便攜式防腐裝置的設(shè)計與應(yīng)用

賴惟永，葉博雄，于再君,蘇團(tuán)

（1.龍巖學(xué)院，福建龍巖364012；2.國立云林科技大學(xué)，臺灣云林64001）

便攜式防腐裝置的設(shè)計與應(yīng)用

賴惟永1，葉博雄2，于再君1,蘇團(tuán)1

（1.龍巖學(xué)院，福建龍巖364012；2.國立云林科技大學(xué)，臺灣云林64001）

為提高古建筑木質(zhì)構(gòu)件維修效率，設(shè)計了一種便攜式增壓點(diǎn)滴化學(xué)藥劑防腐裝置。本文介紹了該裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，對該裝置在木質(zhì)構(gòu)件維修中的應(yīng)用部位和操作進(jìn)行闡述，并與其他普通防腐處理方法就行了對比。

便攜式；增壓點(diǎn)滴；防腐；木質(zhì)構(gòu)件

古建筑木構(gòu)件的木材防腐是古建筑維修的重要工作，目前還沒有非常理想的傳統(tǒng)防腐方法可以讓木質(zhì)構(gòu)件的防腐工作同時達(dá)到修舊如舊、不拆動、少更換、高效等目的。為此，研究了一種裝置，希望達(dá)到高效、便捷、經(jīng)濟(jì)、最大化保護(hù)古建筑的效果。

1　結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

1.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

圖1　便攜式增壓點(diǎn)滴裝置[1]Diagram1 Portable supercharged dropping device[1]

本裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，由箱體2、軟袋5、平板3和點(diǎn)滴輸液器6構(gòu)成；軟袋5的材質(zhì)需要具有較好的力學(xué)強(qiáng)度；點(diǎn)滴輸液器6的結(jié)構(gòu)類似普通醫(yī)療用輸液管，但管道長度要達(dá)5米以上，滴速控制閥兩個，分別置于近箱體2端和近滴頭端；平板3置于軟袋5上面，且略小于箱體2，可在箱體2內(nèi)自由垂直上下活動；軟袋5置于箱體2內(nèi)，且頂部設(shè)有加藥閥4；軟袋5底部有點(diǎn)滴輸液器6輸出，點(diǎn)滴輸液器6通過箱體2側(cè)面底部向外引申。

1.2工作原理

該裝置非常適用于木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑現(xiàn)場操作，工作原理是靠壓力將藥液從藥袋內(nèi)壓出點(diǎn)滴。工作時，該裝置放置于地面處，點(diǎn)滴頭牽拉到需要點(diǎn)滴的高處，然后在平板3上加上重物，比如石頭、泥沙袋、裝水水桶等建筑現(xiàn)場易得到的重物，壓力作用下，軟袋5內(nèi)的藥液即通過點(diǎn)滴輸液器6在高處的滴頭點(diǎn)滴到木材腐朽處。藥液滴完時，移開平板3，打開加藥閥4開關(guān)后加注即可，加液操作方便，且量比普通點(diǎn)滴瓶要多很多；點(diǎn)滴輸液器6由于在管的兩端都設(shè)了一個滴速控制閥，地面和空中作業(yè)時都能操作滴液速度調(diào)節(jié)；該裝置可配備數(shù)個，甚至數(shù)十個輸液器，對現(xiàn)場多處防腐點(diǎn)同時進(jìn)行滴液處理，根據(jù)各防腐點(diǎn)不同高度、不同腐朽程度等進(jìn)行各自的滴速調(diào)整。

2　適用場合及操作

該裝置主要可用于古建筑木質(zhì)構(gòu)件的現(xiàn)場防腐，也可用于其他文物的現(xiàn)場防腐，還可用于樹木的點(diǎn)滴補(bǔ)液。以下主要針對古建筑木質(zhì)構(gòu)件現(xiàn)場防腐進(jìn)行闡述。

2.1適用的場所及部位

古建筑木質(zhì)構(gòu)件維修中，如果建筑中的木質(zhì)構(gòu)件發(fā)生局部輕度腐朽或蟲蛀，但腐朽和蟲害程度未達(dá)殘損點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，對木質(zhì)構(gòu)件整體或局部不造成嚴(yán)重后果，對于古建筑的正常使用不產(chǎn)生影響，一般都不用對其腐朽處進(jìn)行更換或者加固處理。但如果維持現(xiàn)狀，不采取任何措施，后期腐朽就會急劇加重。且此類病害普遍存在于現(xiàn)存古建筑木質(zhì)構(gòu)件中，病害部位數(shù)量也特別多，處理的工作量非常大，而且基本是現(xiàn)場操作。根據(jù)古建筑維修原則，要修舊如舊和最少干預(yù)，[2]對于木建筑中此類病害應(yīng)采取不拆動原木建筑情況下進(jìn)行化學(xué)藥劑防腐，適用選用該裝置進(jìn)行防腐。

