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[摘要]中華文化深厚的底蘊(yùn)不僅體現(xiàn)在文學(xué)與音樂中，也融入到古建筑中進(jìn)行傳承和發(fā)揚(yáng)，對(duì)于后人具有重要的研究和借鑒價(jià)值。我國(guó)古建筑多以木結(jié)構(gòu)為主，它的優(yōu)點(diǎn)在于保溫節(jié)能、抗震抗災(zāi)，但隨著時(shí)間流逝，也很容易出現(xiàn)變形、腐蝕、坍塌等情況。有鑒于此，古建筑木結(jié)構(gòu)的修復(fù)工作勢(shì)在必行，而當(dāng)今時(shí)代所研發(fā)的各種新材料無疑能給修復(fù)工作提供巨大的便利，本文即對(duì)此展開詳細(xì)探究。

[關(guān)鍵詞]新材料；古建筑；木結(jié)構(gòu)；修復(fù)工作

在中華民族悠遠(yuǎn)的歷史文化中，古建筑蘊(yùn)含有豐富的藝術(shù)成就和偉大的精神寄托，在一定意義上象征著古代社會(huì)的輝煌，同時(shí)也記載著時(shí)代變革的軌跡。作為古代建筑的主流，木結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的適用性，備受古代建筑大師的青睞，為古人的生活生產(chǎn)提供了不可替代的作用。與此同時(shí)，由于火災(zāi)、地震、水患、雷電等自然因素的影響，木結(jié)構(gòu)易于遭受破壞，因此對(duì)其進(jìn)行修復(fù)和加固意義重大。需要注意的是，木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)不能過大地改變?cè)械闹黧w結(jié)構(gòu)，只需要針對(duì)損壞處進(jìn)行修復(fù)，以保證其完整性即可，這樣才能最大程度地維持原有的歷史樣貌和文化底蘊(yùn)。

1對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑進(jìn)行修復(fù)的原則

在對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑進(jìn)行修復(fù)之前，首先要了解我國(guó)的木結(jié)構(gòu)古建筑受到破壞的兩類主要原因，即人為損壞和自然損壞。人為損壞是指缺乏科學(xué)的嘗試和正確的保護(hù)意識(shí)，導(dǎo)致木結(jié)構(gòu)古建筑在存在過程中易受到刻字、砍伐、胡亂改造等錯(cuò)誤行為的影響，加速其使用壽命；自然損壞是指木結(jié)構(gòu)古建筑在存在過程中無時(shí)無刻會(huì)受到自然因素的影響，尤其是會(huì)受到烈日酷曬、雨水侵蝕以及蟲蟻病害等摧殘。其次，應(yīng)掌握我國(guó)的木結(jié)構(gòu)古建筑的組成特點(diǎn)，即由木質(zhì)素和纖維素構(gòu)成的天然高分子材料，其本身就具有易受環(huán)境影響的特性。當(dāng)遇到氣溫變化較大、空氣中重金屬含量超標(biāo)、紫外線強(qiáng)烈照射、長(zhǎng)時(shí)間雨水浸濕等情況時(shí)，木結(jié)構(gòu)古建筑會(huì)受到較大甚至難以挽救的損害。在現(xiàn)代社會(huì)中，發(fā)達(dá)的科技成果為解決以上問題提供了有效途徑，比如類似納米技術(shù)的新型科技就能夠應(yīng)用在木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作中。修復(fù)人員在分析具體的損壞成因和損壞程度之后，再選擇最適用的新型材料或技術(shù)，就能夠很好地完成對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作?？紤]到木結(jié)構(gòu)古建筑不僅是中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的一部分，更是世界文化遺產(chǎn)名錄上不可或缺的藝術(shù)作品，因此在對(duì)其進(jìn)行修復(fù)的過程中應(yīng)秉承“尊重文物”的態(tài)度，盡最大可能確保其完整性并恢復(fù)到原始面貌。建筑的發(fā)展過程伴隨著歷史的演變，對(duì)現(xiàn)代建筑理念具有深遠(yuǎn)的影響。木結(jié)構(gòu)古建筑作為值得研究的文化瑰寶，體現(xiàn)的是古代工匠在建筑領(lǐng)域的聰明才智和勞動(dòng)貢獻(xiàn)。盡管從現(xiàn)代的角度來看，古代工匠們使用的材料或者工藝技術(shù)不夠科學(xué)合理，但我們對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)一定不能擅自更改原建筑的結(jié)構(gòu)和外貌，否則就淪為“二次損壞”?？偠灾?，對(duì)于木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作應(yīng)堅(jiān)持總體結(jié)合與可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想，既要盡可能恢復(fù)古建筑的原貌，又要為后人的保護(hù)和修復(fù)工作留下施展的空間?；谶@一理念，當(dāng)前在修復(fù)木結(jié)構(gòu)古建筑過程中可選取一些新型材料，這些材料不能含有破壞性的天然材質(zhì)，同時(shí)要能延長(zhǎng)建筑的使用壽命或使其免于再次損壞。

