要:  白塔表面的黑垢层,除了影响观赏效果外,它还影响用有机硅树脂对塔体进行的防护,容易成为进一步腐蚀的通道,因此,清除表面黑色污垢成为维修和加固白塔工程的关键环节之一。白塔表面黑垢相当顽固,此前已有一些专 ...

 白塔表面的黑垢层,除了影响观赏效果外,它还影响用有机硅树脂对塔体进行的防护,容易成为进一步腐蚀的通道,因此,清除表面黑色污垢成为维修和加固白塔工程的关键环节之一。白塔表面黑垢相当顽固,此前已有一些专家在此进行清洗试验均告失败,为此须进行全面的清洗试验。


  由于白塔样品宝贵,实验室工作的第1步是制作人工样品,即在同类岩石表面制作以CaS04.2H2 0为主的黑色污垢层,只有对人工样品有效的配方才用真实样品进行试验。


  除了对一些市售清洗剂、洁厕剂、漂白剂等进行了试验外,还先后对应用各种清洗原理的几十个配方或方法进行了试验和复配试验。清洗方法总体上可分为物理清洗和化学清洗两大类。


  (1)物理清洗


  ①机械清洗法 这是最为普遍的方法,采用机械工具振动、敲打使表面覆盖层脱落。具体的有超声波法、刷子刷洗法、喷砂法等,使垢层松动从而脱落。但白塔黑垢形成已久,与基层结构紧密。现场操作说明该方法劳动强度大,黑垢不易脱落或易破坏基层,故不宜使用。


  ②水力清洗法又称喷射法,是利用水流动的能量对被洗物表面形成冲击,使垢层脱落,可分为低压、中压和高压清洗。但考虑到白塔风化年久、强度较低,恐怕经不起冲洗的冲击,稍有不慎甚至可造成倒塌,因此,排除这种方法。


  ③溶剂清洗法 即用水或有机溶剂清洗。用多种混合配方试验表明,该方法的某些配方在实验室中还有一定效果,尤其是有热蒸气喷洗,但现场实验表明,该法只能洗去表面浮尘不能彻底清除顽固的黑垢层。


  ④激光灼烧法这种方法通过激光灼烧放出大量的热,将黑垢氧化成碳和水。但是,取白塔样品用激光做试验后发现在黑垢去掉时,内层碳酸钙也有部分分解为疏松的氧化钙。氧化钙的分解温度低于黑垢的分解温度,操作十分困难,另外激光灼烧费用很高,目前难以大面积实行,故此,也应放弃。


  (2)化学清洗 化学清洗是通过化学药剂的作用使沉积物分解、疏松、脱落和剥离的清洗方法,常与物理清洗相互配合使用。在白塔进行了以下几种方法的试验。


  ①氧化法垢层的黑色主要由碳、碳氢化合物等造成,氧化法的目的是利用药品,如双氧水、次氯酸(包括漂白粉)等的氧化性能,漂白黑色。实验表明该法对白塔黑垢无效。


  ②破坏黑垢载体黑色垢层中石膏起着骨架作用,可通过破坏载体结构达到清洗的目的。首先试验了溶解络合法,即用试剂将硫酸钙溶解或络合成溶液,破坏载体,典型的络合物有(NH4)2 S04等,但在实验室中没有取得预期效果,即使是利用了蒸汽喷射,以提高解程度和反应温度。该法效果不佳的原因可能是由于石膏被煤焦油及其他杂质包裹,反应很难进行。其后又用了沉淀转化法,即利用复分解反应的原理,将硫酸钙转化回碳酸钙或生成更难溶的沉淀,利用新沉淀还没结牢时,将它与黑垢~并除去。典型的作用物有NaHC03、Na2 C03、(NH4)2 C03、K2 C2 04、C4 H4 06 KNa等。采用上述药品试验,发现该法对人工制作的黑垢有一定效果,但黑垢无法全部去除,原因是现场操作难以达到实验室的浸泡效果。


  (3)界面分离法 由于上述清洗方法无法将黑垢很好去除,于是设想利用黑垢层与内部石材物理化学性质明显差异的特点,将黑垢层和结晶灰岩的结合面破坏,黑垢就会自然脱落。具体做法是在黑垢表层均匀涂上含有一定浓度的界面分离剂和渗透剂,经过一段时间后,界面分离剂渗透到内层,破坏结合面。初步试验表明该方法效果不错,在黑垢层较薄处甚至直接擦洗就可清除黑垢。其后又进行了配方研究,以求最佳效价比,实验表明选取5%的界面分离剂效果较为理想。最终选用的清洗剂为浙江大学的清洗剂,它对清洗结晶灰岩等石材上的黑垢有特效。


  在白塔现场,在塔身表面选取3小块不同厚度的黑垢区域,每块区域2~5 t112,分别编号并作现场清洗试验。


  l#样区 黑垢较薄实验区。用棉签蘸取少量界面分离清洗剂,直接在黑垢表面反复擦洗,可明显看到黑垢呈小粒状脱落,再用水冲洗,塔身表面恢复到洁净灰白色。


  2#样区黑垢较厚的实验区。用滤纸、纸浆或棉花等吸湿物在界面分离清洗剂中浸泡后,粘贴到事先用水润湿过的黑垢层上,48h之后,将吸湿物取下,用硬毛刷轻轻刷洗,黑垢很快脱落。


  3 #样区 白塔檐角下的黑垢特厚实验区。采用富有弹性的棉絮,将其浸泡界面分离清洗剂后,用泡沫塑料将其顶压、固定到塔檐角下。过48h后将棉絮连同泡沫一并取下,再用硬毛刷轻轻刷洗,黑垢呈大块状脱落。


  (4)防护剂选用 配方见表8-4。
石材清洗—古建石材表面黑垢分析与清洗方法的确定(五)


  也可使用市场上已经成熟的氟硅型多功能石材防护剂产品,如浙江力宝高新建材股份有限公司的S-128、S-129、S-130型系列氟硅防护剂;美国亮石的氟硅石材防护剂;德国雅科美石材防护剂。


  而使用氟硅防护剂,除有卓越的防水性外,还有很好的防油性,尤其在白塔或古建筑物的底层,人较易触摸到的地方,更宜提倡使用防水、防污、防油均优异且耐候性好的氟硅石材防护剂。


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