外滩历史保护建筑外墙清洗的保护与方法

外滩历史保护建筑外墙清洗的保护与方法

摘要：对上海外滩的一些历史保护建筑，通过应用水、低浓度碳酸钠溶液、涂鸦清洗剂等材料对外墙进行清洗，达到了安全、环保、还历史保护建筑原貌的清洗要求。

关键词：上海外滩建筑外墙清洗

1、工程概况

上海外滩一些历史保护建筑建于20世纪初，至今已近百年。在这期间，经历了多次后期改造，有的历史建筑的外墙面为水泥砂浆粉刷层，多次覆以的聚乙烯水性涂料、油漆、丙烯酸涂料、碳素类等装饰涂料，表面已斑剥。为了恢复其原来的历史面貌，需对外墙的这些涂料进行清除处理。

2、清洗原则与清洗剂

2.1清洗原则

根据文物保护行业的相关准则和业主的要求，在现场勘察并深入分析后，确定采用环保清洗的方法去除外墙涂料，并遵循以下三大原则：

(1)不能采用强酸强碱等强腐蚀性材料，避免对试验对象或试验者产生危害。否则，文物本体将遭到腐蚀破坏，亦不符合文物保护的基本要求。

(2)不能采用挥发性的有机溶剂，以避免影响周围环境和市民。

(3)避免使用强机械及高耗能的方法，以免对文物本体产生伤害，例如高压水枪及高压喷砂方法等。

2.2清洗剂

由于白色涂料已在外墙形成强度较高的胶膜层，需先破坏这层胶膜才能清洗。从微观分析，就是需要降低原高分子单体之间的键能，破坏分子官能团之间或分子之间的键合作用。为此，选用了可能会与白色涂料发生化学反应而破坏胶膜的水、低浓度碳酸钠溶液、涂鸦清洗剂和高效外墙清洗剂等作为主要清洗材料。其次，针对部分外墙存在盐析的现象，采用技术成熟的纸浆脱敷法处理。为了延缓文物本体的损坏，最后选用合适的材料对外墙进行防风化保护。

为了更好地验证清洗材料的适用性，在外墙面分区域进行对比试验。试验工具及试剂主要包括高温蒸汽清洗机、塑料刷、剔除工具、水、涂鸦清洗剂、10%碳酸钠溶液、高效外墙清洗剂、蒸馏水纸浆等。

3、清洗步骤

3.1材料敷设

清洗区域分为4个。将试剂涂刷于外墙，再分别将敷有水、涂鸦清洁剂、10%碳酸钠溶液、高效外墙清洗剂的纸浆涂覆在4个区域对应的位置上。

3.2养护

用保鲜膜覆盖涂剂上，再用胶布密封、养护。养护中发现涂鸦清洁剂从上流下，部分流至外墙其它部位，影响了清洗剂的效果，因此需控制高效外墙清洗剂的时间和用量。

3.3效果

第2日，揭开保鲜膜，用小型剔除工具检测涂料膜的强度，选择合适的能够降低涂料漆膜强度的试剂。若墙面上还有1层涂料，可用高效清洁剂再敷洗1次，用蒸汽清洗机配合小型剔除工具，去除该层涂料后，发现该墙面为水泥质地。

3.4脱盐处理

将浸有蒸馏水的纸浆敷在清洗后的墙面上进行脱盐处理。反复脱盐5次。

3.5自然干燥养护

脱盐后进行自然干燥养护。另外，为了更全面地保护外墙、延缓外墙的损伤，采用与外墙具有良好相容性的BYB1002岩石保护剂进行防风化保护。

4、辅助清洗剂

4.1降低涂料膜的试剂

24h后，揭开覆盖的保鲜膜，用小型剔除工具检测涂料膜的强度，发现：

(1)水和10%碳酸钠溶液基本没有降低涂料膜的强度。

(2)涂鸦清洁剂可在一定程度上降低涂料膜的强度，但作用有限。

(3)高效外墙清洗剂能使涂料层发生溶胀，用小型剔除工具可将其轻易剔除，再配以蒸汽清洗机进行清洗，能达到较为满意的效果。

4.2脱盐后的电导率

盐析采用纸浆脱敷。脱盐后，墙面离子浓度与纸浆的离子浓度接近，用TDS测定其电导率。

数据表明，经过5次脱盐之后的离子电导率达到70us/cm，仍然较高。分析原因主要有两点：一是第1次脱盐纸浆的电导率表明墙体表面离子浓度本身很高;二是由于脱盐面积较小，脱盐过程中，整个墙面高浓度的盐份均向脱盐地方迁移，因此盐很难完全脱净。只有对整个墙体进行脱盐时，其效果才会显现。

4.3外墙防风化保护采用BYB1002岩石保护剂，效果明显

通过对比不同清洗材料，结果表明：外墙涂料清洗可采用高效外墙清洗剂，脱盐采用去离子水纸浆进行脱敷，防风化采用BYB1002岩石保护剂进行保护。保护步骤为：涂敷→清洗→脱盐一防风化保护。

5、降低涂料膜强度分析

(1)水及弱碱性碳酸钠溶液不能明显降低涂料膜的强度。原因是由于水与高分子涂料形成的氢键较弱，不足以破坏高分子之间的键合作用。低浓度的碳酸钠溶液碱性较弱，其催化作用不明显，也不能有效破坏高分子官能团之间的键合作用。

(2)涂鸦清洁剂主要为大分子的烃类和醇类，挥发性低，对人体基本无害。根据相似相溶原理，对高分子涂料有一定的溶解能力，但由于分子较大，对高分子之间的键破坏有限，因此涂料膜只发生轻微破坏。

(3)外墙高效清洁剂为离子型表面活性剂和中型表面活性剂的混合溶液，挥发性低，符合环保要求。它具有较为活泼的官能团，能够减弱高分子之间官能团的键合作用力，使涂料层发生溶胀，借助外力的作用可以轻易破坏膜层。

(4)高温蒸汽机的蒸汽温度较高，能够加快高分子键的断裂。同时，高温蒸气机的蒸汽有一定的压力，能够清洗孔隙中的涂料层，故利用高温蒸气机配合使用效果较好。

6、结论

通过对外滩1号、2号、14号、18号、19号、20号等建筑外墙的清洗施工和数据分析，我们认为，上海外滩沿线的历史建筑受环境污染、酸雨侵袭、江面潮气和多数墙体在20世纪八九十年代用过丙烯酸涂刷等机理情况基本相同。清洗早期的白色聚乙烯水性涂料、油漆、丙烯酸涂料时，采用高温蒸汽机的方法就能够较快地清洗凹凸面孔隙中的各层涂料。而局部如墨汁、碳素类涂料及标语口号可以用离子型高效清洁剂混合溶液辅助溶解、吸附加以配合。这两种清洗方法结合使用可以达到全面、安全、环保、还历史保护建筑原貌的要求。如经济条件允许，还应该采取对外墙整体进行脱盐和防风化等保护处理，这样可使历史建筑外墙具有更长的保护使用周期。