CN104095592A - 一种建筑表面湿喷雾砂清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对建筑表面的湿喷雾砂清洗方法，针对建筑表面时代、材质、污染等不同的情况，采用不同的清洗介质成分和配比，清洗介质的粒径范围为50-180目，根据清洗效果的要求采用不同的水与清洗介质的比例、清洗压力和喷枪与目标的距离，采取湿喷雾砂的方式，实现建筑建筑表面的原真性修复。

Description

一种建筑表面湿喷雾砂清洗方法

技术领域

本发明涉及建筑修复技术领域，尤其涉及一种针对建筑表面湿喷雾砂无损清洗的方法。

背景技术

由于各种原因，以往对建筑的修复多采用的风格性修复，其仅仅是还原建筑的风格，不考虑建筑原风貌，修复后整个建筑“焕然一新”，已很难分辨出建筑哪部分是历史遗留的，哪部分是经过修复的，具有重要历史价值的风化的材料全部被新的材料替换掉。这样的修复方式只是对历史建筑的简单复制，抹杀了历史建筑承载的历史信息，失去了历史建筑修复的意义。一些历史建筑的表面被完全凿除，“原状”修复后，具有很高历史与文化、技术价值的历史建筑变成无异于复制的假古董。

近年来，对建筑无损和原真性的修复的呼声越来越高，即对建筑的修复真正需要的是，修复完毕的历史建筑从远处看过去，具有原建筑的风貌，保持了原建筑的风格，但从近处可清楚地分辨出哪部分是历史遗留下来的，哪部分是经过修复的，这样的修复才符合历史建筑物的修复的标准。

国内大多数历史保护性建筑经历了多次后期改造，表面在材质的颜色、质感上变得模糊不清，例如有的建筑的外墙面为水泥砂浆粉刷层，多次覆以的聚乙烯水性涂料、油漆、丙烯酸涂料、碳素类等装饰涂料，表面已斑剥，失去了历史建筑的庄重感，以及其所蕴涵的文化特征和有关历史信息。

外墙清洗是对墙体的保护的首要程序，除去表面的一切有害物质，包括微生物、可溶盐、难溶性硬壳、灰尘烟垢，以及历次修复后所残留的涂料残留物等，来缓解环境产生的负面影响，从而延长建筑墙体的寿命，增添建筑外表面的美观的同时不伤及外表面原有材料的自然属性。

历史建筑的清洗原则根据文物保护行业的相关准则，需要采用环保清洗的方法去除外墙涂料，并遵循以下原则：(1)不能采用强酸强碱等强腐蚀性材料，避免对试验对象或试验者产生危害。否则，文物本体将遭到腐蚀破坏，亦不符合文物保护的基本要求。(2)不能采用挥发性的有机溶剂，以避免影响周围环境和市民。(3)避免使用强机械及高耗能的方法，以免对建筑本体产生伤害，例如高压水枪及高压喷砂方法等。

而目前行业中采取的方法中存在着这样的缺陷：

1.高低压喷水清洗方法，大量的水分会渗透至清水砖墙毛细孔后很难全部排出，而给墙面造成二次生物污染，而且大量水分的存在易损伤基体内部的结构，同时会造成清洗后的墙面修补工作的严重泛碱现象。

2.高压蒸汽、雾化水淋清洗方法，无法完全清除表面的全部人为、生物和自然污染。

3.化学材料清洗方法，化学溶剂或敷剂中的大量化学成分，如偏硅酸钠、氢氧化钙、碳酸钙和环氧乙烷杨欢丙烷共聚物等，会羁留在清水砖墙内部，而永远无法排除墙体外，在太阳光中紫外线的长期照射下，这些化学成分会使墙面从外至内的色变，会给墙面造成不可逆的永久性伤害。

4.激光法不适合对凸凹不平的表面落尘、油污、水渍进行清洗，且费时费工。

因此，我们的技术人员致力于开发上述建筑湿喷雾砂无损物理清洗方法，以解决上述不足。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种以实现建筑表面的无损和原真性修复，以彻底清除建筑表面的污染物，恢复建筑表面的原始风貌，且不对建筑造成二次损伤的清洗方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种建筑表面湿喷雾砂无损物理清洗方法，包括以下步骤：

