淺談木結構古建筑修復中新型材料的應用

史永強

摘 要：在歷史不斷發展演變的過程中，遺留下大量的古代建筑。這些具有深厚文化底蘊的古建筑可以說是人類的寶貴財富。我國古建筑大多以木結構為主，具備較強的抗震性能。但其往往也容易受到外界自然因素的影響，出現腐蝕、塌方、變形等一系列故障隱患。這就需要相關人員及時做好修復工作，合理使用新型建筑材料，使古建筑恢復到原來樣貌。文章主要對木結構古建筑修復中新型材料的有效使用展開闡述分析。

關鍵詞：古建筑；木結構；新型材料；應用

中華民族擁有著悠久的歷史文化，而古建筑能夠充分展現我國的歷史文化。它不僅僅是歷史發展、文明進步的一種象征，同時還能為科學研究提供真實的歷史材料。木結構作為古建筑使用最頻繁的結構之一，具有良好的穩定性和使用性能，所以在古代一直被廣泛應用在建筑建造上。但同時無法避免的是，木結構建筑易受到侵蝕、老化等因素影響，出現不同程度的破損。為使原有木結構不發生較大變化，工作人員需要及時對木結構建筑展開修復，盡可能恢復古建筑的原貌。

1 古建筑修復原則

基于對《古建筑維護與加固技術規范》的深入了解可知，在對古建筑進行加固修復時必須確保建筑原狀不發生改變，且應嚴格按照原建筑形式、施工材料和施工工藝等進行修復，即在不改變原建筑結構、樣貌的基礎上達到修復目的。與以往傳統修復技術手段相比，現代木結構修復技術會使用較多的新型材料，這大大提高了古建筑的修復效果，新型材料在建筑領域具有較好的發展前景。從當前我國文物保護現狀來看，古建筑保護存在著較多問題，其中最突出的是社會公眾的古建筑保護意識不高且缺乏責任感。盡管部分地區加大了古建筑的保護力度，但卻沒有引起當地民眾的關注、重視。這大大增加了當地古建筑的保護難度，再加上人們生活水平的不斷提高，古建筑的使用性能與實際需求之間的差距越來越大。在這種情況下，古建筑保護所面臨的問題日益嚴峻，相關部門應高度重視。

2 木結構古建筑修復中新型材料的合理應用

通常來說，在對一些稀有木結構或是大型木結構展開修復時，工作人員并不會大范圍尋找相似材料代替，而是僅僅對局部受損材料進行修復，并在此基礎上增強木料節點，使其趨于穩固。隨著新型材料產業的不斷創新優化，木結構古建筑修復使用到的新型材料種類也越來越多。新型材料的應用不但能使木結構古建筑恢復到原先樣貌，還能進一步提高相關構件的力學性能，有效延長古建筑的壽命。當前木結構古建筑修復中最常見的新型材料包括玻璃纖維增強材料、化學加固材料和碳纖維增強材料等。現就上述材料應用情況展開闡述分析。

2.1 碳纖維增強材料

據相關調查可知，木結構普遍具有彈性模量較低且易受自身因素影響出現變形等特點。修復人員可以將一些高強度復合型材料與木結構材料融合在一起，產生全新的木結構材料，從而更好地滿足古建筑的荷載要求。其中碳纖維增強材料無論是在力學性能上，還是在使用成效上，都遠遠超出普通材料，主要表現在膨脹系數、抗拉強度和模量等方面上。力學性能較強可以說是碳纖維增強材料的突出優勢之一，與普通類型材料相比其強度超出約30～50倍，這樣能很大程度上降低因自身重量而產生的結構負荷，確保木結構古建筑處于相對安全穩定的狀態。碳纖維增強材料應用在木結構上，可以提高木結構的力學性能，確保木結構修復之后保持長久的穩定。碳纖維布是碳纖維增強材料在修復工程中具體的應用形式，將該材料與配套浸漬膠共同使用，可形成碳纖維復合型材料，能構建相對完整的碳纖維布片材料增強體系，普遍適用于建筑結構裂縫、材料老化和惡劣環境下的防護加固工程中。在粘貼碳纖維布之前，要對被修復和加固的木結構構件表面進行全方位的清潔，然后再粘貼碳纖維布，之后使用輥筒擠出氣泡，并按壓密實。最后，需要對加固修復后的木結構表面涂刷防護層，以保證其耐久性。

