古建筑與石質文物的清洗技術

近年來，各級對文化遺產的保護越來越重視，投入大量人力物力整治和修復歷史遺跡。陜西潔癖清潔技術服務有限公司致力于干冰清洗技術古建文物清洗和除塵研究和探索，根據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品等。

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

一、清洗或清理的目的是：
1、打開石材氣孔，恢復石材微孔隙的水蒸氣通道。2、去除有害于石材的物質，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處理做準備，例如提高石材對保護劑的吸收率和吸收深度等。

二、古建筑和石質文物的清洗按照物理方法清洗處理技術不同，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品，最常見的做法是快速的水合作用和快速熔鹽產出的張力容易導致石質品出現塊狀剝落。
2、高壓噴水發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，但清洗效率比較低。水清洗法的有點是環保性好，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，造成整體結構受損。

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

建筑遺跡修復工程的目標是將建筑物還原為原始狀態并重現建筑物的原貌。 這種工作一定不能使用化學品或磨損性清潔方法，否則會影響表面的完整性。 化學品可能會滲入石頭，而產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所需的清潔效果。 設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污染，從而節省大量時間。 干冰清洗已用于古教堂修復、大廈抗震升級、老化大理石雕塑、經歷火災的建于世紀初的房屋等諸多修復項目。

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，甚至是穩定性非常高的環氧樹脂，其結構也將被破壞，使脆性加大，使環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，此時需要適當調節干冰輸出量，否則會影響清洗效果，干冰在加速度的力量下沖入污跡內，對污跡產生一定的切剪作用。

干冰帶來的低溫使表面溫度下降，增大脆性，并同時發生氣化，干冰急速膨脹達800多倍，將帶走細縫中的顆粒污跡。所以將該技術引進文物清洗中，必須選擇底材比較穩定，堅固的對象進行實驗，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氧樹脂的速率，肉眼觀察及顯微鏡下的觀察為準。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提高干冰清洗率，不浪費干冰。實驗中操作人員做好防護措施后，由一人按住實驗的器物，一人進行干冰噴射，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°時達到更好。當干冰量輸出量達到一定量時，整個器物受到冷卻降溫的影響，環氧樹脂的強度變低，并借助干冰升華引起的爆破，可以直觀地看到環氧樹脂形態的變化。

  通過實驗表明，干冰清洗技術效果拔群，以肉眼及顯微鏡觀察，器物表面老化的環氧樹脂基本已經剝離，部分污跡也已經，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，一般去除環氧樹脂需要24小時以上的試劑浸泡，而新技術將時間縮短至10多分鐘。干冰清洗技術非常環保高效，清洗完畢后只剩下剝離的污跡，無任何副產品。干冰在破壞環氧樹脂結構時，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，才能應用于不同種類的器物表面。