清洗世界裝飾石材的清洗技術(shù)張秉堅(jiān)（浙江大學(xué)化學(xué)系，浙江大學(xué)文物保護(hù)與鑒定中心，浙江杭州310027）清洗劑的選擇、檢測(cè)與注意事項(xiàng)；石材的表面防護(hù)與保養(yǎng)技術(shù)；石質(zhì)文物與古建筑的清洗與保護(hù)技術(shù)等。專(zhuān)題講座（2）主要結(jié)合具體石材病變探討了石材清洗的基本原理和有關(guān)技術(shù)。

　�。�2）清洗劑與污染物分子發(fā)生物理的或化學(xué)的這里（1）項(xiàng)和（3）項(xiàng)是完成深層清洗的基本操作步驟，而第（2）項(xiàng)，即能與污染物分子發(fā)生作用的清洗劑需要根據(jù)污染物的性質(zhì)、石材的材質(zhì)以及處理過(guò)程的方便而精心設(shè)計(jì)。

　　目前，最常用的石材清洗方法有以下兩種。

　　1覆貼法覆貼法是利用纖維、粉末或膠體等吸附材料將清洗劑潤(rùn)濕貼敷在石材表面，為了保濕和延長(zhǎng)作用時(shí)間，通常還需要用塑料薄膜覆蓋。覆貼法能使清洗劑有足夠的時(shí)間滲透進(jìn)入石材的微孔隙，并充分地與污物發(fā)生作用。同時(shí)，覆貼法也利用水或溶劑在吸附材料表層揮發(fā)產(chǎn)生的抽提作用，將已溶解的污物或殘液吸出石材微孔。簡(jiǎn)言之，覆貼法的工作原理是：滲透一作用一抽提。該方法不僅用藥量少，作用時(shí)間長(zhǎng)，抑制向深處滲透，同時(shí)還便于垂直面和天花板的在前一篇講座中111我們分析了裝飾石材被污染和產(chǎn)生病變的特征和原因。從治理角度，石材的病癥基本上可分為兩大類(lèi)：石材表層微孔被污染物占據(jù)，而石材本身的微結(jié)構(gòu)還未受到明顯破壞，例如，多數(shù)銹黃斑、有機(jī)色斑、鹽斑與白華、水斑、油污斑等。對(duì)于這類(lèi)病癥的治理，專(zhuān)業(yè)清洗住要是化學(xué)清洗堤首選方法。

　　石材表層的微結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到一定程度的破壞，例如表面失光、粉化、起殼剝落、孔洞、裂紋等。對(duì)于第二類(lèi)病癥，一般使用翻新方法治理。石材的翻新技術(shù)將在以后的講座中專(zhuān)門(mén)論述。

　　1石材清洗的特點(diǎn)石材清洗不同于一般硬表面清洗的特點(diǎn)是：需要清除已經(jīng)深入石材表層微孔的污跡，通常稱(chēng)之為'深層清洗‘1231.一般講，石材深層清洗至少應(yīng)包括以下三個(gè)步驟：清洗劑經(jīng)過(guò)滲透過(guò)程進(jìn)入石材的微孔隙；作業(yè)，效果不錯(cuò)。石材的化學(xué)清洗最好使用貼敷法。

　　1.2噴涂洗刷法在污跡不重，清洗速度較快，或者不便貼敷（如火燒板外墻等）的情況下可用噴涂洗刷法。噴涂洗刷法的基本操作過(guò)程是：用塑料噴壺（注意不宜用鐵等金屬）將清洗劑噴霧到石材表面，作用一定時(shí)間；用塑料刷擦洗；然后用清水噴霧清洗；最后用布等吸附物擦干。

