一種建筑表面干噴霧砂清洗方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種針對建筑表面的干噴霧砂清洗方法，針對建筑表面時代、材質(zhì)、污染等不同的情況，采用不同的清洗介質(zhì)成分和配比，清洗介質(zhì)的粒徑范圍為50-180目，根據(jù)清洗效果的要求采用不同的清洗壓力和噴槍與墻面的距離，采取干噴霧砂的方式，實現(xiàn)建筑建筑表面的原真性修復。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑修復【技術領域】，尤其涉及一種針對建筑表面干噴霧砂無損清洗的 方法。 一種建筑表面干噴霧砂清洗方法

【背景技術】
[0002] 由于各種原因，以往對建筑的修復多采用的風格性修復，其僅僅是還原建筑的風 格，不考慮建筑原風貌，修復后整個建筑"煥然一新"，已很難分辨出建筑哪部分是歷史遺留 的，哪部分是經(jīng)過修復的，具有重要歷史價值的風化的材料全部被新的材料替換掉。這樣的 修復方式只是對建筑的簡單復制，抹殺了建筑承載的歷史信息，失去了建筑修復的意義。一 些歷史建筑的表面被完全鑿除，"原狀"修復后，具有很高歷史與文化、技術價值的歷史建筑 變成無異于復制的假古董。
[0003] 近年來，對建筑無損和原真性的修復的呼聲越來越高，即對建筑的修復真正需要 的是，修復完畢的建筑從遠處看過去，具有原建筑的風貌，保持了原建筑的風格，但從近處 可清楚地分辨出哪部分是歷史遺留下來的，哪部分是經(jīng)過修復的，這樣的修復才符合歷史 建筑物的修復的標準。
[0004] 國內(nèi)大多數(shù)歷史保護性建筑經(jīng)歷了多次后期改造，表面在材質(zhì)的顏色、質(zhì)感上變 得模糊不清，例如有的歷史建筑的外墻面為水泥砂漿粉刷層，多次覆以的聚乙烯水性涂料、 油漆、丙烯酸涂料、碳素類等裝飾涂料，表面已斑剝，失去了歷史建筑的莊重感，以及其所蘊 涵的文化特征和有關歷史信息。
[0005] 外墻清洗是對墻體的保護的首要程序，除去表面的一切有害物質(zhì)，包括微生物、可 溶鹽、難溶性硬殼、灰塵煙垢，以及歷次修復后所殘留的涂料殘留物等，來緩解環(huán)境產(chǎn)生的 負面影響，從而延長建筑墻體的壽命，增添建筑外表面的美觀的同時不傷及外表面原有材 料的自然屬性。
[0006] 歷史建筑的清洗原則根據(jù)文物保護行業(yè)的相關準則，需要采用環(huán)保清洗的方法去 除外墻涂料，并遵循以下原則：（1)不能采用強酸強堿等強腐蝕性材料，避免對試驗對象或 試驗者產(chǎn)生危害。否則，文物本體將遭到腐蝕破壞，亦不符合文物保護的基本要求。（2)不 能采用揮發(fā)性的有機溶劑，以避免影響周圍環(huán)境和市民。（3)避免使用強機械及高耗能的方 法，以免對文物本體產(chǎn)生傷害，例如高壓水槍及高壓噴砂方法等。
[0007] 而目前行業(yè)中采取的方法中存在著這樣的缺陷：
[0008] 1.高低壓噴水清洗方法，大量的水分會滲透至清水磚墻毛細孔后很難全部排出， 而給墻面造成二次生物污染，而且大量水分的存在易損傷基體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，同時會造成清 洗后的墻面修補工作的嚴重泛堿現(xiàn)象。
[0009] 2.高壓蒸汽、霧化水淋清洗方法，無法完全清除表面的全部人為、生物和自然污 染。
[0010] 3.化學材料清洗方法，化學溶劑或敷劑中的大量化學成分，如偏硅酸鈉、氫氧化 鈣、碳酸鈣和環(huán)氧乙烷楊歡丙烷共聚物等，會羈留在清水磚墻內(nèi)部，而永遠無法排除墻體 夕卜，在太陽光中紫外線的長期照射下，這些化學成分會使墻面從外至內(nèi)的色變，會給墻面造 成不可逆的永久性傷害。
[0011] 4.激光法不適合對凸凹不平的表面落塵、油污、水漬進行清洗，且費時費工。
[0012] 因此，我們的技術人員致力于開發(fā)上述建筑干噴霧砂無損清洗方法，以解決上述 不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 有鑒于現(xiàn)有技術的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種以實現(xiàn)建筑 表面的無損和原真性修復，以徹底清除建筑表面的污染物，恢復建筑表面的原始風貌，且不 對建筑造成二次損傷的清洗方法。
[0014] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種建筑表面干噴霧砂無損物理清洗方法，包括 如下步驟：
[0015] (a)對建筑表面的時代、材質(zhì)、污染等情況進行分析，確定建筑表面自身材質(zhì)的硬 度，以及污染物的硬度；
[0016] (b)配制清洗介質(zhì)；
