石材清洗劑的分類檢測及評價

發布時間:2020-01-18 22:15:36   編輯:石材網

   近二十年來,石材已經成為最時尚的建筑裝飾材料之一,其自然古樸的外觀是其他裝飾材料難以比擬的。但是,以前未曾料到的石材'毛病'現在也越來越多地顯現出來。例如,經常見到的石材銹斑、有機色斑、水跡和水斑、鹽斑與白華、表面失光和油斑等等。這些毛病破壞了石材原有的裝飾效果,而清除它們具有相當難度,因為它們已經深入石材的微孔隙中,不是普通的表面擦洗能夠清除的,而打掉重裝則耗資可觀。由此,相應的清洗和防治技術應運而生。石材的專用清洗藥劑已經成為石材行業中的不可缺少的分支領域,顯現出可觀念的經濟前景。目前,我國石材清洗劑的研制、生產和使用還處于起步階段,盡早地規范石材清洗劑的檢測和評價方法對于我國石材清洗業的發展具有重要意義。本文僅為一種探索,以供行業內外人士參考。  

    1、石材清洗劑的分類  

    石材清洗劑按形態可分為:液體型、氣溶膠型、粉末型等;  

    按溶劑的性質可分為:水劑型、溶劑型、乳液型、凝膠型等;  

    按清洗劑的酸堿性可分為:酸性型、中性型、堿性型等;  

    也可按清洗對象分為:去除各種污垢(無機污垢,如銹斑、墨跡、白華、鹽斑、水斑等;有機污垢,如油斑、茶水跡、生物色素等)的專用清洗劑。  

    由于石材表面污垢形成的原因千差萬別,相應的清洗劑的作用原理和使用方法也必然不同。因此,石材清洗劑必須標明類別,特別是清洗的對象和條件,以及詳細的使用方法。  

    很明顯,石材清洗劑不像防護劑,很難也沒有必要統一全部技術要求。不同的清洗劑可以根據自身特點進行基本性能和去污能力的測定?;拘阅軠y定是為了保證對石材、環境、人體無害,去污能力測定是為了確定清洗劑的清洗效果。  

    2、基本性能  

    石材清洗劑的基本性能包括物理的和化學的性狀。主要應有:  

    (1)外觀:清洗劑液體產品(漿狀產品除外)應不分層,無懸浮物或沉淀;氣溶膠產品不應出現明顯的相分離;粉狀產品應不結塊。這是判斷產品是否變質的最基本的方法。  

    (2)氣味:清洗劑應無類似苯、煤油、魚腥、辛辣等刺激性氣味或惡臭,且不應使清洗過的石材留下明顯的氣味。這是判斷產品是否有污染的最基本的方法。  

    (3)可清除性:當用清水清洗或其他材料清掃時,清洗劑和作用產物應可被完全清除。這是判斷產品是否會殘留的最基本的方法  

    (4)閃點:對溶劑型產品必須測定閃點,具體可按ASTM-D39測定。這是判斷產品是易燃易爆的最基本的方法。  

    (5)pH值測定:在室溫下,用pH值儀測定該清洗劑原液以及使用濃度下的pH值(精確到0.1pH),標出。  

    (6)穩定性:穩定性主要是看清洗劑的高溫或低溫穩定性:將液體清洗劑倒入潔凈的60ml玻璃試劑瓶中,置于40±1℃烘箱或一3~一10~(2冰箱中,24h后取出、置于室內恢復至室溫后,檢查其外觀和氣味,與測定前相比應基本不變。  

    (7)毒性:即安全性。清洗劑原料應不含劇毒性原料,例如氫氟酸等。清洗劑對于人體和環境的危害是非常重要的問題,最近浙江某市就發生了外墻清洗劑淋在人體后而中毒死亡的事件。石材清洗劑的毒性,可能引起的對皮膚、粘膜和呼吸系統等部位的刺激、損害,以及造成對環境的危害可參照衛生部關于環境消毒劑的檢測方法測定(或參照最近出版的美國醫學協會環境衛生檔案測定)。目前,我國相關清洗劑毒性的檢測仍然是薄弱環節,可參照的檢測方法很少。而對于人體、生物和環境的危害和負面影響將會越來越引起社會的重視,前瞻性地在石材清洗劑規范中列入清洗劑毒性檢測和評價方法是很有必要的。

    3、清洗劑去污能力的檢測方法  

    3.1石材試樣的制備  

    實際的污跡千差萬別,為了便于在實驗室中評定清洗劑的去污效果,首先應該統一石材污跡試樣的實驗室制備過程。常見的石材污跡主要有:銹斑,白華(鹽堿斑)。水斑。有機色斑(茶葉、咖啡、草繩黃、生物排泄或腐爛物等)。油斑(包括脂類和蠟類。分為礦物性、植物性、動物性)。水泥斑,膠或粘接劑等。陳年灰塵污垢。墨水等化學污垢,微生物斑痕等。人工制備的污跡與各地實際污跡會有一定差距,為了保證標準的一致性,實驗室制備污跡試樣的方法應有代表性,且越接近實際越好。我們已經有了一套制作這類污跡的方法,由于篇幅關系,這里不再敘述。  

    3.2試樣的清洗步驟  

    由于石材的污垢和清洗劑的種類繁多,使用方法也各不相同,所以難以統一清洗步驟,一般只能按照生產廠家的使用說明書所介紹的方法進行。為了較科學地評定去污效果,要求設置;  

