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建筑物外墙清洗技术综述

2019-11-30 10:38:49浏览:2 来源:清洗联盟   

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建筑物外墙清洗技术综述

摘要:对于暴露在大气中的建筑物外墙进行定期的高效清洗,有利于保护建筑物、延长装饰周期、美化环境等。为了了解在建筑物外墙清洗技术领域中的进展,利用中国期刊全文数据库、维普中文科技期刊全文数据库和万方数据库,对近10多年来我国在建筑物外墙清洗技术领域的研究成果进行了检索和分析,在此基础上提出了发展我国清洗技术的一些观点。

建筑外墙面主要有3种作用:①饰面对墙体起着保护作用,提高墙体的耐久性;②增加墙体防火、防水、隔热、保温、隔声等性能,改善墙体使用功能的不足;③外墙饰面提高建筑物美观,改善建筑物外部环境。但是随着工业化进程的加快和城市人口的猛增,大气污染状况也日益严重,建筑物外墙遭到前所未有的污染。随着建筑物使用时间的推移,由于长期的风吹雨打以及大气层中的尘埃、有害气体(如H2S,SO2,CO2,NO2)和阳光紫外线等的附着和作用,从而在建筑物表面形成一层薄厚不均的粘附层,使其失去了原有的色泽和光亮度。如果长时间不清除,轻者影响其美观,重者对建筑物表面形成腐蚀,影响其使用寿命。因此,世界各国对建筑物尤其是城市高层建筑物外墙的清洗越来越重视。为了了解建筑外墙清洗技术方面的进展,本文利用中国期刊全文数据库、维普中文科技期刊全文数据库和万方数据库中的中国专利技术类数据库,对近10多年来我国在建筑物外墙清洗技术领域的研究成果进行了检索和评述。

江苏快3全天计划在线免费计划 1、建筑外墙清洗机械

建筑外墙清洗机械的发展大致经过以下3个过程:

(1) 传统设备。最早的方法是搭建脚手架,工人进行手工清洗,完成后再拆除脚手架。这种清洗方法费时、费工,而且建筑物越高搭建拆除脚手架的时间越长,清洗成本高而效率低下,目前已基本被淘汰。

(2) 载人设备。目前使用的载人设备有升降平台、吊篮、绳索等,是利用在建筑物顶层通过绞车,定滑轮等装置对其进行升降控制,将工人、清洗工具、清洗材料装在吊篮或升降平台并悬吊到清洗面附近,由工人进行清洗,并随时根据需要移动位置,以利于清洗工作的进行。这种方法是目前许多国家普遍采用的一种方法,比搭建脚手架效率高,但是人工清洗,工具简单,所以效率还是低下,而且存在很大的安全隐患。为了减轻工人的劳动强度,近年来研制了不少机械化的产品,比如液压自动清洗刷、清洗喷头等,大大提高了工作效率。用载人设备来清洗外墙的方法在今后一段时间,仍将是建筑物外墙清洗的主要方法,只是机械化程度不同而已。

江苏快3全天计划在线免费计划 (3) 自动设备。目前,发达国家已经研制出了爬壁机器人等多种机械清洗设备,逐步淘汰了载人设备的方*****应用于个别建筑物外墙的清洗,但是还没有实现产业化。这种方法由于人没有直接参与清洗工作,所以安全性得到了提高;由于是机械自动清洗,所以清洗效率也大大提高。

江苏快3全天计划在线免费计划 另外,作者利用中国期刊全文数据库(1994~2004年的数据),检索近几年关于建筑物外墙清洗设备的论文,发现几乎全部是关于清洗机器人的研究,利用万方数据库中的中国专利技术类数据库(1989~2003年的数据)对这方面的设备专利进行检索,由于篇幅有限,现只列出各自的数目。

2、建筑物外墙清洗方法

2.1物理清洗

江苏快3全天计划在线免费计划 物理清洗是通过外力及外来能量的作用使污垢脱离建筑物表面的一种方法。具体有以下几种:

(1) 手工铲凿法。这是比较古老而简单的方法,尤其是花岗石墙面、水泥墙面等,利用凿子等工具人工将建筑物外表面的一层污垢剥离掉,使其露出新的表面。这种方法对建筑物墙体有损害,没有达到清洗时不损坏建筑外墙材料的目的,而且费时、费工、费钱,也不适应大面积的清洗工作。

(2)水清洗法。该方法是用水或水蒸气在低压或高压下喷洗建筑物表面的一种方法。此法是最安全、最便宜的清洗方法,没有化学品污染,成本也较低。这种方法主要用于釉面砖、水刷石、马赛克等光滑外墙表面材料上的积灰浮尘泥沙及土渣的清洗,但该方法对于油污的去除效果不理想,而且大量水分的存在易损伤基体内部的结构,也不适宜北方缺水城市使用。另外,设备笨重,价格高,施工不方便。近年来随着制造业的发展,这些缺点有所改善。