[0017] (c)調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力；
[0018] (d)選擇噴槍與目標的距離及清洗介質(zhì)噴射方式；
[0019] (e)向清洗目標進行霧砂無損物理清洗。
[0020] 進一步地，步驟（b)中所述的清洗介質(zhì)為石英砂、碳酸鈣或石榴石，或三種材料配 比的混合物。
[0021] 進一步地，步驟（b)中石英砂顆粒的粒徑范圍為：50-120目；碳酸鈣顆粒的粒徑范 圍為：80-130目；石槽石顆粒的粒徑范圍為：80-130目。
[0022] 進一步地，步驟（c)中壓縮空氣的壓力在（0-12)MPa。
[0023] 進一步地，步驟（d)中噴槍與目標的距離持在45 - 130CM之間，噴槍的平均單位 停留時間為〇. 1 - 1. 5秒/平方厘米。
[0024] 進一步地，步驟（d)中所述的噴砂的速度為0-100g/s。
[0025] 進一步地，步驟（d)中噴槍與目標的角度為90度。
[0026] 進一步地，清洗之前，需根據(jù)表面具體情況，如有需要先對表面進行預處理。所述 的預處理是指：如建筑表面為木材，且木材表面存在腐爛、碳化現(xiàn)象，需要在清洗前根據(jù)保 護要求作固化處理；如建筑表面為木材，且木材表面存在厚重的油性漆，需要在清洗前針對 油性漆層打磨處理；如建筑表面為磚石材料，且磚石表面存在風化現(xiàn)象，需要在清洗前根據(jù) 保護要求作固化處理；如建筑表面有特殊的圖案、花飾、標語等，需要在清洗前根據(jù)保護要 求進行覆蓋保護處理。
[0027] 進一步地，所述建筑為歷史建筑。
[0028] 其中霧砂清洗是指采用穩(wěn)定的壓縮空氣為動力，將精細研磨至50?180目的清洗 介質(zhì)如石英砂、碳酸鈣或石榴石以霧狀的形式，勻速噴射到建筑表面，由于霧狀清洗介質(zhì)對 建筑表面的沖擊作用，去除建筑表面的污染物。本方法是一種無損物理清洗方法，其中霧砂 的粒徑將會影響清洗的效果。
[0029] 工作過程如附圖2所示，空調(diào)機1提供壓縮空氣，將壓縮空氣輸入儲氣罐2中，由 儲氣罐2提供穩(wěn)定的氣流，氣流進入氣水分離器3,壓縮空氣中的冷凝水聚集在氣、水分離 器的底部4,清洗介質(zhì)5及氣流在裝置7中混合，通過電磁調(diào)壓裝置6調(diào)節(jié)壓力，將混合的清 洗介質(zhì)和水輸送至噴槍，噴至建筑物表面8進行清洗。
[0030] 本發(fā)明方法選定合適的清洗介質(zhì)，穩(wěn)定的空氣壓力，合適的槍墻距以及噴砂噴射 方式，輸出清洗介質(zhì)的速度均勻，以90度角噴射于墻面上，用霧砂的機械方法將積存的污 染物從墻面去除，在保證外墻表面不受傷害的同時，清除各類沉淀和污漬，且可根據(jù)墻體的 實際情況實時進行調(diào)整。
[0031] 本發(fā)明方法既可清除墻體表層的輕浮污染物，也可對精細的基層如木材、壁畫、石 膏等做到無損清洗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明提供的對建筑進行干噴霧砂無損物理清洗過程的流程圖。
[0033] 圖2為本發(fā)明一個具體實施例中所用干噴霧砂無損物理清洗的工作原理圖。
[0034] 圖3為本發(fā)明一個具體實施例中干噴霧砂無損物理清洗前的木門照片。
[0035] 圖4為本發(fā)明一個具體實施例中干噴霧砂無損物理清洗后的木門照片。

【具體實施方式】
[0036] 在本發(fā)明方法的一個實施例中，對上海浦東川沙中市街（中國歷史文化名鎮(zhèn)2013 年）的民國初期特有的歷史建筑障水板進行清洗，該項目中的障水板的材質(zhì)為杉木，在歷 次修復中被涂以厚重的桐油、油漆、膩子粉等混合物行程的堅硬污染物面層，基層為杉木材 質(zhì)，在清洗的過程中，不能有水的成分，并且比面層的污染物材質(zhì)酥松，去除表面污染物的 同時不對基層照成損傷的清洗需要對清洗壓力的精準控制。
[0037] 根據(jù)該歷史建筑障水板特性的分析，針對性地采用干噴無損物理清洗方法，實施 的重點是保證基層杉木材料的安全性，清洗過程中不對障水板原有木紋肌理造成損害，表 面磨損控制在最小范圍，同時清除障水板的表面的厚重污染物，保證無痕跡殘留、無二次污 染：
[0038] 實施的基礎是對障水板進行清洗測試，根據(jù)障水板的特征、部位和硬度的不同，結(jié) 合需要達成的清洗效果，確定適合障水板清洗的最終清洗壓力、清洗介質(zhì)配比、槍墻距和清 洗方法。同時確認外表面污染物基層的特征、部位和材料，確定噴砂清洗時針對表面部位分 別需要停留的時間，確保對基層木紋肌理無損傷。
[0039] 具體實施過程包括如下步驟：
[0040] (1)連接空氣壓縮機與噴砂機；
[0041] (2)選擇合適的噴嘴；
[0042] (3)打開空氣壓縮機；