　　注意，兩種清洗方法最后都需要清除掉殘留的藥水（卩最后都有吸干操作工序）否則很容易留下干涸的藥水印跡或引發(fā)其他石材病變。

　　2石材病變的清洗原理為了講清石材清洗劑的工作原理，我們將結(jié)合的石材具體病變來(lái)說(shuō)明，所列清洗劑牌號(hào)僅供大家。

　　21銹黃斑清洗原理石材表層銹黃斑的清洗主要是依靠還原和穩(wěn)定鐵離子，基本步驟是：將三價(jià)鐵離子還原為二價(jià)鐵離子因?yàn)殍F銹多以三價(jià)鐵離子的固體狀態(tài)存在，將其還原為可溶性的二價(jià)鐵離子，二價(jià)鐵離子基本是無(wú)色狀態(tài)；使用穩(wěn)定劑，以防止逆反應(yīng)的發(fā)生，減小日后石材微孔內(nèi)殘留物再次銹出的可能性；使用覆貼法或其他清除措施使還原后的鐵離子和藥水殘液脫離石材表層，否則將留下藥水斑痕或?qū)е略缓蠓迭S。最簡(jiǎn)單的檢測(cè)殘留藥水的方法是測(cè)量被清洗石面的fH值。

　　注意：千萬(wàn)不要盲目使用強(qiáng)酸清洗的方法丨因?yàn)閺?qiáng)酸清洗往往會(huì)造成石材“水斑”的病變，而水斑比銹黃斑更難清除。

　　對(duì)于花崗石上銹黃斑的清洗，我們已經(jīng)研制出從化學(xué)角度，對(duì)于花崗石上銹黃斑的清除比大理石上要容易，因?yàn)槿齼r(jià)鐵離子的還原要求在酸性條件下完成�；◢徥�耐酸，而大理石不能使用酸性溶液清洗，否則會(huì)被腐蝕而使表面失光。

　　對(duì)于大理石上的銹黃斑我們也已研制出“大理石銹黃斑清洗劑（C3）”這是一種中性的專(zhuān)用于碳酸鹽類(lèi)石材，如大理石、白云石、石灰石等表面的清洗劑。其主要功能是清除因鐵銹污染產(chǎn)生的銹黃斑，其除銹效果比花崗石清洗劑差一些。

　　22有機(jī)色斑清洗原理能造成有機(jī)色斑的色素的種類(lèi)很多，但清洗原理基本相同，主要依靠化學(xué)脫色，其基本步驟是：靠化學(xué)脫色劑作用，破壞色素分子；使用加速措施；例如，可使用紫外線(xiàn)燈照射或加熱以增加破壞色素分子鍵的能量；化學(xué)脫色方法對(duì)各種有機(jī)色斑的清除都是有效的，例如：草繩黃，以及咖啡、茶葉、排泄物、糜爛液等原因造成的黃斑；藍(lán)墨水、記號(hào)筆和有色物轉(zhuǎn)印等留下的顏色斑；某些膠粘劑和化學(xué)品滲染等原因造成的印跡等。

　　多數(shù)化學(xué)脫色劑是中性的，因此不論是花崗石還是大理石都可使用。例如，我們研制的“有機(jī)色斑清除劑（C2）”可以滲入石材微孔有效清除各種有機(jī)色斑。

　　一般情況下有機(jī)色斑清除劑采用覆貼法施工，在需要用紫外線(xiàn)燈照射加速清洗的情況下才采用噴涂洗刷法施工。另外，C2除了可應(yīng)用于各種石材外，也被推廣應(yīng)用于清除地毯和廣告牌等其他材質(zhì)上的有機(jī)色斑。

　　23水斑清洗原理在前一講中，我們已總結(jié)了石材“水斑”有4種類(lèi)型141.（IV）已經(jīng)干了的類(lèi)似于水斑的印跡。

　　這4種類(lèi)型水斑之間有一定的聯(lián)系：第I類(lèi)水斑，即純水合凝膠體水斑在干燥的環(huán)境中，若無(wú)吸濕性鹽堿干擾，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（長(zhǎng)達(dá)1~2年）會(huì)逐漸干燥，轉(zhuǎn)變?yōu)榈赩類(lèi)水斑；第類(lèi)水斑，即潮濕水合凝膠體水斑，若能切斷水源和去除潮濕，且無(wú)吸濕性鹽堿干擾，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間（長(zhǎng)達(dá)數(shù)月）會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈贗類(lèi)水斑，再繼續(xù)發(fā)展也會(huì)變?yōu)榈赩類(lèi)水斑。這樣，水斑的治理就集中為以下三個(gè)方面。