    (1)空白樣品:即無污跡不清洗的同種石樣,以作為清洗效果、清洗影響因素和殘留比較的參比物;  

    (2)空白清洗樣品:即無污跡但同樣清洗的同種石樣,以比較清洗對石材外觀和表面形態的影響;  

    (3)參比樣品:即有污跡而僅用清洗劑的同類溶劑清洗的石樣,以確保人工污跡的可信性。另外,石材污跡試樣的清洗檢測至少要求三個并行樣品,以降低偶然誤差。  

    3.3清洗效果的檢驗與評價  

    石材清洗效果的檢驗與評價主要包括兩個方面,一是外觀的改善,二是表層性狀的改善(尤其對石質文物的清洗必須檢驗和評估)。需要指出的是,應盡可能運用數值來判別,以減少人為因素的影響。  

    3.3.1石材外觀的變化,檢測方法有:  

    視覺,肉眼視覺判斷污跡清洗前后,空白樣品與清洗后的樣品外觀的差別;  

    光澤度儀,測量污跡清洗前后,空白樣品與清洗后光澤度的改變率(△Gs);  

    三基色色度儀,測量污跡清洗前后,空白樣品與清洗后色度的改變率(AE);  

    顯微鏡。對微生物斑痕可用顯微鏡計數。測量清洗前后微生物寄居率的改變率(△N)。  

    清洗后石材外觀的變化可以根據以上所述視覺、光澤度儀、三基色色度儀、顯微鏡等來判斷變化級別。這里,肉眼視覺可能會因人而異,上述AGs,△E,AN的數值化大小的比較相對易于推廣。  

    3.3.2石材表層性狀的變化,檢測方法有:  

    水吸收系數,測量污跡清洗前后,空白樣品與清洗后的水吸收系數的變化AW(kg/m。/h);  

    水蒸汽擴散阻力,濕杯法檢測污跡清洗前后,空白樣品與清洗后的水蒸汽擴散阻力差△。  

    清洗后石材表層性狀變化的評價方法可以根據以上水吸收系數和水蒸汽擴散阻力的變化,比較AW和△數值的大小來評定(一般空白樣品與清洗后的△w和△值越小越好)。  

    3.3.3石材清洗效果的評價與分級  

    根據清洗前后石材的外觀和表層性狀的測定結果進行評級,一般可分為:特效、顯效、有效和無效。以上述儀器的數值化測定結果,既可以作為清洗劑的有效程度的判別,也可以用它們來定出不同級別的清洗劑具體要求。  

    4、清洗對石材的影響及清洗劑的殘留問題  

    清洗對于石材來說是一把雙刃劍,它即可以消除污跡,也可能危害石材。為了讓人們了解這種危害性,特別是了解清洗劑對于石質文物的遠期危害,在石材清洗劑規范的制定中必須規定這方面的檢測和評價。從現有的相關規范和標準中,可以參照的有關檢測和評價方法還很少,以至殘留物影響問題成了目前制定石材清洗劑規范的一個難點。  

    4.1清洗對石材影響的檢測  

    清洗對石材表面形態的影響可用如下方法進行檢測:  

    體視顯微鏡,在體視顯微鏡下觀測污跡清洗前后,空白樣品與清洗后石材表面的形態的變化(可加攝像頭用計算機軟件獲得數字值AZ);表面粗糙度測量儀,用表面粗糙度測量儀觀測污跡清洗前后,空白樣品與清洗后樣品表面的粗糙度的變化(△Ra,△Rz);  

    光澤度儀,測量污跡清洗前后,空白樣品與清洗后樣品光澤度的改變率(△Gs)。  

    對石材表面破壞性的大小可以根據清洗劑使用前后測定的石材表面的△z,△Ra,ARz,△Gs的數值來比較和評價,(一般清洗前后的AZ,ARa,ARz,AGs的數值越小越好)。評級一般可分為:無影響、微影響、有影響和嚴重影響。以上述儀器的數值化結果也可以用來規定出不同級別清洗劑的要求。  

    4.2清洗后的殘留物和殘留量的檢測  

    清洗過后,在石材上殘留的化學物質及其殘留量可以用儀器分析方法來檢測。許多儀器,如能譜儀、原子吸收光譜儀等可以直接測量空白石樣與清洗后的石樣。但在多數情況下,尤其是一些簡單的化學分析方法往往需要從清洗過的石材樣品中將殘留的化學物質提取出來。目前,最方便的提取方法是用浸漬法或吸出法,使殘留物轉移到溶劑中,然后再進行分析。這種轉移后的分析在定量上有一定難度,但是只要恰當選擇參比物,還是能夠完成許多石材內的殘留物的分析的,如總可溶物,酸,鹽,表面活性劑等物的測定。石材清洗劑規范中應該規定一些危害較大的殘留物的檢測方法和允許的最大殘留物量。  

    4.3殘留物遠期影響的評估  

    目前,在石材上殘留的化學物質對于石材的負面影響,以及殘留量的遠期影響等大多還只能定性地評價。在實驗室中,通過強化試驗可以在較短時間內看出部分問題,尤其是對于一些容易被腐蝕的石材??梢允褂玫膹娀囼炄纾呵逑磩┙輰嶒?,即在規定時間內用清洗劑浸泡某幾種石材,以觀測對于石材的負面影響等等。  

    總之,本文提出了一些石材清洗劑的檢測和評價方法,拋磚引玉,希望與行業內外人士共同探討,使我國石材清洗業的發展更加規范和興旺。 

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