在古建筑中，此類輕微腐朽或蟲害，主要存在于木質(zhì)構(gòu)件易受潮及土木混建處，具體部位主要有：與建筑屋瓦面接觸的望板、檁條、梁、柱頭；柱的底端；木龍骨端頭等土木混建處、走廊木護(hù)欄等。因?yàn)槲萃咛幎嘤杏晁治g，易受潮，柱底端多接地，易受潮和蟲蛀，土木混建處多有空隙，易藏污納垢，成為菌蟲棲息地，木護(hù)欄多對外，易受雨水飄淋。

2.2具體操作技術(shù)

針對前面闡述的古建筑木質(zhì)構(gòu)件輕微病害典型部位，采用便攜式增壓點(diǎn)滴裝置進(jìn)行防腐處理。首先，把該裝置擺放到處理現(xiàn)場的地面或者樓面，合理選擇和加注防腐液后，借助其他重物加壓軟袋，把滴頭牽拉到此空間區(qū)域內(nèi)的各輕腐點(diǎn)進(jìn)行操作。以下主要針對屋面處望板和檁、柱的兩端、橫梁等典型部位進(jìn)行技術(shù)操作說明。

2.2.1望板、檁點(diǎn)滴防腐操作

此處腐朽根源來自屋瓦接觸面，望板的腐朽由背面先開始腐朽，一般情況下，背面腐朽程度比正面要嚴(yán)重，重點(diǎn)要點(diǎn)滴望板背面的腐朽，且藥水在重力作用下會浸透到正面。屋面為導(dǎo)流雨水，多是傾斜鋪裝的，望板也是，具體操作時，在望板腐朽處上邊界處鉆孔，孔的直徑5毫米左右，鉆孔深度以剛好望板不被鉆穿為最佳，鉆孔角度是在望板下方對著其正面，采用水平方向往背面鉆，然后在腐朽處上方釘鐵釘，牽拉一條輸液管來固定在鐵釘上，為防止藥液流失和滴管掉落，可采用在滴頭處加塞塑料滴頭，該滴頭直徑比鉆孔直徑稍大一些，約6毫米左右，為易插入孔，尾部呈削尖狀，把該塑料滴頭塞入鉆孔，即防脫落，又防藥水流失，然后用滴速調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)藥液滴速，滴液速度以不溢出為原則，滴注時間根據(jù)腐朽程度而定，一般為三天，滴注兩天后，孔附近的木材吸收藥水接近飽和，調(diào)慢滴速，以防藥水流失。

2.2.2柱中下部點(diǎn)滴防腐處理

此類部位防腐處理方法類似傳統(tǒng)吊瓶點(diǎn)滴法，首先在腐朽處上方大約30cm處，向柱中心方向鉆一個向下傾斜45度的孔，孔的深度一般為柱子的半徑，孔直徑5mm左右，在孔上方釘釘子，把輸液管固定好，然后將滴頭插入孔中，直達(dá)孔的底部，接著調(diào)節(jié)滴速控制閥，滴液速度以防腐劑剛好不從孔口外溢為佳，一般滴注八天左右，滴注四天后，重新調(diào)慢滴速。

2.2.3柱上端點(diǎn)滴防腐處理

柱端頭一般與其他構(gòu)件相連接，防腐操作空間狹小，一般在柱端頭與其他木構(gòu)件結(jié)合處沿縫隙向柱中心打孔，鉆孔的深度根據(jù)腐朽范圍和程度而定，直徑5毫米左右，孔傾斜角度保持和柱端頭面持平，還要在腐朽處附近釘鐵釘，牽拉一根輸液管到鐵釘上固定好，同樣要在加塞直徑6毫米塑料滴頭，將滴頭塞緊鉆孔，調(diào)節(jié)滴速控制閥，滴藥速度液以藥液不從孔口外溢為原則，一般滴注八天左右。[3]滴注四天后，也要重新調(diào)慢滴液速度。

2.2.4橫梁點(diǎn)滴防腐處理

不同位置的橫梁的點(diǎn)滴防腐處理方法不同。如橫梁上方有較大的操作空間，則可在其腐朽上方，垂直向下鉆5毫米的孔，孔深鉆透橫梁深度的一半為佳，然后在腐朽處上方釘鐵釘，固定好輸液管后，將滴管插入孔中，滴速以藥液剛好不外溢為佳。當(dāng)腐朽部位太靠近其他物件而無法向下垂直鉆孔時，則可采用向下傾斜甚至水平方向鉆孔，為防滴頭掉落，也要釘子固定輸液管和加塞6毫米塑料滴頭，滴注時間一般為五天，三天后重新調(diào)慢滴液速度。