[0043] (4)向料倉加入清洗介質(zhì)，其中清洗介質(zhì)的大小和品種選擇在施工過程中通過小 樣實驗，施工前經(jīng)過業(yè)主和設計方的認可，在本實施例中清洗介質(zhì)配制為石榴石和碳酸鈣 的體積比為9 :1 ;
[0044] (5)調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力在緩壓氣罐壓力3Mpa，噴口壓力1.8Mpa，墻面受力 300kg/m2
[0045] (6)開始清洗。運用獨立的空氣壓縮機將清洗介質(zhì)以一定的速度噴射到墻面上，噴 射的速度通過空氣壓縮機自由控制，用機械的方法將積存的污垢從障水板表面去除。根據(jù) 障水板的不同污染情況，專業(yè)的外墻保護技術工人水平移動噴槍，噴槍與墻面成90度角， 噴槍與墻面的距離保持在45 - 50CM之間，噴槍的平均單位停留時間約為1 一 1. 5秒/平 方厘米，對障水板進行全面細致的清洗。
[0046] 清洗施工按照自上而下順序進行，施工過程中及時對清洗的效果進行確認和分 析。
[0047] 施工注意事項：
[0048] 1.對外表面上不需要清洗的部位，采用擋板防護的方法進行保護。
[0049] 2.清洗施工后的墻面不殘留有害物質(zhì)；
[0050] 經(jīng)過以上工序的嚴格實施，出色地清洗了川沙中市街歷史建筑障水板表面原存留 的厚重污染物，并且對基層的杉木木紋肌理做到了無損的保護，讓國家歷史文化名鎮(zhèn)的障 水板得以留存和展現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種建筑表面的干噴霧砂清洗方法，其特征在于，采用穩(wěn)定的氣流，粒徑范圍在 50-180目的清洗介質(zhì)，清洗介質(zhì)以霧狀的形態(tài)噴射到建筑表面，清除建筑表面的污染物。
2. 如權(quán)利要求1所述的建筑表面干噴霧砂清洗方法，其中包括以下步驟： (1) 對建筑表面的時代、材質(zhì)、污染情況進行分析，確定建筑表面自身材質(zhì)的硬度，以及 污染物的硬度； (2) 配制清洗介質(zhì)； (3) 調(diào)節(jié)清洗介質(zhì)的比例及壓縮空氣的壓力； (4) 選擇噴槍與目標的距離及清洗介質(zhì)噴射方式； (5) 對目標進行無損物理清洗。
3. 如權(quán)利要求1所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中所述清洗介質(zhì)為石英 砂、碳酸鈣或石榴石，或其中兩種或三種材料配制的混合物。
4. 如權(quán)利要求3所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中石英砂顆粒的粒徑范 圍為：50-120目；碳酸鈣顆粒的粒徑范圍為：80-130目；石榴石顆粒的粒徑范圍為：80-130 目。
5. 如權(quán)利要求2所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中壓縮空氣的壓力在 (0-12)MPa。
6. 如權(quán)利要求2所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中噴槍與目標的距離持在 45 - 130CM之間，噴槍的平均單位停留時間為0. 1 - 1. 5秒/平方厘米。
7. 如權(quán)利要求2所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中所述的噴砂的速度為 0-100g/s。
8. 如權(quán)利要求2所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中噴槍與目標的角度為90 度。
9. 如權(quán)利要求2所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中清洗之前，需根據(jù)表面 具體情況，如有需要先對表面進行預處理，所述的預處理是指：如建筑表面為木材，且木材 表面存在腐爛、碳化現(xiàn)象，需要在清洗前根據(jù)保護要求作固化處理；如建筑表面為木材，且 木材表面存在厚重的油性漆，需要在清洗前針對油性漆層打磨處理；如建筑表面為磚石材 料，且磚石表面存在風化現(xiàn)象，需要在清洗前根據(jù)保護要求作固化處理；如建筑表面有特殊 的圖案、花飾、標語等，需要在清洗前根據(jù)保護要求進行覆蓋保護處理。
10. 如權(quán)利要求1所述的建筑表面干噴霧砂物理清洗方法，其中建筑為歷史建筑。
【文檔編號】E04G23/02GK104100099SQ201410325677
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月9日
【發(fā)明者】曹永康, 張銳, 金沁, 田雨欣 申請人:上海交通大學, 上海廣愷建筑工程有限公司