古建筑保護中新型材料的應用

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，加強古建筑的保護具有重要意義。古建筑的保護，應在一定的原則下進行，采用新型材料，促進古建筑的恢復，節能環保，使古建筑和城市協調發展，文章將簡要分析。

關鍵詞：古建筑;保護新型材料;意義;原則;應用

一、保護古建筑的意義

古建筑是國家過去文化藝術、科學技術、歷史文化的承載體，代表著某段時期建筑技術、文化內涵、大眾審美、生活習俗、文化信仰等，是研究歷史的實物例證，是研究城市文化的重要載體，具有重要的歷史文化價值，理所應當進行古建筑的保護。城市的古建筑，是民族智慧的結晶，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，有的古建筑甚至見證著國家和民族歷史的轉折，保護這些古建筑，有利于激發民眾的愛國熱情，啟發民眾民族團結意識，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價值，很多古建筑經常和周邊的自然景觀、歷史文化遺產結合形成城市的旅游景點，加強其保護，有利促進古建筑旅游價值的發揮，推動當地旅游業的發展，促進城市經濟發展。

二、木結構建筑破壞原因及修復原則

我國當前存留的古建筑，絕大部分是木結構的古建筑。木結構古建筑被破壞的原因基本是自然力破壞和人為損壞。木結構古建筑主要是由木質素和纖維素組成的高分子材料，材質較為特殊，由于氣溫變化、強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、蟲蟻咬噬、地震損壞等，長時間自然力影響下，木質結構發生改變，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，缺乏保護意識，沒有進行科學的維護管理，人為的刮傷、撞擊、刺激化學原料的涂抹、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，一方面應對現有的古建筑建立完善維護管理措施，減少自然力和人文因素對古建筑的破壞，一方面，應對存在問題、出現損壞的古建筑進行修復，盡量恢復古建筑的原貌，避免更大損害。木質結構古建筑的修復，應堅持一定的原則，確保修復質量：應遵循《古建筑維護與加固技術規范》的相關要求，堅持恢復時保持建筑原狀的原則，也就是說，古建筑修復時，應嚴格按照原有建筑的形式、結構、工藝進行修復，達到古建筑復原的目的。

三、木質古建筑修復時新型材料的應用

木質古建筑進行修復時，很多古建筑是采用稀有的珍貴木材建設的，或者采用了大型木結構，現代修復時，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節進行修復，增加木料節點，促進建筑的穩定性，但是，隨著新型材料的應用，一些性能良好，節能環保的新型材料能成為古建筑木材的替代材料，不僅能進行局部修復，還能對一些結構上的木材進行替換和修復，既保障修復的木質建筑的力學性能，又能將古建筑外觀盡量復原，還能增加古建筑的使用壽命，值得積極加以利用。

1、碳纖維增強材料

木結構的彈性模量較低，容易受自身材料的限制發生變形，采用木料替換古建筑并不現實，也不利于木質結構建筑的使用壽命。如果能采用一些新型的材料，將其和木質結構建筑進行融合，成為新的能滿足荷載的木質結構材料，運用于古建筑修復中，這種極大的提高木質結構的修復質量。碳纖維增強材料是近年來運用較為普遍的新型材料，在力學性能、使用效果方面都比普通木料表現出更優越的性能，尤其是抗拉強度、彈性模量、膨脹系數等方面的性能優勢十分明顯，可比普通材料多出30～50倍，能極大的降低自身重量產生的負荷，下班確保結構的安全穩定。碳纖維增強材料使用時，應和配套的膠漬共同使用，形成碳纖維復合型材料，根據建筑的需要，制造相對完整的碳纖維布片，可普遍應用于建筑結構的裂縫修復、惡劣環境下的建筑結構加固、材料老化等修復工程。碳纖維布粘貼之前，要對預修復或加固的木結構構建的表面進行清潔后再粘貼，為了粘貼牢固，要用輥筒將氣泡擠出，按壓密實，最后對粘貼修復后的木結構表面刷上防護層，增強碳纖維布的耐久性。

2、玻璃纖維增強材料

玻璃纖維是一種優異的無機非金屬材料，常被用作復合材料中的增強材料、電絕緣材料、絕熱保溫材料、電路基板等各個領域。玻璃維增強材料和碳纖維增強材料有一定的相似性，碳纖維材料的抗腐蝕性、強度較高、力學結構較為優越，但是，碳纖維增強材料的約束矩形橫截面運用時力學優勢很難發揮出來，容易造成材料的浪費。玻璃纖維增強材料是一種阻燃材料，不僅具有碳纖維增強材料的優點，而且耐高溫、抗沖性強、剛性強，燃燒性低不易點燃，還能對受損木結構進行加固，是近年較為受重視的古建筑修復材料，運用較為普遍。

3、化學加固材料

化學加固材料，主要是指一些能用于加固的化學溶液或試劑或股結劑。目前市場上常用的化學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。

木質結構有一個明顯缺陷，就是容易受潮、易腐蝕，導致結構受損不穩定，也時常受蟲蟻侵蝕，導致內部中空，影響結構穩定和安全，使用一些化學加固材料進行加固十分必要。首先，應去除潮濕腐爛部分，用一些不飽和聚樹脂等化學試劑進行填充，加固材料。對被蟲蟻侵蝕較難修復的部分，可采用超聲波檢測儀檢測出具體受損部位，在針對性的進行修復，并進行防蟲處理，化學加固材料運用于古建筑修復，修復效果與原有建筑結構不會有太大差異，切增強了原有建筑的抗腐蝕性，能較大延長古建筑結構的使用壽命，值得大力推廣運用。

4、連續玄武巖纖維材料

研究表明，古建筑修復中，連續玄武巖纖維材料也得到了一定應用，并且運用效果良好。連續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纖維，這種新型材料，纖維強度高，耐腐蝕、耐高溫、絕緣，廢棄物少，環境污染少，產品廢棄后可直接在環境中降解，無毒無污染，成本低，是一種節能環保的材料，在造船、汽車、高溫過濾織物、建筑修復等方面得到了應用，具有廣闊的發展前景。連續玄武纖維材料應用于木質古建筑的修復，操作簡單、成本低，木質結構還原度高，受到了修復工作者的歡迎。使用時，應先對預修復建筑結構的表面進行清潔或壓平，再在木結構表面粘貼纖維布，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，保護纖維布，延長其使用壽命。連續玄武纖維材料的加固有主動加固和被動加固兩種，主動加固是在木質結構表面粘貼好的纖維布縫隙內注入BFS溶液，側面施壓使其達到加固效果。被動加固是將纖維布直接纏繞粘貼在木質結構表面。

結語：

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重，加強古建筑保護十分迫切。古建筑中，絕大部分屬于木質建筑結構，古建筑保護應遵循盡量復原的原則，為了復原、增加結構穩定性、抗腐蝕性、延長使用壽命等，可使用一些新型材料進行木質古建筑的修復，比如碳纖維增強材料、玻璃纖維增強材料、化學加固材料、連續玄武巖纖維材料等，促進木質古建筑的保護。

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