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古建筑木结构修缮中及加固中的新型材料的使用

高权
  
科学与学术文集
2022年24期
武汉市民用建筑设计研究院有限责任公司 湖北武汉 430070

摘要:我国历史悠久,朝代更替,留下的古建筑也造型多样,但是朝代的更替、古建筑的多样其材料仍是木材。木结构古建筑是我国宝贵的文化遗产,不单单只是一栋建筑,更是那个时代留下来的历史,留下的人文瑰宝。随着时间的推移,木制构件会发生不同程度的破坏,导致其结构存在不稳定性。为了保护我国的历史文物,对古建的修复和加固工作需要更深层次的研究及探讨。所以采用新型材料对建筑的修缮与保护有着十分重大的作用。

关键词:古建筑;修复;加固;新型材料

1古建筑木结构概述

古建筑作为我国传统文化的重要代表之一,不仅仅只是具有建筑价值,还存在着无法估量的人文价值。但是,一旦其受到严重的损坏,往往很难回复其原貌。所以我们在进行古建筑的修缮工作的任何时候,必须都要始终坚持文物修复原则。其一,尽可能多的古建筑保持其原状,防止人为对原有古建筑结构产生的二次损害,其二,保留古建筑价值。建筑因为本身就具备了相当的文物价值,所以在对它的修缮时,一定不要对原来的建筑结构进行任何改变。在维修中,要以保持原建筑的结构安全、不妨碍使用等目的为重。同时必须保持建筑的原来构造和方法,以防止擅自改变结构等行为的发生。其三,消除建筑损坏隐患处。在古建修缮中,必须做到以人为本之道,防祸于未然。首先在古建的普查阶段必须仔细观察,以发现问题处。然后在具体的修缮阶段要求消除隐患处。如果原构造的损坏程度并不严重,那么就只进行小修即可,而不要求对构件加以改变,避免损害其本来的风貌。总之,在对古建建筑进行修复时,必须要严格地按照国家有关规定进行修复,力图保持古建的原始风貌,并防止在修缮时发生样貌和原貌不相符的现象出现。

2古建筑修复中新型材料的运用

2.1玄武岩纤维材料的运用

玄武岩纤维是一种无机材料,具有优良的机械和抗腐蚀性能,在延展性方面也有明显的优势。除了更轻,更容易切割和工作之外,使用这种加固材料可以大大增加修复工作的效 率。由于修复技术的进步,这种新材料在木材结构修复中的作用越来越明显。

具体的施工程序包括:第一步在开始施工之前对修复区域进行了表面处理,以保证污染物不致降低材料的机械性能;然后,就需要对金属材料和木材等结构碰撞时会产生的气泡问题加以解决,并将表面整平。第三,需要在经过处理过的材料表面涂上大量的树脂材料,以延长材料的寿命。还采用了不同的标准,例如,胶合过程具体分为分割胶合和连续胶合。施加压力是建筑过程中的一项关键环节,一般要求采取主动和被动的措施保证建筑稳定性。

2.2碳纤维增强材料的运用

在修复本身的过程中,通常使用与木制建筑相同的材料,然后进行老化处理,这样可以确保木制建筑的外观不会发生重大变化。然而,这种方法不太有效,而且不需要很长时间,原来的问题就会重新出现。碳纤维增强材料的使用有效地解决了这些问题,首先清洗有问题的木结构表面,然后直接用碳纤维增强材料覆盖,再涂上树脂,这样就大大提高了木结构的修复功能。在碳纤维加固的情况下,通常通过预制碳纤维织物来恢复木材结构。需要注意的是,木质结构的表面必须经过预处理,以便在加固修复之前使其光滑。一旦待修复的木质结构表面被碳纤维织物覆盖,任何气泡都被立即处理,一旦修复完成,就可以在表面涂上一层保护性涂层,以进一步提高材料的耐久性和耐腐蚀性。

