Efficiency of cleaning solutions to remove difficult contamination on weathered float glass exposed in an urban environment

Abstract

This study investigates the removal of different contaminants on soda-lime float glass weathered artificially and naturally. Organic, inorganic non-metallic, metallic, and saline contaminants were selected to evaluate the degradation of float glass in contact with them. Bird droppings, cement dust, aluminum particles, and sodium chloride were deposited on the glass surface. The four contaminants altered the glass surface to varying degrees. Glass samples were weathered in a climate chamber for one and seven days. Another set of glass samples was exposed outdoors in Ilmenau, Germany, for 50 days (20 days unsheltered and 30 days sheltered). Before and after the weathering, the glass samples were cleaned with three cleaning agents (DI water, citric acid, and a commercial glass cleaner). The chosen cleaning solutions provided different cleaning results for the glass surfaces. Depending on weathering exposure (artificial or natural), contaminants seem to affect glass surfaces differently. During outdoor weathering, deposits adhere differently to the glass surface treated with different cleaning solutions. In addition, the effectiveness of a commercial protective agent is compared with the chosen cleaning agents. Optical microscopy was used to localize weathering products and evaluate glass surface degradation. Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and Auger electron spectroscopy (AES) were used to identify chemically the unremoved weathering products. Surface analysis indicated the presence of chlorides and carbonates on the weathering products and more considerable delamination effects on glass naturally exposed under shelter conditions. It has been evaluated that the cleaning agents have influenced the removal of contaminants and the glass durability differently.Este estudio investiga la remoción de diferentes contaminantes en el vidrio flotado soda-lime envejecido artificial y naturalmente. Se seleccionaron contaminantes orgánicos, inorgánicos no metálicos, metálicos y salinos para evaluar la degradación del vidrio flotado en contacto con ellos. Se depositaron en la superficie del vidrio excrementos de aves, polvo de cemento, partículas de aluminio y cloruro de sodio. Los cuatro contaminantes alteraron la superficie del vidrio en distintos grados. Las muestras de vidrio se envejecieron en una cámara climática durante uno y siete días. Otro grupo de muestras de vidrio se expusieron al aire libre en Ilmenau (Alemania) durante 50 días (20 días sin protección y 30 días con protección). Antes y después de la exposición, las muestras de vidrio se limpiaron con tres agentes de limpieza (agua destilada, ácido cítrico y un limpiador comercial). Las soluciones de limpieza elegidas proporcionaron diferentes resultados de limpieza para las superficies de vidrio. Dependiendo de la exposición (artificial o natural), los contaminantes parecen afectar a las superficies de vidrio de manera diferente. Durante la exposición a la intemperie, los depósitos se adhieren de manera diferente a la superficie del vidrio tratado con diferentes soluciones de limpieza. Adicionalmente, se compara la eficacia de un agente protector comercial con los agentes de limpieza elegidos. Se utilizó la microscopía óptica para localizar los productos del envejecimiento y evaluar la degradación de la superficie del vidrio. Se utilizó la espectroscopia de Rayos X de energía dispersiva (EDX) y la espectroscopia de electrones Auger (AES) para identificar químicamente los productos de meteorización no eliminados. El análisis de la superficie indicó la presencia de cloruros y carbonatos en los productos de meteorización y efectos de delaminación más considerables en el vidrio expuesto de forma natural en condiciones de refugio. Se ha evaluado que los agentes de limpieza han influido de forma diferente en la eliminación de los contaminantes y en la durabilidad del vidrio.