古建筑保护中新型材料的应用

罗家贤

摘 要：一个城市的古建筑，是这个城市的重要文化资产，加强古建筑的保护具有重要意义。古建筑的保护，应在一定的原则下进行，采用新型材料，促进古建筑的恢复，节能环保，使古建筑和城市协调发展，文章将简要分析。

关键词：古建筑;保护新型材料;意义;原则;应用

一、保护古建筑的意义

古建筑是国家过去文化艺术、科学技术、历史文化的承载体，代表着某段时期建筑技术、文化内涵、大众审美、生活习俗、文化信仰等，是研究历史的实物例证，是研究城市文化的重要载体，具有重要的历史文化价值，理所应当进行古建筑的保护。城市的古建筑，是民族智慧的结晶，是不同民族生活文化精神信仰的映射，一些古建筑也和历史上的名人、历史性事件有关，有的古建筑甚至见证着国家和民族历史的转折，保护这些古建筑，有利于激发民众的爱国热情，启发民众民族团结意识，对爱国主义教育具有积极作用。古建筑具有丰富的历史文化科学价值，很多古建筑经常和周边的自然景观、历史文化遗产结合形成城市的旅游景点，加强其保护，有利促进古建筑旅游价值的发挥，推动当地旅游业的发展，促进城市经济发展。

二、木结构建筑破坏原因及修复原则

我国当前存留的古建筑，绝大部分是木结构的古建筑。木结构古建筑被破坏的原因基本是自然力破坏和人为损坏。木结构古建筑主要是由木质素和纤维素组成的高分子材料，材质较为特殊，由于气温变化、强光照射及紫外线影响，空气湿度过高，雨季古建筑受雨水侵蚀，空气中重金属元素超标、虫蚁咬噬、地震损坏等，长时间自然力影响下，木质结构发生改变，造成古建筑的损坏。古建筑被破坏的原因也离不开人为因素，缺乏保护意识，没有进行科学的维护管理，人为的刮伤、撞击、刺激化学原料的涂抹、占地移除、拆除等，都会给古建筑带来极大破坏。

古建筑的保护，一方面应对现有的古建筑建立完善维护管理措施，减少自然力和人文因素对古建筑的破坏，一方面，应对存在问题、出现损坏的古建筑进行修复，尽量恢复古建筑的原貌，避免更大损害。木质结构古建筑的修复，应坚持一定的原则，确保修复质量：应遵循《古建筑维护与加固技术规范》的相关要求，坚持恢复时保持建筑原状的原则，也就是说，古建筑修复时，应严格按照原有建筑的形式、结构、工艺进行修复，达到古建筑复原的目的。

三、木质古建筑修复时新型材料的应用

木质古建筑进行修复时，很多古建筑是采用稀有的珍贵木材建设的，或者采用了大型木结构，现代修复时，同类型的木材很难找到完全匹配的，所以大多只能对局部细节进行修复，增加木料节点，促进建筑的稳定性，但是，随着新型材料的应用，一些性能良好，节能环保的新型材料能成为古建筑木材的替代材料，不仅能进行局部修复，还能对一些结构上的木材进行替换和修复，既保障修复的木质建筑的力学性能，又能将古建筑外观尽量复原，还能增加古建筑的使用寿命，值得积极加以利用。

1、碳纤维增强材料

木结构的弹性模量较低，容易受自身材料的限制发生变形，采用木料替换古建筑并不现实，也不利于木质结构建筑的使用寿命。如果能采用一些新型的材料，将其和木质结构建筑进行融合，成为新的能满足荷载的木质结构材料，运用于古建筑修复中，这种极大的提高木质结构的修复质量。碳纤维增强材料是近年来运用较为普遍的新型材料，在力学性能、使用效果方面都比普通木料表现出更优越的性能，尤其是抗拉强度、弹性模量、膨胀系数等方面的性能优势十分明显，可比普通材料多出30～50倍，能极大的降低自身重量产生的负荷，下班确保结构的安全稳定。碳纤维增强材料使用时，应和配套的胶渍共同使用，形成碳纤维复合型材料，根据建筑的需要，制造相对完整的碳纤维布片，可普遍应用于建筑结构的裂缝修复、恶劣环境下的建筑结构加固、材料老化等修复工程。碳纤维布粘贴之前，要对预修复或加固的木结构构建的表面进行清洁后再粘贴，为了粘贴牢固，要用辊筒将气泡挤出，按压密实，最后对粘贴修复后的木结构表面刷上防护层，增强碳纤维布的耐久性。