(a)对建筑表面的时代、材质、污染等情况进行分析，确定建筑表面自身材质的硬度，以及污染物的硬度；

(b)配制清洗介质；

(c)调节水与清洗介质的比例，以及压缩空气的压力；

(d)选择喷枪与目标的距离及清洗介质喷射方式；

(e)向清洗目标进行雾砂无损物理清洗。

进一步地，步骤(b)中所述的清洗介质为石英砂、碳酸钙或石榴石，或三种材料配比的混合物。

进一步地，步骤(b)中石英砂颗粒的粒径范围为：50-120目；碳酸钙颗粒的粒径范围为：80-130目；石榴石颗粒的粒径范围为：80-130目。

进一步地，步骤(b)中所述的喷施水的速度为0-25g/s，喷砂的速度为0-100g/s。

进一步地，步骤(c)中水与清洗介质的比例为1:10～2:1，压缩空气的压力为0-12MPa。

进一步地，步骤(d)中喷枪与墙面的距离保持在30-120CM之间，喷枪的平均单位停留时间约为0.3～0.5秒/平方厘米。

进一步地，步骤(d)中其中喷枪与目标的角度为90度。

进一步地，开始清洗前，需根据表面具体情况，如有需要先对表面进行预处理。所述的预处理是指：如建筑表面为风化严重，需要在清洗前根据保护要求进行加固处理；如建筑表面有特殊的图案、花饰、标语等，需要在清洗前根据保护要求进行覆盖保护处理；如建筑表面存在微生物病害，需要在清洗前进行除菌处理。

进一步地，所述建筑为历史建筑。

雾砂清洗是指采用稳定的压缩空气为动力，将精细研磨至50～180目的清洗介质如石英砂、碳酸钙或石榴石以雾状的形式，匀速喷射到建筑表面，形成雾状，由于雾状清洗介质对建筑表面的冲击作用，去除建筑表面的污染物。本方法是一种无损物理清洗方法,其中雾砂的粒径将会影响清洗的效果。

工作过程如附图2所示，空调机1提供压缩空气，将压缩空气输入储气罐2中，由储气罐2提供稳定的气流，同时进水口3提供稳定的水流，装置6提供清洗介质，清洗介质和水，及气流在装置7中混合，通过电磁调压装置7调节压力，将混合的清洗介质和水输送至喷枪5，喷至建筑物表面8进行清洗。

本发明方法通过空气压缩机和高压储气罐将合适清洗介质以控制最合适的压力和距离，以90度角喷射于墙面上，用雾砂的机械方法将积存的污染物从墙面去除。在清洗设备的密闭混合舱内，充分湿润的每颗清洗介质都包裹了一层水膜，包裹的水膜一方面由于先跟墙体接触，能充分起到保护墙体的作用，另一方面少量的水分使用和雾化处理，在最大限度上避免了水分对墙体的影响。

本发明方法既可清除墙体表层的轻浮污染物，也可清除重度污染物如石灰、混凝土等。

附图说明

图1为本发明提供的建筑湿喷雾砂清洗过程的工作流程图。

图2为本发明实施例1中所用建筑湿喷雾砂清洗的工作原理图。

图3为本发明实施例1中砖块清洗前后效果对比照片，其中图片左侧砖块为为湿喷清洗前，右侧为湿喷清洗后。

具体实施方式

实施例1佘山天文台环境整治及主楼修缮工程(国家级重点文物保护建筑)

佘山天文台具备和一般历史建筑的长时间暴露在自然中的特性，建筑外表面主要存在的问题是长期风化后产生的酥松，以及空气中的灰尘、工业排放物、汽车微粒颗粒、油污等长期在日光、氧气、雨水的作用下相互之间产生化学反应形成了成分复杂化合物，佘山天文台的外表面具有酥松、污染物渗透等特点。