2.3效果評價

古建筑木質(zhì)構(gòu)件輕腐防腐技術(shù)的檢驗(yàn)指標(biāo)，主要體現(xiàn)在防腐效果、最少干預(yù)原則、現(xiàn)場操作可行性、操作難易程度、高空防腐作業(yè)安全性、工作效率、環(huán)保等方面。目前在古建筑修繕現(xiàn)場用于木質(zhì)構(gòu)件防腐常用方法主要有刷涂法、噴涂法、浸漬法和吊瓶點(diǎn)滴法。浸漬法主要用于整根木質(zhì)構(gòu)件的防腐，有別于本文闡述的輕腐情況。以下就輕腐防腐技術(shù)合理與否的六個檢驗(yàn)指標(biāo)，對比分析便攜式增壓點(diǎn)滴法、刷涂法、噴涂法和吊瓶點(diǎn)滴法等四種方法的優(yōu)劣（表1）。

刷涂、噴涂法，其藥劑多停留在材質(zhì)表面，防腐效果較差。常需要拆動建筑結(jié)構(gòu)后才能施工，雖適合現(xiàn)場施工，但是施工較麻煩，施工危險系數(shù)較高，也不環(huán)保。吊瓶點(diǎn)滴法，雖然較環(huán)保、防腐的效果也較良好，但是由于吊瓶裝置儲液量小、吊瓶要高于滴頭等特點(diǎn)限制，其防腐工作量非常大，也需要常拆動建筑結(jié)構(gòu)，整體工作效率低下。

綜合來說，便攜式增壓輸液裝置點(diǎn)滴法，工作效率高、操作簡單安全、環(huán)保，而且防腐效果非常好，更重要的是完全符合古建筑維修的最小干預(yù)原則，可在不需要拆動建筑的任何部位情況下，對任何部位進(jìn)行防腐點(diǎn)滴，可算是比較理想的輕腐防腐方法。

表1　各輕腐防腐方法防腐性能指標(biāo)對照表Table1 1 Comparison between preservation with portable supercharged dropping device and other kind of preservative technology

3　工程實(shí)踐

該裝置被試用于福建土樓中南靖田螺坑土樓屋面綜合維護(hù)工程其中之一施工現(xiàn)場，經(jīng)現(xiàn)場效果驗(yàn)證，該裝置基本可以按照工作原理正常輸液點(diǎn)滴，基本達(dá)到預(yù)期效果。表2中闡述了現(xiàn)場兩不同工地的工程情況，新裝置的工期只有傳統(tǒng)工期的三分之一左右，但是節(jié)省了約三分之二的費(fèi)用。

表2　兩個不同類型屋面輕腐防腐處理工程概況對照表Table1 2 Two different types of roof light rot anticorrosion treatment engineering

評判防腐處理質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)之一為木構(gòu)件吸藥量，吸藥量越多，防腐質(zhì)量越好。工程中選用了MFB-2型防腐劑，選取兩個不同工地各5根同樣尺寸（3600mm*150mm*25mm）、表面輕腐的望板，計算比較兩組望板的總吸藥量。點(diǎn)滴法從望板最高處鉆一孔后，每隔500mm鉆一孔，每根望板鉆7個孔。由表3中顯示便攜式點(diǎn)滴法總吸藥量是噴涂法的3倍多。單從這方面分析，便攜式點(diǎn)滴法防腐效果顯著。

表3　吸藥量對照表Table1 3 Absorption dose table

[1]賴惟永.一種便攜式增壓點(diǎn)滴輸液裝置[P].中國專利：zl201320208602.7，2013-09-11.

[2]曹金珍.林業(yè)工程——國外木材防腐技術(shù)和研究現(xiàn)狀[J].中國學(xué)術(shù)期刊文摘,2006,12(24):1-1.

[3]何瀟嫻.福建土樓的保護(hù)和繼承[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報：社會科學(xué)版，2013,(2):175-176.

[4]侯時拓.故宮慈寧宮等古建筑木構(gòu)件現(xiàn)場防腐處理技術(shù)[J].木材加工機(jī)械，2010,(4):43-45、15.

編輯：董剛

The design 0f portable supercharged dropping device

LAI Weiyong1，YE Boxiong2，YU Zaijun1,SU Tuan1
(1.Fujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 364012，China; 2.National Yunlin University of Science and Technology Yunlin，Taiwan，64001，China)

For improve the efficiency of ancient wooden component maintenance,strictly abide by the old as before,as far as possible open principle,we design a portable chemical anticorrosive equipment pressure a bit.Introduces the structure features and working principle of the device,the application of the maintenance of the equipment in the wooden component parts and elaborates the operation,and compared with other ordinary corrosion methods to highlight its innovations。

Portable；Supercharged dropping；Antisepsis；Wood component

S781

A

2095-7327（2016）-07-0041-04

賴惟永，（1982-），男，福建漳平人，龍巖學(xué)院講師碩士（木材科學(xué)與技術(shù)與技術(shù)），主要研究：木材科學(xué)與技術(shù)，福建土樓木質(zhì)構(gòu)件。

福建省教育廳B類科技項(xiàng)目“福建土樓木結(jié)構(gòu)材料保護(hù)的研究及應(yīng)用”（JB10152）；龍巖學(xué)院服務(wù)海西建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目“閩西低碳環(huán)保材料開發(fā)研究”（JB10169）。