一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于建筑保护技术领域，涉及一种定量测定无机非金属材料表面粉化方 法。
【背景技术】
[0002] 重要的砖、石、土质文化遗产，如石雕、砖雕以及历史建筑墙面上的标语、壁画等， 在自然劣化过程中会发生表面粉化。但是，如何定量测定表面粉化程度，目前并没有相应的 方法。如果能够定量测定粉化，一方面可以评估砖石质等文化遗产的表面劣化程度，另一方 面也可以定量监测、评估表面固化等技术措施的质量及其耐久性。
[0003] 而现有的可以借鉴的表层粉化测定方法，如DIN EN ISO 2409及GBT9286-1998《色 漆和清漆漆膜的划痕实验》规定了油漆涂层附着力的划格法测定方法（所谓百格法），但此 种方法为定性判断，不能进行定量判断。
[0004] IS08502-3标准中，确定了涂装前钢材表面上的灰尘评定标准，此标准规定采用照 明放大镜l〇x，定性评估待涂装表面灰尘颗粒的数量和大小，此种方法也是非定量的。在德 国开展的石质文化遗产保护监测研宄课题中，K. Kirchner和J. Zallmanig提出了利用胶带 纸测定粉化石材表面附着力的方法（见M. Auras等主编：Leitfaden Naturstein-Monitori ng, Fraunhofer IRB Verlag, 2011，P. 58-64)，此方法的原理为测定胶带在粉化表面上的抗 下坠能力，但没有直接反映粉化程度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种操作简单，能快 捷高效地定量测试无机非金属材料表面粉化程度的方法。
[0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007] -种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，该方法具体包括以下步骤：
[0008] (1)先取玻璃载片，并清洗干净，干燥后，将附着力测试胶带平铺于玻璃载片上，并 用百格刀切割附着力测试胶带，用镊子将切割后的附着力测试胶带置于天平中，称量，记录 数据，再重复2次，取3次数据的平均值，即得到空白胶带质量M tl;
[0009] (2)将步骤（1)玻璃载片重新清洗干净，干燥后，再将附着力测试胶带平铺于玻 璃载片上，并用百格刀切割附着力测试胶带，用镊子将切割后的附着力测试胶带粘于待测 试的材料表面上，并用碾压滚轮来回碾压多次，直至压平附着力测试胶带，使之完全贴合在 材料表面上，再用镊子将附着力测试胶带揭取下来，置于天平中，称量，记录数据，再重复2 次，取3次数据的平均值，即得到粉化测试后胶带质量M n;
[0010] (3)计算质量差值及每cm2被粘取下来的粉料质量，计算公式如下：
[0011] ε = (Mn-M0)/S
[0012] ε :单位面积粉化程度mg/cm2;
[0013] Mn:粉化测试后胶带质量mg ;
[0014] Μ。:空白胶带质量mg;
[0015] S :测量面积cm2。
[0016] 步骤（1)所述的玻璃载片采用脱脂棉沾无水酒精进行清洗。
[0017] 所述的附着力测试胶带为3M 600型附着力测试胶带，并且所述的附着力测试胶 带宽为19臟，粘着力为（10±l)N/25mm〇
[0018] 所述的百格刀的刀片割刃间距为30mm。
[0019] 所述的碾压滚轮的辗压荷重为2000±50g。
[0020] 所述的镊子为尖头防静电镊子。
[0021] 所述的玻璃载片无点状缺陷、线道、划伤以及裂纹。
[0022] 所述的天平为精密电子分析天平，该精密电子分析天平的精度为0. lmg。
[0023] 误差估计：
[0024] (1)系统误差
[0025] 附着力测试胶带粘性可能会受外界温度、湿度、压力等因素影响，粘着力变化而造 成实验误差。
[0026] 实验仪器和工具自身存在一定误差，实验室内和现场的风压等因素影响高精度分 析天平的测量数据。
[0027] 操作过程中产生的误差，如撕取附着力测试胶带的角度、方向等，以及手指接触附 着力测试胶带或镊子镊取附着力测试胶带时可能对附着力测试胶带产生污染等均会影响 对实验结果准确性。
[0028] (2)精确度
[0029] 由于附着力测试胶带本身质量较轻，而待测试材料的表层粉化程度不一，所以为 保证实验结果准确，则需要精度较高的电子天平，数据记录应精确到0. lmg，测量精度要在 ±0. 02mg/cm2〇
[0030] 由于产生误差的因素较多，实验应多次测量取平均值，并标定最大值和最小值。