根据该历史建筑外表面特性的分析，针对性地采用湿喷无损物理清洗方法，实施的重点是保证外墙的安全性，清洗过程中不对外表面造成损害，表面磨损控制在最小范围，同时清除外墙的内在病症，保证无痕迹残留、无二次污染：

实施的基础是对建筑外表面进行清洗测试，根据建筑外表面的特征、部位和材料的不同，结合需要达成的清洗效果，确定适合建筑外表面的最终清洗压力、清洗介质配比、出水量、喷枪与墙面的距离和清洗方法。同时确认外表面污染物基层的特征、部位和材料，确定喷砂清洗时针对表面部位分别需要停留的时间，确保对基层表面无损伤。

具体实施过程包括如下步骤:

(1)连接喷砂机与水源；

(2)喷砂机定位；

(3)连接空压机和接气管道；

(4)连接电磁控压阀门；

(5)安装进料仓斗；

(6)打开气源、水源阀门；

(7)调整进气量和气压在0-12MPa；

(8)向料仓加入清洗介质，其中清洗介质的大小和品种选择在施工过程中通过小样实验，施工前经过业主和设计方的认可，在本实施例中清洗介质配制为石英砂，石榴石和碳酸钙的体积比依次为8：1：1，其中水与清洗介质的体积比例为1:4；

(9)打开喷砂软管,连接喷头，喷头的尺寸为2～6MM；

(10)连接喷砂软管与设备；

(11)确认设备各参数正常；

(12)连接安全防护手柄，开始清洗。运用独立的空气压缩机将与水混合一起的清洗介质以一定的速度喷射到墙面上，喷射的速度通过空气压缩机自由控制，用机械的方法将积存的污垢从外墙表面去除。每颗清洗介质都包裹了一层水，这层水一方面提高了喷砂粒的清洗效果，同时能起到保护墙面的作用。根据墙面的不同污染情况，专业的外墙保护技术工人水平均匀移动喷枪，喷枪与墙面成90度角，喷枪与墙面的距离保持在65－80CM之间，喷枪的平均单位停留时间约为0.3－0.5秒/平方厘米，对外墙进行细致清洗。

清洗施工按照自上而下顺序进行，施工过程中及时对清洗的效果进行确认和分析。

施工注意事项：

1.采用电磁控压湿喷无损物理清洗方法时，当气温温度低于零度以下时，尽量避免在下午16：00以后施工，以防止墙面夜晚结霜；

2.对外表面上不需要清洗的部位，采用挡板防护的方法进行保护。

3.清洗施工后的墙面不残留有害物质；

经过以上工序的严格实施，出色地清洗了佘山天文台外表面原存留的大面积污染物，并且对基层的黄沙水泥抹面做到了无损的保护，让国家级保护的历史建筑佘山天文台的原始表面得以展现。

实施例2多伦路145号清水墙(上海市优秀历史建筑、虹口区重点文物保护建筑)

多伦路清水墙具备和一般历史建筑的长时间暴露在自然中的特性，建筑外主要存在的问题是历次修复中错误涂装的涂料，以及空气中的灰尘、工业排放物、汽车微粒颗粒、油污等长期在日光、氧气、雨水的作用下相互之间产生化学反应形成了成分复杂化合物，多伦路145号清水墙具有污染物厚重、污染物渗透等特点。

根据该历史建筑外表面特性的分析，针对性地采用湿喷无损物理清洗方法，实施的重点是保证外墙的安全性，清洗过程中不对外表面造成损害，表面磨损控制在最小范围，同时清除外墙的内在病症，保证无痕迹残留、无二次污染：

实施的基础是对建筑外表面进行清洗测试，根据建筑外表面的特征、部位和材料的不同，结合需要达成的清洗效果，确定适合建筑外表面的最终清洗压力、清洗介质配比、出水量、枪墙距和清洗方法。同时确认外表面污染物基层的特征、部位和材料，确定喷砂清洗时针对表面部位分别需要停留的时间，确保对基层表面无损伤。

具体实施过程包括如下步骤:

(1)连接喷砂机与水源；

(2)喷砂机定位；

(3)连接空压机和接气管道；

(4)连接电磁控压阀门；

(5)安装进料仓斗；

(6)打开气源、水源阀门；

(7)调整进气量和气压在缓压气罐压力4Mpa，喷口压力1.8Mpa，墙面受力300kg/m2；

(8)向料仓加入清洗介质，其中清洗介质的大小和品种选择在施工过程中通过小样实验，施工前经过业主和设计方的认可，在本实施例中清洗介质配制为石英砂、碳酸钙、石榴石比例为6:2:0.2，其中水与清洗介质的体积比例为1:6；

(9)打开喷砂软管,连接喷头，喷头的尺寸为2～6MM；

(10)连接喷砂软管与设备；

(11)确认设备各参数正常；

(12)连接安全防护手柄，开始清洗。运用独立的空气压缩机将与水混合一起的清洗介质以一定的速度喷射到墙面上，喷射的速度通过空气压缩机自由控制，用机械的方法将积存的污垢从外墙表面去除。每颗清洗介质都包裹了一层水，这层水一方面提高了喷砂粒的清洗效果，同时能起到保护墙面的作用。根据墙面的不同污染情况，专业的外墙保护技术工人水平均匀移动喷枪，喷枪与墙面成90度角，喷枪与墙面的距离保持在65－80CM之间，喷枪的平均单位停留时间约为0.4秒/平方厘米，对外墙进行细致清洗。

清洗施工按照自上而下顺序进行，施工过程中及时对清洗的效果进行确认和分析。

施工注意事项：

1.采用电磁控压湿喷无损物理清洗方法时，当气温温度低于零度以下时，尽量避免在下午16：00以后施工，以防止墙面夜晚结霜；

2.对外表面上不需要清洗的部位，采用挡板防护的方法进行保护。

3.清洗施工后的墙面不残留有害物质；

经过以上工序的严格实施，出色地清洗了多伦路145号外表面原存留的大面积污染物，并且对基层的清水砖墙做到了无损的保护，让该优秀历史建筑的原始表面得以展现。

Claims (10)

1.一种建筑表面的湿喷雾砂清洗方法，其特征在于，采用稳定的气流，粒径范围在50-180目的清洗介质，混合水与清洗介质，水和清洗介质以雾状的形态喷射到建筑表面，清除建筑的污染物。

2.如权利要求1所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中包括如下步骤：

(1)对建筑表面的时代、材质、污染等情况进行分析，确定建筑表面自身材质的硬度，以及污染物的硬度；

(2)配制清洗介质；

(3)调节水与清洗介质的比例，以及压缩空气的压力；

(4)选择喷枪与目标的距离及清洗介质喷射方式；

(5)向清洗目标进行雾砂无损物理清洗。

3.如权利要求2所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中所述的清洗介质为石英砂、碳酸钙或石榴石，或三种材料配比的混合物。

4.如权利要求3所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中石英砂颗粒的粒径范围为：50-120目；碳酸钙颗粒的粒径范围为：80-130目；石榴石颗粒的粒径范围为：80-130目。

5.如权利要求2所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中所述的喷施水的速度为0-25g/s，喷砂的速度为0-100g/s。

6.如权利要求2所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中水与清洗介质的比例为1:10～2:1，压缩空气的压力为0-12MPa。

7.如权利要求2所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中喷枪与墙面的距离保持在30-120CM之间，喷枪的平均单位停留时间约为0.3～0.5秒/平方厘米。

8.如权利要求2所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中喷枪与目标的角度为90度。

9.如权利要求2所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中开始清洗前，需根据表面具体情况，如有需要先对表面进行预处理，所述的预处理是指：如建筑表面为风化严重，需要在清洗前根据保护要求进行加固处理；如建筑表面有特殊的图案、花饰、标语等，需要在清洗前根据保护要求进行覆盖保护处理；如建筑表面存在微生物病害，需要在清洗前进行除菌处理。

10.如权利要求1所述的建筑表面湿喷雾砂清洗方法，其中所述建筑为历史建筑。