古建筑保護(hù)中新型材料的應(yīng)用

羅家賢

摘 要：一個城市的古建筑，是這個城市的重要文化資產(chǎn)，加強(qiáng)古建筑的保護(hù)具有重要意義。古建筑的保護(hù)，應(yīng)在一定的原則下進(jìn)行，采用新型材料，促進(jìn)古建筑的恢復(fù)，節(jié)能環(huán)保，使古建筑和城市協(xié)調(diào)發(fā)展，文章將簡要分析。

關(guān)鍵詞：古建筑;保護(hù)新型材料;意義;原則;應(yīng)用

一、保護(hù)古建筑的意義

古建筑是國家過去文化藝術(shù)、科學(xué)技術(shù)、歷史文化的承載體，代表著某段時期建筑技術(shù)、文化內(nèi)涵、大眾審美、生活習(xí)俗、文化信仰等，是研究歷史的實(shí)物例證，是研究城市文化的重要載體，具有重要的歷史文化價值，理所應(yīng)當(dāng)進(jìn)行古建筑的保護(hù)。城市的古建筑，是民族智慧的結(jié)晶，是不同民族生活文化精神信仰的映射，一些古建筑也和歷史上的名人、歷史性事件有關(guān)，有的古建筑甚至見證著國家和民族歷史的轉(zhuǎn)折，保護(hù)這些古建筑，有利于激發(fā)民眾的愛國熱情，啟發(fā)民眾民族團(tuán)結(jié)意識，對愛國主義教育具有積極作用。古建筑具有豐富的歷史文化科學(xué)價值，很多古建筑經(jīng)常和周邊的自然景觀、歷史文化遺產(chǎn)結(jié)合形成城市的旅游景點(diǎn)，加強(qiáng)其保護(hù)，有利促進(jìn)古建筑旅游價值的發(fā)揮，推動當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的發(fā)展，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

二、木結(jié)構(gòu)建筑破壞原因及修復(fù)原則

我國當(dāng)前存留的古建筑，絕大部分是木結(jié)構(gòu)的古建筑。木結(jié)構(gòu)古建筑被破壞的原因基本是自然力破壞和人為損壞。木結(jié)構(gòu)古建筑主要是由木質(zhì)素和纖維素組成的高分子材料，材質(zhì)較為特殊，由于氣溫變化、強(qiáng)光照射及紫外線影響，空氣濕度過高，雨季古建筑受雨水侵蝕，空氣中重金屬元素超標(biāo)、蟲蟻咬噬、地震損壞等，長時間自然力影響下，木質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，造成古建筑的損壞。古建筑被破壞的原因也離不開人為因素，缺乏保護(hù)意識，沒有進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)管理，人為的刮傷、撞擊、刺激化學(xué)原料的涂抹、占地移除、拆除等，都會給古建筑帶來極大破壞。

古建筑的保護(hù)，一方面應(yīng)對現(xiàn)有的古建筑建立完善維護(hù)管理措施，減少自然力和人文因素對古建筑的破壞，一方面，應(yīng)對存在問題、出現(xiàn)損壞的古建筑進(jìn)行修復(fù)，盡量恢復(fù)古建筑的原貌，避免更大損害。木質(zhì)結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)，應(yīng)堅持一定的原則，確保修復(fù)質(zhì)量：應(yīng)遵循《古建筑維護(hù)與加固技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)要求，堅持恢復(fù)時保持建筑原狀的原則，也就是說，古建筑修復(fù)時，應(yīng)嚴(yán)格按照原有建筑的形式、結(jié)構(gòu)、工藝進(jìn)行修復(fù)，達(dá)到古建筑復(fù)原的目的。

三、木質(zhì)古建筑修復(fù)時新型材料的應(yīng)用

木質(zhì)古建筑進(jìn)行修復(fù)時，很多古建筑是采用稀有的珍貴木材建設(shè)的，或者采用了大型木結(jié)構(gòu)，現(xiàn)代修復(fù)時，同類型的木材很難找到完全匹配的，所以大多只能對局部細(xì)節(jié)進(jìn)行修復(fù)，增加木料節(jié)點(diǎn)，促進(jìn)建筑的穩(wěn)定性，但是，隨著新型材料的應(yīng)用，一些性能良好，節(jié)能環(huán)保的新型材料能成為古建筑木材的替代材料，不僅能進(jìn)行局部修復(fù)，還能對一些結(jié)構(gòu)上的木材進(jìn)行替換和修復(fù)，既保障修復(fù)的木質(zhì)建筑的力學(xué)性能，又能將古建筑外觀盡量復(fù)原，還能增加古建筑的使用壽命，值得積極加以利用。

1、碳纖維增強(qiáng)材料

木結(jié)構(gòu)的彈性模量較低，容易受自身材料的限制發(fā)生變形，采用木料替換古建筑并不現(xiàn)實(shí)，也不利于木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑的使用壽命。如果能采用一些新型的材料，將其和木質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行融合，成為新的能滿足荷載的木質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，運(yùn)用于古建筑修復(fù)中，這種極大的提高木質(zhì)結(jié)構(gòu)的修復(fù)質(zhì)量。碳纖維增強(qiáng)材料是近年來運(yùn)用較為普遍的新型材料，在力學(xué)性能、使用效果方面都比普通木料表現(xiàn)出更優(yōu)越的性能，尤其是抗拉強(qiáng)度、彈性模量、膨脹系數(shù)等方面的性能優(yōu)勢十分明顯，可比普通材料多出30～50倍，能極大的降低自身重量產(chǎn)生的負(fù)荷，下班確保結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。碳纖維增強(qiáng)材料使用時，應(yīng)和配套的膠漬共同使用，形成碳纖維復(fù)合型材料，根據(jù)建筑的需要，制造相對完整的碳纖維布片，可普遍應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)的裂縫修復(fù)、惡劣環(huán)境下的建筑結(jié)構(gòu)加固、材料老化等修復(fù)工程。碳纖維布粘貼之前，要對預(yù)修復(fù)或加固的木結(jié)構(gòu)構(gòu)建的表面進(jìn)行清潔后再粘貼，為了粘貼牢固，要用輥筒將氣泡擠出，按壓密實(shí)，最后對粘貼修復(fù)后的木結(jié)構(gòu)表面刷上防護(hù)層，增強(qiáng)碳纖維布的耐久性。

