Entwicklung eines effektiven und wirtschaftlichen Verfahrens zur schonenden Reinigung von Stein- und Putzfassaden mit Atmosphärendruckplasmen
IGF 15271 N
Derzeit werden verschmutzte Fassaden meist mit Strahlverfahren gereinigt, bei denen entweder Wasser oder Gemische aus Wasser, Luft und festen Strahlmitteln eingesetzt werden. In Spezialfällen (z.B. bei der Graffitientfernung) werden auch organische Lösemittel eingesetzt, wobei aufwändige Zusatzmaßnahmen des Arbeits- und Umweltschutzes erforderlich sind.
Ein Nachteil der praxisüblichen wässrigen Strahlverfahren sind die hohen Personal- und Betriebskosten. Derartige Verfahren erfordern hohe Wassermengen, aus denen schadstoffbelastete Abwässer resultieren können.
Ferner kann der Einsatz wasserintensiver Fassaden-Reinigungsverfahren je nach Eigenschaften der Fassaden-Materialien zu weiteren Problemen (z.B. Durchfeuchtung, abrasive Effekte) führen.
Eine Alternative zu den genannten Reinigungsverfahren bietet die Plasmatechnologie. Wie im abgeschlossenen Forschungsprojekt gezeigt, können typische Fassadenmaterialien wie Klinker, Sandstein, Feinsteinzeug, Marmor, Granit, Eloxal und Edelstahl mit kaltem Atmosphärendruckplasma gereinigt werden.
Als Anschmutzungen wurden u.a. besonders schwer zu entfernende Modellsysteme wie Graffitianschmutzungen (Acryl- und Kunstharzlacke) und künstliche Atmosphärenschmutze eingesetzt. Die angeschmutzten Proben wurden zur Simulation von Praxisbedingungen einer definierten Bewitterung (abwechselnde UV-Bestrahlung und Betauung, 30 Tage) ausgesetzt. Zur Erzielung einer guten Reinigungswirkung wurden verschiedene Prozessgase (Druckluft, Argon, Stickstoff) eingesetzt und die Plasma-Prozessparameter optimiert, darunter Düsengeometrie, Abstand Düse-Substrat, Vorschubgeschwindigkeit und Anzahl der Plasma-Behandlungen.
Bei Anwendung von Druckluft als Prozessgas wurde unter Einsatz eines hochenergetischen Druckluft-Plasmastrahls ein effektiver Abtrag verschiedener Acryl- und Kunstharzlacke sowie von Algen und Pilzen erreicht.
Die untersuchten Materialien wurden dabei sowohl mechanisch als auch thermisch nicht geschädigt. Eine effektive Plasmabehandlung war bei relativ niedrigen Oberflächentemperaturen von 60 bis 80°C für mineralische bzw. 70° bis 115°C für metallische Substrate möglich.
Weiterhin wurde das entwickelte Plasmaverfahren in der Praxis getestet und mit herkömmlichen Reinigungsverfahren verglichen. Dabei konnten Lacke, Algen und Pilze auch von sehr rauen Fassadenmaterialien (z.B. Putz, roter Klinker) chemikalien- und rückstandsfrei entfernt werden.
Das IGF-Projekt 15271 N der Forschungsvereinigung Europäische Forschungsgemeinschaft Reinigungs- und Hygienetechnologie e.V., Campus Fichtenhain 11, 47807 Krefeld, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Der Schlussbericht ist bei der FRT erhältlich.