[0031] 与现有技术相比，本发明使用标准尺寸的附着力测试胶带（S = I. 9cmX3. Ocm)对 无机非金属材料表面进行粘取，通过精密电子天平称量计算前后质量差值，并计算每cm2被 粘取下来的表面粉末重量，以测定则表面粉化程度，同时，本发明定量测试粉化程度的方法 便于操作，设备便于携带，实验数据也易于处理，实验结果定量化并可快速获得。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0033] 实施例1 :
[0034] 实验室内测试
[0035] 该实施例目的在于模拟粉化表面，并对固化处理效果进行评估。
[0036] 实验区域及所用材料见表1。
[0037] 表1实验室实验区域划分
[0038]
【主权项】
1. 一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于，该方法具体包括以下步 骤： (1) 先取玻璃载片，并清洗干净，干燥后，将附着力测试胶带平铺于玻璃载片上，并用 百格刀切割附着力测试胶带，用镊子将切割后的附着力测试胶带置于天平中，称量，记录数 据，再重复2次，取3次数据的平均值，即得到空白胶带质量M tl; (2) 将步骤（1)玻璃载片重新清洗干净，干燥后，再将附着力测试胶带平铺于玻璃载片 上，并用百格刀切割附着力测试胶带，用镊子将切割后的附着力测试胶带粘于待测试的材 料表面上，并用碾压滚轮来回碾压多次，直至压平附着力测试胶带，使之完全贴合在材料表 面上，再用镊子将附着力测试胶带揭取下来，置于天平中，称量，记录数据，再重复2次，取3 次数据的平均值，即得到粉化测试后胶带质量M n; (3) 计算质量差值及每cm2被粘取下来的粉料质量，计算公式如下： e = (Mn-M0)/S e :单位面积粉化程度mg/cm2; Mn:粉化测试后胶带质量mg; M。:空白胶带质量mg ; S :测量面积cm2。
2. 根据权利要求1所述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于， 步骤（1)所述的玻璃载片采用脱脂棉沾无水酒精进行清洗。
3. 根据权利要求1所述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于， 所述的附着力测试胶带为3M 600型附着力测试胶带，并且所述的附着力测试胶带宽为 19mm，粘着力为（10±l)N/25mm。
4. 根据权利要求1述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于，所 述的百格刀的刀片割刃间距为30mm。
5. 根据权利要求1述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于，所 述的碾压滚轮的辗压荷重为2000±50g。
6. 根据权利要求1述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于，所 述的镊子为尖头防静电镊子。
7. 根据权利要求1述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于，所 述的玻璃载片无点状缺陷、线道、划伤以及裂纹。
8. 根据权利要求1述的一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，其特征在于，所 述的天平为精密电子分析天平，该精密电子分析天平的精度为〇. lmg。
【专利摘要】本发明涉及一种定量测定无机非金属材料表面粉化方法，该方法具体包括以下步骤：1)洗清洗玻璃载片，干燥，将附着力测试胶带平铺于玻璃载片上，用划格刀切割，称量质量，记录数据，再重复2次，取平均值为空白胶带重量M0；2)将附着力测试胶带平铺于玻璃载片上，用划格刀切割，将胶带粘于待测试材料表面，用碾压滚轮来回三次压平，将胶带揭取下来，称量质量，再重复2次，取平均值Mn；3)按计算公式ε＝(Mn-M0)/S，计算质量差值及每cm2被粘取下来的粉料质量，所得数据取平均值即可。与现有技术相比，本发明利用标准规格的设备和仪器做定量测定与分析，准确度高，便于操作，设备便于携带，实验数据易于处理，实验结果定量化并可快速获得。
【IPC分类】G01N5-02
【公开号】CN104807716
【申请号】CN201510192097
【发明人】戴仕炳, 唐雅欣
【申请人】同济大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月21日