(3)喷砂法。该方法用压缩空气把细砂对着墙面上喷,用机械的方法把积存的污垢从墙表面上去除,又分为干式喷砂,湿式喷砂。这种方法也是较安全、便宜、清洗速度较快的方法,不用等待建筑物表面干燥就可以直接进行下一步工作。一般适用于比较坚硬的建筑物表面的清洗,对石质材料建筑物表层的损伤难以避免,易在清洗过程中被磨损,露出的新表面在潮湿及腐蚀环境下会加快墙面材料的风化。另外,该方法容易产生粉尘和噪音,影响操作人员的身体健康,而且施工设备笨重,价格也高。

2.2化学清洗

江苏快3全天计划在线免费计划 化学清洗依靠化学反应的作用,利用化学药品或溶剂对污垢进行溶解、分离、降解等使外墙达到去垢、去锈、去污脱脂而又不使建筑物外墙表面受到破坏的一种方法。该方法的主要特点是能去除任何外墙的污垢,只要清洗剂选择适当,就可达到清洗速度快、效果好的目的。不过化学药剂有一定的腐蚀性,而且个别药剂对环境有影响,所以施工单位和操作人员应尽量选择适当的绿色环保药剂或缓蚀剂避免外墙受损。在使用这种方法清洗前,应先用水冲洗或喷淋外墙表面,以减少清洗药剂的用量,提高清洗效果。化学清洗在国内开始应用较晚,目前我国建筑物外墙的清洗70%以上都使用化学清洗,化学清洗的关键是清洗剂的选择。列出了近10年来建筑物外墙化学清洗剂的研究成果。由于现阶段我国绝大多数建筑物都采用的釉面砖、马赛克、无釉面砖、泰山砖、花岗岩、大理石、水刷石和玻璃材料组成的建筑物外墙,所以本文列出的成果也是关于这些建筑材料清洗的化学清洗剂。

2.3新型清洗方法

江苏快3全天计划在线免费计划 (1) 离子交换法。离子交换剂是一种能与溶液中的阴、阳离子进行交换的物质。在阴离子交换树脂分子中含有活性基团,当它以微粒的形式分散在固体表面,与含有某种阴离子的溶液接触时即发生离子交换作用,因而能移去溶液中的该离子。例如,当阴离子交换树脂的粒度小于0.1μm时具有较强的扩散性,在添加到NH4CO3溶液中去后,能有效地吸附且移去污垢中的SO2-4离子,达到破坏垢层的目的,并且不会形成二次破坏,从而可以用来除去石材表面由硫酸钙造成的污垢。目前该方法处在应用试验性阶段,还没有推广。

江苏快3全天计划在线免费计划 (2) 微生物转化法。利用生物酶将污垢由一种物质转换成另外一种性质稳定的物质而使建筑物表面达到清洁目的的一种方法。例如,脱硫弧菌亦称为“硫酸盐还原细菌”,是在缺氧环境中能使硫酸盐还原成硫化氢的一种特殊细菌。国外研究人员采用此种脱硫弧菌处理含有硫酸钙污垢的碳酸盐石质表面,经过处理石质表面形成方解石不仅能去除硫酸钙,达到净化石质的目的,还可以促使石质的逐步稳定。目前该方法还没有被用来进行大面积的清洗工作。

(3) 激光清洗技术。采用高能激光束照射到物件表面,由于基体物质与附着的污垢对某一波长的吸收系数的差别,从而激光能量充分被附着的污垢吸收,基体表面的污物等发生瞬间蒸发或剥离,从而达到净化的目的。该方法选择性强,不直接接触清洗表面,定位准确,随机控制,及时反馈,清洗范围广,可靠性高,有利于环境保护。但由于该方法设备价格很高,目前仅适用于雕塑、壁画、纪念碑和小型建筑物外表不同种类垢层的清洗,还没有进行有商业价值的大面积清洗。

江苏快3全天计划在线免费计划 (4) 表面涂膜去污法。使用剥离剂覆盖在需要去污的建筑物表面,待剥离剂干燥形成膜,将膜从建筑物表面剥离,吸附在建筑物表面的污染物随膜一起被剥离下来。适用于混凝土、石材和不能使用溶剂清洗的物体表面。剥离剂是一种水溶性的高分子聚合物,因此使用方便、安全。另外,为了提高去污染效果,在使用时可以根据建筑物表面的不同和污染程度,在剥离剂中添加其他成分。

(5) 超声波清洗。超声清洗的基本原理,就是利用超声空化(液体中因涡流或超声的作用,在液体中某一区域形成局部的暂时的负压区,产生空穴或气泡,当这些充有蒸汽或空气的气泡突然闭合时,在气泡周围附近将产生强大的激波,很高的压强,这个局部压强在一般情况下也可达几千个大气压)的力学效应而使浸在液体中的零部件和表面污物迅速除去。由于建筑外墙不可能全部浸在液体中,因此必须借助能量转换器。文献正在研究应用一定功率的超声换能器直接加载于屏幕玻璃上,而使屏幕玻璃产生超声共振,从而清除屏幕玻璃上粘附的灰尘和雨雾,以保持屏幕玻璃的洁净,提高屏幕玻璃的透明度。

