古建筑與石質(zhì)文物的清洗技術(shù)

近年來，各級對文化遺產(chǎn)的保護(hù)越來越重視，投入大量人力物力整治和修復(fù)歷史遺跡。陜西潔癖清潔技術(shù)服務(wù)有限公司致力于干冰清洗技術(shù)古建文物清洗和除塵研究和探索，根據(jù)不同的古建文物制定個性化的清洗和除塵方案，如利用物理方法和植物清洗方法清洗鎏金字體和古建筑和石質(zhì)品等。

  古建筑與石質(zhì)文物的保護(hù)性處理主要有三大內(nèi)容，表面清洗、粘接加固與維護(hù)、防護(hù)性處理。一般情況下都是先清洗，再加固、最后防護(hù)。

一、清洗或清理的目的是：
1、打開石材氣孔，恢復(fù)石材微孔隙的水蒸氣通道。2、去除有害于石材的物質(zhì)，如水溶性鹽、難容性硬殼、灰塵煙溝、微生物及花草、以前處理的殘留物等。3、為隨后的維修和保護(hù)處理做準(zhǔn)備，例如提高石材對保護(hù)劑的吸收率和吸收深度等。

二、古建筑和石質(zhì)文物的清洗按照物理方法清洗處理技術(shù)不同，通常分以下5類：
1、水清洗法包括水浸泡、低壓噴淋、高壓噴水、水蒸氣噴射、霧化水淋等。水浸泡法用于石材中的水溶性鹽時很有效，但這種方法通常只用于比較堅固的小型石質(zhì)品，最常見的做法是快速的水合作用和快速熔鹽產(chǎn)出的張力容易導(dǎo)致石質(zhì)品出現(xiàn)塊狀剝落。
2、高壓噴水發(fā)用于清洗建筑物表面具有高效廉價的有點，但是控制較為困難，對于本身已經(jīng)很脆弱的古物很容易造成石材邊角部位脫落，因此很少用于處理大型石質(zhì)文物和古建筑。
3、低壓噴水法水流柔和，容易控制，但費時費水，容易造成古建筑粘接部位的水浸泡損害，并引起可溶鹽的遷移和微生物的生長。
4、水蒸氣噴射法用于石雕刻品和古建筑表面清洗有一定效果，潮濕性破換也比較小，但蒸氣的高溫容易造成石材本身內(nèi)外熱漲不均，從而引起裂隙。
5、霧化水淋法是將水通過噴嘴形成霧化水，其淋洗輕柔而無沖擊作業(yè)，但清洗效率比較低。水清洗法的有點是環(huán)保性好，缺點是有可能造成潮濕性破壞，尤其對于古建筑，因為粘貼石塊的古舊泥灰材料最容易受到水的浸漬而失去原有強度，造成整體結(jié)構(gòu)受損。

   干冰清洗：無水、干燥、無損表面。最適合文物保護(hù)的清洗工作。符合文物 洗舊如舊的要求！

建筑遺跡修復(fù)工程的目標(biāo)是將建筑物還原為原始狀態(tài)并重現(xiàn)建筑物的原貌。 這種工作一定不能使用化學(xué)品或磨損性清潔方法，否則會影響表面的完整性。 化學(xué)品可能會滲入石頭，而產(chǎn)生磨損的清潔方法會磨擦并損傷所清潔的表面。 另外也不能使用產(chǎn)生二次廢物的方法，因為在諸如鉛漆的項目中，所使用的方法要盡可能簡單有效并且能夠精確控制，這一點非常重要。

ICS可以讓清洗在不損壞基材的情況下實現(xiàn)所需的清潔效果。 設(shè)備操作者可以近距離噴射大理石、玻璃和石器而不會對其表面造成任何損傷。 干冰清潔也不會留下二次清潔介質(zhì)污染，從而節(jié)省大量時間。 干冰清洗已用于古教堂修復(fù)、大廈抗震升級、老化大理石雕塑、經(jīng)歷火災(zāi)的建于世紀(jì)初的房屋等諸多修復(fù)項目。

干冰清洗機在文物清洗中的原理主要有以下三個：

1、干冰通過干冰清洗機在高壓氣流中加速，通過噴嘴沖擊清洗的物體，所造成的的沖擊力可以破壞污垢層與物體之間的粘合力，同時吹走部分污跡。

2、干冰氣化時帶來特殊現(xiàn)象，這是力的主要來源。干冰在氣化過程中，由于干冰顆粒溫度低，在瞬間吸收大量的熱，將影響部分粘合劑、污垢的物理性質(zhì)，甚至是穩(wěn)定性非常高的環(huán)氧樹脂，其結(jié)構(gòu)也將被破壞，使脆性加大，使環(huán)氧樹脂與其他污垢剝離于器物表面，正因為是兩種具有不同膨脹度的不同材料，兩者之間的溫差將造成互相剝離。

3、干冰顆粒在常溫常壓下會迅速膨脹成氣體，體積膨脹近800倍，這樣將在器物表面形成“微型爆炸”，將污垢層吹掃剝離。

在干冰清洗機工作中，加速的干冰顆粒沖向器物表面，此時需要適當(dāng)調(diào)節(jié)干冰輸出量，否則會影響清洗效果，干冰在加速度的力量下沖入污跡內(nèi)，對污跡產(chǎn)生一定的切剪作用。

干冰帶來的低溫使表面溫度下降，增大脆性，并同時發(fā)生氣化，干冰急速膨脹達(dá)800多倍，將帶走細(xì)縫中的顆粒污跡。所以將該技術(shù)引進(jìn)文物清洗中，必須選擇底材比較穩(wěn)定，堅固的對象進(jìn)行實驗，如果底材脆弱可能受不了加速后的干冰顆粒造成損壞的情況，將瓷器表面的釉層打破或者傷及胎體。

實驗效果主要顯示老化環(huán)氧樹脂的速率，肉眼觀察及顯微鏡下的觀察為準(zhǔn)。一般情況下，干冰的輸出量越大，清洗效果越好，但鑒于實驗對象是較脆弱的文物，因此在操作過程中適量的控制輸出量，保證文物的安全，并且可以在一定的范圍內(nèi)提高干冰清洗率，不浪費干冰。實驗中操作人員做好防護(hù)措施后，由一人按住實驗的器物，一人進(jìn)行干冰噴射，干冰的噴射量由小至大，并且改變噴射角度，由60° 到90°，尋找適合噴射角度，最終在90°時達(dá)到更好。當(dāng)干冰量輸出量達(dá)到一定量時，整個器物受到冷卻降溫的影響，環(huán)氧樹脂的強度變低，并借助干冰升華引起的爆破，可以直觀地看到環(huán)氧樹脂形態(tài)的變化。

  通過實驗表明，干冰清洗技術(shù)效果拔群，以肉眼及顯微鏡觀察，器物表面老化的環(huán)氧樹脂基本已經(jīng)剝離，部分污跡也已經(jīng)，但更深層次的污跡尚未。此實驗為文物清洗階段提供了新的選擇，提高了工作效率，一般去除環(huán)氧樹脂需要24小時以上的試劑浸泡，而新技術(shù)將時間縮短至10多分鐘。干冰清洗技術(shù)非常環(huán)保高效，清洗完畢后只剩下剝離的污跡，無任何副產(chǎn)品。干冰在破壞環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)時，需足夠強大的壓強支持，以及更長的清洗時間，對文物底材的沖擊力，需充分的評估與實驗，才能應(yīng)用于不同種類的器物表面。