2、玻璃纖維增強(qiáng)材料

玻璃纖維是一種優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，常被用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料、電絕緣材料、絕熱保溫材料、電路基板等各個領(lǐng)域。玻璃維增強(qiáng)材料和碳纖維增強(qiáng)材料有一定的相似性，碳纖維材料的抗腐蝕性、強(qiáng)度較高、力學(xué)結(jié)構(gòu)較為優(yōu)越，但是，碳纖維增強(qiáng)材料的約束矩形橫截面運(yùn)用時力學(xué)優(yōu)勢很難發(fā)揮出來，容易造成材料的浪費(fèi)。玻璃纖維增強(qiáng)材料是一種阻燃材料，不僅具有碳纖維增強(qiáng)材料的優(yōu)點(diǎn)，而且耐高溫、抗沖性強(qiáng)、剛性強(qiáng)，燃燒性低不易點(diǎn)燃，還能對受損木結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，是近年較為受重視的古建筑修復(fù)材料，運(yùn)用較為普遍。

3、化學(xué)加固材料

化學(xué)加固材料，主要是指一些能用于加固的化學(xué)溶液或試劑或股結(jié)劑。目前市場上常用的化學(xué)加固材料有誰玻璃漿、以丙烯酸胺為主的漿液、以紙為主的漿濃等、不飽和聚樹脂等。

木質(zhì)結(jié)構(gòu)有一個明顯缺陷，就是容易受潮、易腐蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損不穩(wěn)定，也時常受蟲蟻侵蝕，導(dǎo)致內(nèi)部中空，影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全，使用一些化學(xué)加固材料進(jìn)行加固十分必要。首先，應(yīng)去除潮濕腐爛部分，用一些不飽和聚樹脂等化學(xué)試劑進(jìn)行填充，加固材料。對被蟲蟻侵蝕較難修復(fù)的部分，可采用超聲波檢測儀檢測出具體受損部位，在針對性的進(jìn)行修復(fù)，并進(jìn)行防蟲處理，化學(xué)加固材料運(yùn)用于古建筑修復(fù)，修復(fù)效果與原有建筑結(jié)構(gòu)不會有太大差異，切增強(qiáng)了原有建筑的抗腐蝕性，能較大延長古建筑結(jié)構(gòu)的使用壽命，值得大力推廣運(yùn)用。

4、連續(xù)玄武巖纖維材料

研究表明，古建筑修復(fù)中，連續(xù)玄武巖纖維材料也得到了一定應(yīng)用，并且運(yùn)用效果良好。連續(xù)玄武巖纖維材料是利用玄武巖礦石在1450℃～1500℃熔融后，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維，這種新型材料，纖維強(qiáng)度高，耐腐蝕、耐高溫、絕緣，廢棄物少，環(huán)境污染少，產(chǎn)品廢棄后可直接在環(huán)境中降解，無毒無污染，成本低，是一種節(jié)能環(huán)保的材料，在造船、汽車、高溫過濾織物、建筑修復(fù)等方面得到了應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景。連續(xù)玄武纖維材料應(yīng)用于木質(zhì)古建筑的修復(fù)，操作簡單、成本低，木質(zhì)結(jié)構(gòu)還原度高，受到了修復(fù)工作者的歡迎。使用時，應(yīng)先對預(yù)修復(fù)建筑結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行清潔或壓平，再在木結(jié)構(gòu)表面粘貼纖維布，沿著纖維布受力方向慢慢擠壓，將氣泡擠出，最后在纖維布表面涂抹樹脂，保護(hù)纖維布，延長其使用壽命。連續(xù)玄武纖維材料的加固有主動加固和被動加固兩種，主動加固是在木質(zhì)結(jié)構(gòu)表面粘貼好的纖維布縫隙內(nèi)注入BFS溶液，側(cè)面施壓使其達(dá)到加固效果。被動加固是將纖維布直接纏繞粘貼在木質(zhì)結(jié)構(gòu)表面。

結(jié)語：

古建筑具有豐富的歷史文化科技價值，是人類的重要精神物質(zhì)文化瑰寶，但是由于自然原因或人為原因，我國的古建筑破壞較為嚴(yán)重，加強(qiáng)古建筑保護(hù)十分迫切。古建筑中，絕大部分屬于木質(zhì)建筑結(jié)構(gòu)，古建筑保護(hù)應(yīng)遵循盡量復(fù)原的原則，為了復(fù)原、增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗腐蝕性、延長使用壽命等，可使用一些新型材料進(jìn)行木質(zhì)古建筑的修復(fù)，比如碳纖維增強(qiáng)材料、玻璃纖維增強(qiáng)材料、化學(xué)加固材料、連續(xù)玄武巖纖維材料等，促進(jìn)木質(zhì)古建筑的保護(hù)。

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