悬浮粒子喷射清洗
suspended particle blasting
又称:悬浮粒子清洗、悬浮离子清洗
以压缩空气为动力,把微细粒子高速喷射到砖石或水刷石表面,去除污染层并打开毛细通道的清洗工艺,施工中同步用低压水降尘。
悬浮粒子喷射清洗是采用压缩空气为动力,使微细粒子形成高速喷射流打到砖石、水刷石外立面表面,靠磨料对表面的冲击与切削作用,去除污染层、并使表面获得一定清洁度和不同质感的清洗工艺。施工时同步用低压水降尘,不引入任何化学材料。
降尘用水,以及水怎么出来
施工并不是完全不用水。磨料高速喷射会产生大量粉尘,按现在的空气治理要求,作业面必须同步用低压水降尘,否则现场根本过不了。
低压水还有两个附带好处:一是把砖表面的浮尘和一部分松散污物先带走,减轻磨料的负担;二是湿润作业面,压住二次扬尘。它和高压水的区别在压力和用水量——高压水是被”压”进墙体的,低压水基本停在表层。
停到表层的那点水不会留在墙里。后续做憎水保护剂之后,墙体内部的水汽仍能顺着没有被封死的毛细通道向外蒸发,慢慢散掉;而憎水膜本身挡住外界雨水,新水进不来。所以正确的顺序是清洗—干燥—憎水保护,中间要留够干燥时间,不要在墙面还潮的时候上保护剂。
能洗掉什么
可以高效去除砖石表面的有害物质:风化物、水性可溶盐、难溶性硬壳、烟火污垢、微生物,以及各类涂料、油污、有机污染物。
更关键的是洗完之后墙体本身的状态变化。污垢会堵塞砖石表面的气孔,气孔一堵,水蒸气通道就断了,墙里的湿气出不来,表面应力也无处释放。悬浮粒子清洗把这些堵住的气孔打开,恢复水蒸气通道,清除表面应力,为随后的维修和保护处理做准备。
这一点决定了它在工序里的位置:它不是一个”洗干净就完事”的工序,而是后续所有保护措施的前置条件。保护剂能不能吸进去、吸多深,取决于清洗后毛细通道通不通。
会伤砖吗
会损失一点,量是可以算的。
按行业内的分级,悬浮粒子清洗属于微小损坏一级:以常用的棕刚玉为例,材料损失约 0.2—0.4 毫米。同一份分级里,高压与超高压喷水对脆弱砖缝和破损砖面是 30—50 毫米的损失,金刚石磨盘 5—20 毫米,钢丝网磨盘 3—6 毫米,金刚刷 3—8 毫米。
所以 0.2—0.4 毫米不是”没有损伤”,而是”在能洗干净的方案里损伤最小的一档”。真正要做到无损,只剩低压喷水、干冰、蒸汽、中性表面活性剂、吸附脱盐这类手段,但它们对顽固污染层的去除能力有限。
施工质量高的话,不改变建筑原有风格,不破坏砖石表层结构与最初表面色泽。检验办法很直接:看砖棱有没有变钝、勾缝有没有被削薄——这两处是最先出问题的指标。
与其它清洗路线的比较
高压水、超高压水。靠压力把污物冲走,效率高、成本低,但水被压进墙体,砖缝与破损砖面会被冲掉几十毫米。对完好的清水砖墙,这一刀下去是不可逆的。
人工与电动机械打磨。上手最简单,代价最大。磨盘留下极深的打磨痕迹,无法消除,等于把砖面刨掉一层,历史信息随之消失。
激光清洗。精度最高、无接触无耗材,但现阶段对砖石只能用 Q 脉冲设备,单台售价十几万到三十万,效率约 2—3 平方米每小时,目前主要用于博物馆可移动珍贵文物,用在整面外墙上成本与工期都不成立。
化学清洗(含氧化还原类)。草酸、烧碱这类单质成本极低、效率高,在保洁行业广为使用,但反应不可控,极易造成不可逆变色,且对墙面结构有破坏,会制造更多毛细孔,反而诱发二次泛碱。目前针对砖石外立面的复杂污染,还没有一条通用、可控的化学清洗路线。
悬浮粒子清洗的位置很清楚:它兼顾了效率与成本,把材料损失控制在零点几毫米这一档,并且不引入任何化学物质。对青砖表面的油漆涂料、对没法用酸的石材,它是目前少数几条能走通的路。
用在哪些地方
清水砖墙。大面积油漆、腻子、涂料覆盖的墙面,一次清洗把涂层带走,砖面观感自然。西安电影制片厂的外立面就是这样处理的——清洗前墙面因机械打磨布满不规则的人工痕迹,还带着与历史建筑不符的涂料装饰;清洗后涂料一次性去除,砖墙恢复自然质感。
砖石与石材。风化物、水溶性盐、难溶硬壳、微生物、油烟污垢。
水刷石外墙。这是悬浮粒子最有优势的一类墙面。水刷石是”露出骨料”的结构,污渍嵌在石粒之间的缝隙里,人工打磨会把石粒磨钝、化学清洗进不到缝里,都不解决问题。悬浮粒子的喷流能把石粒表面的污垢连同石粒之间的缝隙一起洗净,这一点是它相对其他工艺的独特优势。
超高压水枪也能洗水刷石,风险在粘结不牢的墙面:高压水会把石粒之间的水泥基冲掉,石粒松脱、崩坏。悬浮粒子靠的是细粒子的切削而不是水压,对这个结构的破坏小得多。
即便如此,喷距、走枪速度、磨料粒径仍要比青砖更保守,先试洗一小块再铺开。
汉白玉等非抛光石材。这类石材怕酸,酸性清洗剂会造成变色与腐蚀;大型雕塑、栏杆又没法用机械打磨(成本高且破坏雕工)。纯物理、不带化学材料的清洗手段在这里优势最明显。
与相邻概念的区别
与喷砂。喷砂是工业除锈的粗放做法,粒径大、压力高,目的是把表面层整个打掉;用在砖石上会直接毁面。悬浮粒子用的是微细粒子,控制的是”去掉污染层、保留材料本体”。
与水刷石饰面。名字里都有颗粒冲刷,但一个是清洗既有墙面,一个是新做饰面,不是一回事。
与脱盐。清洗去的是表面污染,脱盐去的是孔隙内部的盐。顺序上通常先悬浮粒子清洗打开通道,再做泛碱清洗或脱盐,最后做憎水保护。
相关
工艺原文见悬浮粒子喷射清洗技术;清洗之后的保护环节见砖石类材料防水保护技术;工程实例可看西安电影集团与西安城墙含光门。
对应工艺
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