2、玻璃纤维增强材料

玻璃纤维是一种优异的无机非金属材料，常被用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料、绝热保温材料、电路基板等各个领域。玻璃维增强材料和碳纤维增强材料有一定的相似性，碳纤维材料的抗腐蚀性、强度较高、力学结构较为优越，但是，碳纤维增强材料的约束矩形横截面运用时力学优势很难发挥出来，容易造成材料的浪费。玻璃纤维增强材料是一种阻燃材料，不仅具有碳纤维增强材料的优点，而且耐高温、抗冲性强、刚性强，燃烧性低不易点燃，还能对受损木结构进行加固，是近年较为受重视的古建筑修复材料，运用较为普遍。

3、化学加固材料

化学加固材料，主要是指一些能用于加固的化学溶液或试剂或股结剂。目前市场上常用的化学加固材料有谁玻璃浆、以丙烯酸胺为主的浆液、以纸为主的浆浓等、不饱和聚树脂等。

木质结构有一个明显缺陷，就是容易受潮、易腐蚀，导致结构受损不稳定，也时常受虫蚁侵蚀，导致内部中空，影响结构稳定和安全，使用一些化学加固材料进行加固十分必要。首先，应去除潮湿腐烂部分，用一些不饱和聚树脂等化学试剂进行填充，加固材料。对被虫蚁侵蚀较难修复的部分，可采用超声波检测仪检测出具体受损部位，在针对性的进行修复，并进行防虫处理，化学加固材料运用于古建筑修复，修复效果与原有建筑结构不会有太大差异，切增强了原有建筑的抗腐蚀性，能较大延长古建筑结构的使用寿命，值得大力推广运用。

4、连续玄武岩纤维材料

研究表明，古建筑修复中，连续玄武岩纤维材料也得到了一定应用，并且运用效果良好。连续玄武岩纤维材料是利用玄武岩矿石在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维，这种新型材料，纤维强度高，耐腐蚀、耐高温、绝缘，废弃物少，环境污染少，产品废弃后可直接在环境中降解，无毒无污染，成本低，是一种节能环保的材料，在造船、汽车、高温过滤织物、建筑修复等方面得到了应用，具有广阔的发展前景。连续玄武纤维材料应用于木质古建筑的修复，操作简单、成本低，木质结构还原度高，受到了修复工作者的欢迎。使用时，应先对预修复建筑结构的表面进行清洁或压平，再在木结构表面粘贴纤维布，沿着纤维布受力方向慢慢挤压，将气泡挤出，最后在纤维布表面涂抹树脂，保护纤维布，延长其使用寿命。连续玄武纤维材料的加固有主动加固和被动加固两种，主动加固是在木质结构表面粘贴好的纤维布缝隙内注入BFS溶液，侧面施压使其达到加固效果。被動加固是将纤维布直接缠绕粘贴在木质结构表面。

结语：

古建筑具有丰富的历史文化科技价值，是人类的重要精神物质文化瑰宝，但是由于自然原因或人为原因，我国的古建筑破坏较为严重，加强古建筑保护十分迫切。古建筑中，绝大部分属于木质建筑结构，古建筑保护应遵循尽量复原的原则，为了复原、增加结构稳定性、抗腐蚀性、延长使用寿命等，可使用一些新型材料进行木质古建筑的修复，比如碳纤维增强材料、玻璃纤维增强材料、化学加固材料、连续玄武岩纤维材料等，促进木质古建筑的保护。

参考文献：

[1]曹静.古建筑木构件原位防腐与加固研究[J].陕西师范大学.2015（05）.

[2]金欣.古建筑维修与新材料新技术应用分析[J].绿色环保建材.2018（07）.

[3]项李波.浅谈古建筑保护中新型材料的应用[J].绿色环保建材.2017（02）.

[4]史永强.浅谈木结构古建筑修复中新型材料的应用[J].文物鉴定与鉴赏.2018（07）.

[5]龚鑫.浅谈古建筑木结构修复中新型材料的应用[J].四川水泥.2018（05）.

[6]周勤劳.新材料在古建筑木结构修复工作中的应用[J].科技经济导刊.2019（05）.