2.2 玻璃纖維增強材料

玻璃纖維增強材料與碳纖維增強材料具有相似性。從上文可知，碳纖維增強材料具有較強的力學性能、抗腐蝕性和較高的使用強度等優勢，但同時也存在著不足之處，即約束矩形橫截面時力學性能難以充分發揮，容易造成材料的浪費。玻璃纖維增強材料具有耐高溫、剛性強、抗沖性能強等特性，而且它燃燒性較低，大部分玻璃纖維增強材料不能點燃，是一種阻燃材料。出于對性價比的考慮，修復人員可以將玻璃纖維增強材料應用到木結構古建筑修復中去，這樣一來不但能有效增強木結構的力學性能和耐久性能，并且對受損的木結構具有加固作用。

2.3 化學加固材料

木結構在潮濕的環境下非常容易腐爛，造成木結構受損、不穩定。木結構也常因未做好防蟲措施而被蛀蟲大量侵蝕，使木材內部形成大面積中空。對于因潮濕而腐爛的情況，應先去除腐爛的部分，然后用不飽和聚樹脂等化學試劑填充，從而起到加固效果。對于受到蛀蟲啃咬不容易修復的部分，修復人員可使用較為先進的超聲波等現代檢測儀器對其展開科學的加固修復，再進行防蟲處理。經過化學修復后的木結構與原結構在外形上并不會有太大差別，且抗腐蝕性也相對較強，可大大延長木結構的使用壽命。

2.4 連續玄武巖纖維材料

據相關古建筑修復實例顯示，木結構古建筑修復中玄武巖纖維材料的使用效果也較好。連續玄武巖纖維材料普遍具有可塑性強、抗腐蝕性強和力學性能好等眾多優勢，是新型的無機纖維材料。在使用該材料對木構件進行修復后，不但能保證木結構完全恢復到原有狀態，而且操作極其簡便。具體操作過程分為以下步驟：首先，修復人員需要做好木結構表面處理工作，如表面壓平處理和表面清潔等，確保木結構表面不會出現凹凸不平的現象；其次，在木結構表面粘貼纖維布，并沿著纖維受力的方向慢慢擠壓氣泡；最后，在纖維布表面涂抹樹脂，這樣能起到良好的保護效果，并大大延長木結構的使用壽命。連續玄武巖纖維材料的加固方法有兩種：一是主動加固法，另一種是被動加固法。主動加固法是將纖維布粘貼在木結構表面上，然后在縫隙處注入BFS溶液，從側面施加壓力以達到加固效果。被動加固法則是將纖維布直接纏繞粘貼在木結構上。

3 新型修復材料的未來發展前景

我國古代建筑與我國燦爛悠久的文明一樣，擁有著古老歷史，且蘊含極高的文化價值。隨著歷史進程的不斷演變，我國許多古建筑仍保留著最初的原貌，矗立在中華大地上。它們是中華文明的代表與象征，凝聚了古人的勤勞與智慧，保護好這些物質文化遺產是對傳統中國文化的傳承與延續。從目前實際情況來看，我國不少木結構古建筑都受到了一定程度的損壞，亟待修復、保護。但相關工作人員修復技術水平較低、人員數量不足等因素嚴重阻礙了木結構古建筑的修復與保護。隨著科技的發展，將會有更多的新材料應用到木結構古建筑修復中，擁有著廣闊的發展前景。長此以往，從業人員的水平也將會大幅度提高，施工操作也能更加快速便捷，對我國古建筑修復行業的可持續發展有著極大的推動作用。

4 結語

總而言之，木結構古建筑修復工程中新型材料的使用已逐漸成為未來發展的必然趨勢。新型材料不僅能大大提高木結構的力學性能和使用壽命，還能確保恢復古建筑的原有樣貌。現階段最常見的幾種新型修復材料有碳纖維增強材料、化學加固材料、玻璃纖維增強材料和玄武巖纖維材料等。不同類型的修復材料具有各自的獨特優勢，需要修復人員從工程實際情況出發，選出最為合適的修復材料。新型材料在未來具有良好的發展前景，能夠為我國建筑行業的可持續發展創造良好條件，能更好地推動我國物質文化遺產事業向前發展。