2.3化学加固材料的运用

木制结构对环境干扰非常敏感,随着更多的水分进入空气,环境变得更加潮湿,旧的木制结构会慢慢瓦解内部腐烂,变得不稳定。因为里面有空隙,所以不容易被发现,而且往往会随着时间的推移而变质。为了改善这种状况,可以使用新的化学品,如聚树脂来进行加固。首先,应清除旧建筑木质结构中的腐烂点,然后用聚脂树脂填充其间的空隙,使其重新饱和。通过这种方式,木质结构可以得到明显的加强,修复后的建筑看起来与原来的非常相似。此外,装修中使用的新化学品对虫害和环境影响有很强的抵抗力,这增加了木结构的稳定性。在修复之前,必须确定木质结构的腐蚀程度,通常使用超声波设备,以便采取有针对性的措施。然后可以用化学试剂去除被腐蚀的部分并加以保存,这通常用于修复旧建筑的木质结构。

2.4玻璃纤维增强材料的运用

玻璃纤维增强材料拥有和碳纤维增强材料基本一样的优点,包括良好的耐负荷和防腐蚀和较好的硬度,这使它们适合于修复木结构。但是,玻璃纤维增强材料也存在相应的不足之处,比如,在其产生矩形断面后,无法最大程度的充分发挥其机械性能,以及材料的浪费。另外,在老的木结构的外表涂刷玻璃纤维也可以增强它的机械性能和耐久性,在修补受损木结构的同时提高了其质量。所谓的玻璃纤维增强塑料(GFRP)的基本特性与上述的碳纤维增强塑料更为相似。因此,玻璃纤维增强材料具备优异的耐荷载和抗腐蚀能力和高强度,可用来修补旧建筑物的木质构件。但是,玻璃纤维增强材料也有相应的弊端,比如,当矩形断面面积受到限制时,其机械稳定性就无法获得最大限度的发挥,由此导致了金属材料的大量浪费。同时,通过在旧木结构表面应用玻璃纤维布,也能够在一定程度上增加构件的耐久性和热力学性能,从而有效修补破损的旧木结构,发挥了补强的效果。

3木结构古建筑修复在未来的展望

古建筑是中华民族文化的代表,是不断传承所留来的文化遗产,我们不得不佩服古人的聪明才智,造出了形态功能各不相同的古建筑群,让中华民族的古建筑在世界上享誉。但是时间的推移,或者战争的因素,导致能够传承下来的古建筑在数量方面并不可观,又由于当时的技术有限,且自然环境的影响,导致很多古建筑发生了不同程度的破话,这些印着时间印记、具有历史价值的建筑,不应该在历史的洪流中消亡,保存历史古建,刻不容缓。随着科技的创新,越来越多的新型材料的出现,对于古建筑加固修缮有着不错的效益。但是同时也出现了一些问题,关于修缮技术和新型材料的应用的问题。当务之急是共同解决这些问题,必须需要国家各职能部门重视古建的修缮,做好保护修缮工作,确保古建在良好的情况面向世界。将来随着科技的进步,相信我国能在木结构修缮加固当中,取得卓越进步,不仅保障了结构的安全性,并且更大程度的保留了其原始的建筑价值,并且更加的还原其建筑价值,让我国的古建筑得以更大程度的展现在世界的舞台上。

4结语

古建筑修复乃是我国一项必不可少的工作,古建的修复过程中,除了保持其结构的耐久度,和力学性能以外,还需要考虑其建筑价值。我们需要的是一栋可以传承我国悠久历史的古建筑,利用现代技术更大程度的保留其原有的价值,保留我国的文化瑰宝,而不是利用现代技术,只保留其结构稳定性,忽略了其价值,倘若是这样的修复加固,那就有些得不偿失了。在利用新型修复材料进行修复时,如玄武岩纤维材料、化学加固材料、玻璃钢增强材料、碳纤维增强材料,都必须对建筑概念有必要的认识,并要进行模量估算,同时要求工程设计技术人员选取出最合理的设计方案并加以设计,对各类型的修缮材料有更详尽的认识,明确了其特点后,在修缮用料与施工工艺上有了更深入的认识,这对今后的历史建筑的保护水平才能取得十分有利的提升。

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