　　231切斷水源和隔離潮濕對(duì)于石材直接或間接地與潮濕或與水源相連，例如彼鄰潮濕土層的地面和墻面，或者是附近經(jīng)常有水滲出的部位等，首先應(yīng)該使用“堵”（例如用隔離膜或封閉劑等）或“排”（例如打低位井或排水通道等）的方法切斷水源和隔離潮濕。若水斑總與潮濕相連，使用再多的藥水也是難以治愈水斑的。

　　232去除水斑印跡對(duì)于已經(jīng)干了的類(lèi)似于水斑的印跡，實(shí)際上是沉積的污垢，清除原理較為簡(jiǎn)單：清除沉積的無(wú)機(jī)污垢，可以使用無(wú)機(jī)污垢清洗劑，例如前面提到的花崗石清洗劑（22）；清除沉積的有機(jī)污垢，可以使用有機(jī)色素脫色劑，例如前面提到的有機(jī)色斑清除劑（32）這兩種藥劑可以分別使用，也可以混合使用，混合使用較為省時(shí)省力。

　　233破壞水合凝膠體對(duì)于有吸濕性鹽堿的水斑，由于吸濕性鹽堿具有較低的水蒸氣壓，加上石材微孔隙的附加壓力（微孔毛細(xì)現(xiàn)象）和水合凝膠體的保護(hù)，這類(lèi)水斑是很難自然干燥的。清除方法可采用“雞尾酒療法”（1）破壞水泥水合物凝膠體可以使用凝膠體破壞劑，例如水斑凈（27）（2）清除沉積的無(wú)機(jī)污垢，可以使用無(wú)機(jī)污垢清洗劑，例如前面提到的花崗石清洗劑（3）清除沉積的有機(jī)污垢，可以使用有機(jī)色素脫色劑，例如前面提到的有機(jī)色斑清除劑（32）（4）脫去吸濕性鹽堿可以使用吸附物覆貼；上述3種藥水一般按1：1：1的比例混合使用，多采用覆貼法施工。從總體上講，水斑仍然是最難清洗的石材病變，我們實(shí)驗(yàn)室還在進(jìn)一步探索水斑清洗規(guī)律。這里主要講清洗，關(guān)于預(yù)防方法只簡(jiǎn)單地提一下。

　　一些經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)的可以有效預(yù)防水斑的措施有：安裝前應(yīng)設(shè)計(jì)防潮措施（者+排）（2）預(yù)留水蒸氣通道；（3）避免使用劣質(zhì)水泥；（4）不要盲目使用水泥添加劑等；盡量減少水泥沙漿中水的含量和沙漿的用量；（6）安裝和保養(yǎng)期間避免石材被淋濕或水洗受潮；（7）必須正確使用石材防護(hù)劑和使用可靠的防護(hù)劑。

　　24鹽堿斑與白華清除原理241鹽堿斑鹽堿斑是可溶性鹽類(lèi)或堿類(lèi)借助于水或潮氣，透過(guò)石材的微孔、裂隙或接縫在石材表面析出的白色結(jié)晶物質(zhì)，最常見(jiàn)的有：（1）沿海地區(qū)海鹽的析出；（2）鹽堿地區(qū)鹽堿的爬升；（3）劣質(zhì)水泥中過(guò)量堿的析出等。清除可溶性鹽堿的最廣譜的方法是采用濕法吸附（例如用紙漿等材料吸附）或酸堿中和（例如用稀的酸溶液清除堿類(lèi)）。如能鑒別出鹽堿的種類(lèi)，有針對(duì)性地使用一些化學(xué)清洗劑，可大大加速清除速度。

　　242白華白華是指從石材的接縫中流出來(lái)的白色物質(zhì)，主要是水泥砂漿中鈣、鎂等的氫氧化物溶液從縫隙中滲出來(lái)，與空氣中二氧化碳反應(yīng)生成白色的碳酸鈣或碳酸鎂等結(jié)晶，即所謂“一次性白華”溺酸的鹽類(lèi)）。當(dāng)遇到酸雨或酸霧，繼續(xù)反應(yīng)形成硫酸鈣等新的鹽類(lèi)，在石材表面析出后形成“二次性白華”（雖酸的鹽類(lèi)）。

