古建筑糟朽木构件的化学加固

日期:2016-02-29     浏览:24     标签:
核心提示:古建筑糟朽木构件的化学加固
木材的化学组成可分为主要成分和次要成分。主要成分有纤维素、半纤维素和木质素,次要成分有盐类、可溶性多糖、苯酚、蛋白质和其它化合物,这些组份是细菌、昆虫的养料,在适宜的温、湿度环境中,细菌孢子附着于木材上,会发芽产生菌丝,菌丝会分泌酵素,以分解、吸收木材中的纤维素和半纤维素及木质素,从而破坏木材组织,使其糟朽。而昆虫(如白蚁、蛀木甲虫、天牛、黄蜂)以木质为食,穿孔食蛀木材,后果更为严重。久而久之,木构件便腐烂、蛀空,木材空隙加大,重量减轻,内部成海棉状,机械强度明显降低。会使承重的木梁和木柱等构件因质地太脆弱而支撑不住,最后导致建筑物倒塌。
  处理糟朽、腐烂的木构件,传统的方法往往是把糟朽、腐烂的木构件更换,这种做法不大符合文物保护原则。正确的方法是尽可能地保留原构件,因为它是文物,是宝贵的历史实物资料,丢掉一件就少掉一件。为加固糟朽木构件,在国外,早在19世纪末就开始应用高分子材料进行加固处理,以增加朽木强度。至20世纪50年代,高分子材料已被广泛应用。而我国从70年代初才开始正式用于实践。实践证明,用高分子材料加固木结构,省时、省力,加固后其强度高于原来木材强度,更重要的是保留了原来构件,而且加固部位还具有防腐、防蛀的效果,实属事半功倍,在古建维修中值得大力推广。
  用于朽木加固的材料有环氧树脂、不饱和聚酯树脂等,用这些材料来粘接断裂的木构件,填补残缺部位或以溶液形式对糟朽木材进行渗透加固。
    
  维修的实例:
  其一,南通天宁寺木柱的加固。
  南通天宁寺是江苏省重点文保单位,大雄殿有木柱24根,其中12根遭到不同程度损害。
  立柱的主要功能是支撑梁架,天长日久,立柱受环境影响和生物损害,往往出现开裂和腐朽,柱根更容易腐朽,特别是包在墙内的柱子,由于潮湿和白蚁的蛀蚀,有时整根柱子都腐朽了。柱子的损害情况不同,加固处理的方法也应有所不同。
  1、局部腐朽的处理
  柱子表面局部腐朽,深度不超过柱子直径1/2,而尚未影响主柱强度时,一般采用挖补和包镶的做法。
  挖补时,先将腐朽部分剔除干净,剔除部分应成标准的几何形状,将洞内木屑杂物弄干净,嵌补木块与洞的形状尽量吻合,嵌补木块用环氧胶粘剂粘接,粘接剂配方可用6101环氧树脂100份、501活性稀释剂10份、多乙烯多胺14份。也可以用聚醋酸乙烯酯乳液调合木粉填补孔洞或剔除部分。
  如果柱子腐朽部分较大,柱身周围全部腐朽,而深度不超过柱子直径的1/4,可采用环氧树脂为涂料,先将玻璃纤维布糊贴在柱子上,然后涂刷环氧树脂,如此一层一层贴上去,增强木柱的强度。
  2、立柱的裂缝加固处理
  裂缝宽度在0.5cm以内,用环氧树脂腻子堵封严实。腻子配方:用环氧树脂加入干燥石英粉调合而成。裂缝宽度超过0.5cm,可用环氧树脂粘木条将其补严实。在裂缝中灌浆,其配方为:6101环氧树脂100份加501活性稀释剂20份,加多乙烯多胺15份。
  3、柱子中空的加固
  柱子由于受白蚁危害,往往外皮完好,内部已被蛀空,可用不饱和聚酯浇灌,也可用环氧树脂浇灌。先在柱子受损害部位用刀锯开宽13cm的槽口,保留锯下的木条,将木柱内部所有腐烂物或蛀屑清理干净。用环氧树脂将槽口原木条贴实,并用环氧腻子封堵四周贴缝及木柱上面大小裂缝和孔眼。浇注部位上端留有浇注孔,分段浇注,每段1M左右,不饱和聚酯料大约需3~4Kg(不包括填料)。每次浇注间隔0.5 ,直至灌满为止。其灌浆料配方为:307-2不饱和聚酯树脂100份、过氧化环己酮浆(固化剂)4份、萘酸钴苯乙烯液(促进剂)2~3份、石英粉(200目)100~120份。
  其二,我们还用不饱和聚酯玻璃钢加固无锡曹家祠堂木梁[2]。操作时先把朽烂的部位剔去,为了增加强度,嵌填以新木或钢条,然后用不饱和聚酯与木粉混合填补残缺,再用不饱和聚酯树脂作涂料,糊贴玻璃纤维布数层,即可达到加固的目的。其配方为:307-2不饱和聚酯树脂100份、过氧化环己酮浆4份、萘酸钴苯乙烯液1~2份、厚0.2~0.4毫米无碱无蜡玻纤布等。
  上面仅仅举了两个例子。对于糟朽的木头,还可以用合成树脂进行渗透加固,用得较多的合成树脂有聚醋酸乙烯酯、丙烯酸酯类以及环氧糠醛树脂。常用的配方为:6101环氧树脂100份、糠醛30份、丙酮30份、二乙烯三胺14~17份。
  化学材料在古木建筑维修中的应用,正方兴未艾,随着化学工业的发展,科学技术的进步,一些新型的化学材料将会得到更广泛的应用。

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