江苏快3全天计划在线免费计划 (6) 干冰清洗。与喷砂相似,干冰清洗时喷射介质干冰颗粒通过干冰清洗机在高压气流中加速,通过喷嘴喷出,冲击要清洗的表面。由于干冰颗粒温度极低(-78℃),所以干冰颗粒与清洗表面间迅速发生热交换,致使固体CO2迅速升华变为气体,在千分之几秒内体积膨胀近800倍,而污垢层温度降低、脆性增大,干冰颗粒能够将污垢层冲击破碎而剥离。据文献,目前一些国外清洗企业已经把干冰清洗用在建筑清洗、环卫清洗等公益事业上,取得了明显的经济和社会效益,但国内还没有这方面的应用。

3、 建筑物外墙清洗技术分析

从上面的研究成果可以看出:

江苏快3全天计划在线免费计划 (1) 现阶段我国建筑物外墙清洗设备主要是载人设备:升降平台、吊篮、绳索等,自动清洗设备的应用相当少。这主要是由于相关产品主要以专利的形式公布,近来论文的篇数有接近专利数目甚至超过的趋势。可以看出专利数目呈逐年上升的趋势,但关于这方面的应用的报道却很少,可以预见现阶段专利在我国确实很难卖出去。作为研究人员,其研究成果能够得到社会的应用才是最重要的,为了推广清洗设备新产品,有关清洗设备的研究成果宜以论文的形式发表。

(2) 建筑物外墙的清洗主要采用化学清洗的方法,这主要是由于建筑物外墙污染物成分比较复杂,污染程度严重,而物理清洗方法达不到清洗目的,新型的清洗技术成本又很高且相关技术还不够成熟,物理清洗与化学清洗结合起来效果更好,先用化学方法清洗,然后用清水将墙面冲洗干净。

江苏快3全天计划在线免费计划 (3) 现有的建筑物外墙清洗剂可分为中性清洗剂、酸性清洗剂、碱性清洗剂。其中中性清洗剂主要用于玻璃幕墙、铝合金墙面;碱性清洗剂主要用于清洗石灰岩、大理石墙面;酸性清洗剂主要用于花岗石、釉面砖、马赛克、水刷石墙面。

(4) 随着精细化工产品日新月异地发展,各种表面活性剂得到广泛的应用,从而使清洗的作用不断得到提高和完善,新的清洗剂层出不穷,清洗剂朝着复配方和专用性的方向发展。关于石材墙面的清洗剂比其他清洗剂多,这主要是由于近年来石材加工技术和施工技术的进步,以及石材华丽的外观,受到越来越多人的青睐,越来越多的建筑物都开始使用它来装饰墙面。另一方面,也由于石材建筑表面容易被污染而又不容易清洗的缘故,吸引了很多研究者。

(5) 对于同一种墙面的清洗,使用相同种类的药剂而配比可以不同。这主要是由于建筑物的污染与建筑物所处的环境,污染原因、污染物成分、污染程度等因素有关,因此不同地方的相同建筑物外墙的清洗所用清洗剂并不一定相同,必须根据实际情况来决定。

江苏快3全天计划在线免费计划 (6) 清洗剂所包括的药剂也越来越多,主要由表面活性剂、助洗剂和助剂组成。为了提高清洗效果,表面活性剂从阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等单一表面活性剂到两性表面活性剂和复配表面活性剂,助洗剂则由无机助洗剂向有机助洗剂转变。同时,为了减轻清洗剂对建筑物表面的腐蚀加入了缓蚀剂和软水剂。为了消除清洗过程中产生的异味还加入了适量香料。

(7) 新型的清洗方法由于清洗成本比较高,因此还没有投入有商业价值的大面积清洗中。鉴于这种方法既节能又环保,具有强劲的开发潜力。随着相关科学技术的发展,相关问题有望得到解决。

4、 结语

江苏快3全天计划在线免费计划 (1) 目前关于墙面污染物形成的机理研究不够,应该加强建筑物墙面污染机理的研究,并找出与污染有关的因素,从而能够更好地指导清洗工作。

(2) 相对于其他国家来说,我国的技术比较落后,必须加大研究基金的投入,以便研制出一些机械化程度高的清洗设备,开发出一批价格便宜、使用方便、清洗效果好、无污染的清洗剂。

(3) 现阶段我国主要采用化学清洗的方法对建筑物外墙进行清洗,但是对化学清洗剂可能带来的安全问题比如对工人身体健康的威胁,对环境的污染关心得不够。清洗技术是一个系统性问题,涉及到物理、化学、力学、环境等,必须全面考虑。

江苏快3全天计划在线免费计划 (4) 随着我国国民生活水平和社会文明程度的不断提高,各种相关法律法规(有些国家规定建筑物必须定期清洗,否则会受到严厉的处罚)的出台,我国有些城市比如上海、北京、深圳等大城市也有相关的规定,因此清洗技术成果的应用前景是乐观的。

江苏快3全天计划在线免费计划 (5)由于建筑物外墙的污染是无处不在的,特别是在工业化程度高和北方烧煤多的城市更是如此,为了城市的市容和建筑物的使用寿命必须对建筑物外墙进行定期清洗,清洗技术成果前景广阔。

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