　　白華屬于鹽堿斑的一種，其清除可用：對(duì)于厚層白華可先用工具鏟除，再用水清洗；對(duì)于薄層白華可直接用清水擦洗；由于鈣鹽特別是碳酸鈣）在水中的溶解度很小，直接用水擦洗有一定難度時(shí)，可使用“白華清洗劑”等專(zhuān)業(yè)清洗劑來(lái)擦洗。

　　清洗白華或鹽堿斑時(shí)應(yīng)注意方面不要擅自使用強(qiáng)酸來(lái)清洗，因?yàn)閺?qiáng)酸不僅容易使石材表面失光，而且可能產(chǎn)生水斑等多種病變；應(yīng)先做小試，尤其作過(guò)防護(hù)的石面，某些清洗劑或酸類(lèi)會(huì)使防護(hù)過(guò)的石面變黃；白華清除后，殘液必須清除干凈，否則仍會(huì)留下白色印跡；對(duì)于大理石等含鈣石材表面上的白華或鹽堿斑，不能使用酸性清洗劑，否則將造成石材表面失光或被腐蝕。

　　25油斑清除原理251油脂污染及清除原理對(duì)于石材的油脂污染，包括：機(jī)油或潤(rùn)滑油、食用油、蠟或保護(hù)油等形成的油斑、油污斑或黑污斑，其清除原理是：使用對(duì)油脂吸附力更強(qiáng)的材料將石材微孔中的油脂吸出來(lái)151.為擴(kuò)大與石材的接觸面，油斑清除劑往往做成膏狀物。

　　252脫油過(guò)程使膏狀物與石材密切相貼；靠去油劑使油脂脫離微孔壁；將油脂從石材微孔中吸出。

　　實(shí)際上，油斑的清除是覆貼法的延伸。我們已經(jīng)研究出“石材油斑清除膏（C42）”可以有效去除石材表面的油脂污染。

　　26AB膠滲出斑的清除原理AB膠滲出斑是在石材外墻干掛安裝過(guò)程中，AB膠中的成分滲到石材表面留下的印跡。A膠的主要成分是粘接樹(shù)脂劑（以環(huán)氧為主）和固化劑。若是A使用時(shí)混合不均（尤其是冬天）造成，其中：①粘接樹(shù)脂滲出，可用類(lèi)似于清除油斑的方法清除（即用吸出的方法）②固化劑滲出，可用類(lèi)似于清除有機(jī)黃斑的方法清除（卩用反應(yīng)脫色方法）（2諾是石材安裝過(guò)程使用了劣質(zhì)膠粘劑造成的，就應(yīng)具體分析是什么化學(xué)物質(zhì)滲出，去除過(guò)程相對(duì)更復(fù)雜一些。

　　3石材清洗的注意事項(xiàng)石材病變化學(xué)清洗必須注意的問(wèn)題有：先作小試驗(yàn)：石材的“病變”千差萬(wàn)別，例如形成水斑的易潮解的鹽類(lèi)可以有多種。清洗劑只適應(yīng)某些情況。因此，在不了解污跡成因的情況下，提倡先作小試驗(yàn)；（2）謹(jǐn)慎選擇清洗劑：許多廉價(jià)或劣質(zhì)清洗劑往往是一些強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，它們很可能引發(fā)更嚴(yán)重的石材病，例如，強(qiáng)酸清洗是引起日后水斑和銹黃斑的主要原因之一，因此應(yīng)正確選擇清洗劑；嚴(yán)格操作規(guī)程：石材清洗不同于一般硬表面清洗，要發(fā)揮清洗劑的最大作用效果，應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程施工，特別是用藥量和作用時(shí)間的控制；保護(hù)好不準(zhǔn)備清洗的部分：對(duì)于病變石材周?chē)�的物體如相嵌的大理石、鋁合金門(mén)窗等應(yīng)用膠帶紙等保護(hù)，對(duì)周邊環(huán)境和綠地等應(yīng)防止藥水和清洗水流淌而造成危害；注意清除殘留的有害化學(xué)品：例如在覆貼法和噴涂洗刷法后鷂油過(guò)程例外）都應(yīng)反復(fù)使用清水打濕和用布吸干，直到殘留物清除干凈，否則很可能留下斑痕或隱患；請(qǐng)專(zhuān)家論證：對(duì)于石質(zhì)文物和古建筑的清洗應(yīng)請(qǐng)有關(guān)專(zhuān)家論證。