石材护理的意义和作用(石材护理教程)

石材护理化学原理是什么？石材护理的化学清洗方法有哪几种？

　　石材清洗和治病一样，除了解石材病变的成因外，关键是正确用药。俗话说，“是药三分毒”，这是告诫人们要谨慎理性用药。了解石材化学清洗的性质和石材护理化学原理，选择副作用最小的方法是石材化学清洗前必须考虑的问题。目前，国内外石材化学清洗应用的主要原理如下：

　　石材化学清洗方法：电解质活性离子清洗

　　电解质活性离子清洗是用酸或碱水溶液中电离出的活性H或OH，与污染物组分中的正离子或负离子结合，使岩石壁脱离或污染物分解的一种方法。

　　早期用于石材外墙清洁的氢氟酸就属于这一类。氢氟酸最大的特点是它能电离出F并与氧化硅反应使其溶解。而二氧化硅对其他无机酸非常稳定，因此使用氢氟酸溶液去除含有硅的结壳性污垢具有特殊的效果。但对人体健康具有强腐蚀性和挥发性的氢氟酸基本禁用。目前常用的是一种较为温和的氟化氢铵的水溶液。

　　另一种广泛使用的活性电解质离子是含氢氧化物的碱性水溶液，主要用于皂化除油和溶解硫酸盐污垢。普通碱性洗涤剂主要含有碳酸铵、氨水、小分子磷酸盐和硅酸盐。此外，低浓度硼砂溶液也可用于清洗一些较严重的油脂。

　　在对石材进行化学清洗时，要避免使用强酸或强碱性清洗剂，主要问题是残留物的危害。例如，据报道，含有氢氧化钠的商用清洗剂被用于建筑物的石材外墙。经过20年的跟踪调查，发现部分清洁风化现象较为严重。强酸清洗后，容易产生吸湿性水斑。总之，含强酸或强碱的清洗剂可能危害石材，中性或接近中性清洗剂是石材化学清洗的主要类型。

　　石材化学清洗方法：螯合清洗

　　螯合清洗是通过配合污染物中的金属离子的螯合剂，将污垢转化为水溶性螯合物的清洗方法。螯合清洁剂能与某些特定的金属离子形成更稳定的螯合物，具有特殊的选择性，对岩石表面的不溶性盐(如钙盐)沉积和金属锈斑有更好的效果。

　　在石材清洗中常用的螯合剂主要有氨基羧酸，如氨基三乙酸、乙二胺四乙酸等。螯合剂中的有机磷虽然对钙、镁、铜和锌等许多金属离子具有良好的螯合和可持续释放能力，但常被用作工业洗涤剂。但研究表明，含磷的清洗剂会成为微生物繁殖的营养成分，因为清洗剂的残渣被困在石材的微孔中，促进藻类、真菌等生物的生长。特别是在砂岩中，磷酸盐可以与砂岩中的含铁物质发生反应，从而在含铁较多的砂岩中留下更多的磷。螯合剂可以有效去除石材表面的钙质贝壳层，但也可能对石材的光泽有一定的影响，应根据污染物的情况使用，并注意控制适当的浓度。

　　石材化学清洗方法：氧化还原清洗

　　能与污染物分子氧化或还原的氧化剂或还原剂，主要用于使污垢在清洗液中溶解或分散，从而去除污垢。

　　石材清洗中常用的氧化剂主要有卤素及其化合物(如次氯酸盐等)、过氧化物(臭氧、过氧化氢、过硼酸钠等)。例如，次氯酸盐已被用作有机体或微生物的消毒剂，以清除岩石表面的生物污垢。石材清洗中常用的还原剂有二氧化硫、尿素、草酸等，主要用于去除金属离子氧化引起的氧化斑和污垢。为了保证氧化还原清洗剂的稳定性，通常需要适当地混合一些稳定剂。

　　石材化学清洗方法：有机溶剂清洗

　　有机溶剂清洗法是利用溶剂的力量将污染物从岩石表面溶解或膨胀出去的一种方法。有机溶剂的特点相似的阶段是溶解，有机物质是染色，如油脂、油漆、树脂、石蜡，由这些物质包裹形成的黑污斑和油性污垢，选择一些溶剂能溶解分散速度更快，清理的速度更快。常见的有机溶剂是烃类和卤代烃类。有机溶剂清洗方法最大的问题是其挥发性较大，而且大部分有机溶剂对人体有毒，会污染空气，危害操作者的健康。在实践中，主要局限于小范围内的有机污垢的清洗。此外，有机溶剂清洗方法对大多数无机污垢基本无效。

　　石材化学清洗方法：表面活性剂清洗

　　表面活性剂的清洗是利用表面活性剂分子的极性亲水基团和非极性憎水基团和污染物分子，使污物润湿、乳化、增溶、分散，从而脱离或脱离岩石基底，进行清洗。根据表面活性剂活性基团的电荷不同，表面活性剂主要有阴离子、阳离子、非离子和两性四种类型。由于表面活性剂的作用非常明显，在实际的化学清洗配方中往往只占很小的一部分，所以常被称为助剂。由于岩石的多孔性和表面活性剂的吸附作用，岩石孔隙中残留的表面活性剂很难去除，会留下长期的危害。因此，一般不建议在石材文物的清洗中使用表面活性剂。

　　石材化学清洗方法：离子交换树脂清洗

　　离子交换树脂清洗是利用离子交换树脂的活性化学基团与污染物分子相互作用，去除石材表面的污染物。离子交换树脂是一些人工合成具有活性、化学基团的树脂材料，常见的阴离子交换树脂、阳离子交换树脂，一般为多孔或颗粒状。通常的做法是把离子交换树脂制成浆糊，涂在泥土上。离子交换树脂的活性化学基团可以选择性地溶解某些污染物。该方法能有效地去除岩石表面的钙质污垢和一些游离污染物离子。清洗离子交换树脂是一个最大的优点是在使用过程中，溶解的污染物的作用相当缓慢，而且只有在湿接触部分溶解，一旦去除粘树脂、溶解立即停止，为了及时控制清洗操作的过程中，避免了药物渗透的伤害，非常适合清洁表面的石材遗迹。然而，这种方法需要高纯度的每个组件的粘贴，避免其他离子减少树脂的化学活性，此外，还有要求树脂粒子，如应在100~200目，为了增加粘贴和岩石表面接触的表面，因此，清洁方法成本相对较高。一般来说，离子交换树脂清洗是一种应用前景广阔的石材化学清洗方法。

　　石材化学清洗方法：生物清洁

　　生物清洗法是利用生物酶或微生物等作用改变石材表面的污染物。是无毒、无害水溶性物质测定方法。酶是由动物、植物和微生物产生的催化蛋白。在污染物的清洗过程中，能与污染物发生相应的生化反应，促进污垢的分解脱落。例如，在清洗液中加入蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶、纤维素酶等，可以加快相应的除垢过程。

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