2新材料在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)中的應(yīng)用

木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作是一項(xiàng)復(fù)雜且長(zhǎng)期的任務(wù)，考慮到其建筑群數(shù)量龐大且材質(zhì)特殊，為了盡可能還原其真實(shí)性，一般不會(huì)直接選用原有的建筑材料進(jìn)行大面積替換，這樣不僅收效低微，還會(huì)影響后人的保護(hù)和修復(fù)工作。在現(xiàn)代科技發(fā)達(dá)的今天，對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑進(jìn)行修復(fù)一般會(huì)針對(duì)其受損部位進(jìn)行單獨(dú)處理，同時(shí)廣泛采用新型的建筑材料，用最科學(xué)、合理與人性化的方式完成修復(fù)工作。為了在保護(hù)木結(jié)構(gòu)古建筑原貌的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效加固，最好采用碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維和纖維布等效果顯著且安全環(huán)保的新型材料，同時(shí)配合化學(xué)加固法完成整個(gè)修復(fù)工作。

2.1在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)中運(yùn)用碳纖維

考慮到木質(zhì)材料擁有較好的彈性，長(zhǎng)時(shí)間使用必然會(huì)出現(xiàn)各種變形，這也是木結(jié)構(gòu)古建筑逐漸從建筑領(lǐng)域歷史舞臺(tái)中隱退的主要原因。在現(xiàn)代社會(huì)中，發(fā)達(dá)的科技成功地彌補(bǔ)了木結(jié)構(gòu)古建筑的材料缺陷，通過將高強(qiáng)度的復(fù)合型材料和木質(zhì)材料進(jìn)行融合，制作出的新木質(zhì)材料彈性有所降低，且承載負(fù)荷重量極大地提高。以CFRP碳纖維為例，它比其他材料具有更高的強(qiáng)度，尤其是在膨脹系數(shù)和抗拉伸程度上優(yōu)勢(shì)顯著。作為最穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)，碳元素是日常生活中應(yīng)用最廣的元素之一，因而碳纖維具有出眾的力學(xué)性能，能夠?qū)δ举|(zhì)材料進(jìn)行強(qiáng)有力的加固。碳纖維擁有高于普通403鋼材20余倍的強(qiáng)度，且自身重量極輕，能夠顯著提升木質(zhì)材料的穩(wěn)定性。[1]與此同時(shí)，碳纖維較強(qiáng)的抗腐蝕性，使木質(zhì)材料在面對(duì)自然雨水的侵蝕時(shí)能夠延長(zhǎng)使用壽命，從根本上保障了木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作切實(shí)有效。綜合以上原因，融合了碳纖維的復(fù)合型木質(zhì)材料成為了現(xiàn)階段木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)工作中使用最廣泛的新型材料。需要注意的是，在使用碳纖維復(fù)合型木質(zhì)材料時(shí)應(yīng)加入與之配套的侵漬膠，以便更好地完善其穩(wěn)定性。侵漬膠主要用于木結(jié)構(gòu)古建筑裂縫的補(bǔ)合處理以及防老化工作上，在具體使用前應(yīng)先徹底清潔修復(fù)對(duì)象和部位，為基底樹脂的涂刷打好基礎(chǔ)，接著從表面入手貼合纖維材質(zhì)并擠出氣泡按壓貼實(shí)，最后涂刷在碳纖維材料的表層以增強(qiáng)其耐久性。

2.2在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)中運(yùn)用玻璃纖維

與CFRP碳纖維相似，GFRP玻璃纖維增強(qiáng)材料在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)中的優(yōu)勢(shì)也主要體現(xiàn)在強(qiáng)度上，但區(qū)別在于前者面對(duì)橫截面為方形的木質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)力學(xué)性能不出眾，很容易在修復(fù)過程中浪費(fèi)掉大量的材料；而后者對(duì)于方形橫截面木質(zhì)結(jié)構(gòu)的修復(fù)具有更好的力學(xué)性能，可以極大地提高木結(jié)構(gòu)古建筑的耐久性，同時(shí)避免了材料的浪費(fèi)，便于修復(fù)工作者進(jìn)一步完善修復(fù)工藝。

2.3在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)中運(yùn)用玄武巖纖維

盡管運(yùn)用融合了CFRP碳纖維和GFRP玻璃纖維的新型木質(zhì)材料的確能顯著提升木結(jié)構(gòu)古建筑的穩(wěn)定性和耐久性，但這兩類材料的可塑性較低，不利于對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑的原貌進(jìn)行恢復(fù)。在這種情況下，可以運(yùn)用具有較強(qiáng)可塑性的無極材質(zhì)玄武巖纖維，從而最大程度地保證木結(jié)構(gòu)古建筑的真實(shí)性和完整性。與此同時(shí)，玄武巖纖維對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑的外觀破壞很小，在操作上也更加容易實(shí)施，尤其是輕薄、方便裁剪的性能使其被廣泛應(yīng)用。在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)工作中使用玄武巖纖維的操作流程包括三個(gè)部分：首先，針對(duì)要修復(fù)的部位進(jìn)行徹底清潔和平滑處理，確保其表面不能過于粗糙，不能存在明顯的凹凸處；其次，將玄武巖纖維材料黏貼在修復(fù)部位表面，并沿著受力方向擠出氣泡；最后，涂抹樹脂以提升其使用年限。需要注意的是，使用玄武巖纖維來修復(fù)木結(jié)構(gòu)古建筑的方式有主動(dòng)加固和被動(dòng)加固之分，前者可以通過BFS液體的縫隙間澆筑來完成，在木質(zhì)修復(fù)部位的側(cè)面施加一定壓力即可達(dá)到加固的目的；而后者可以通過連續(xù)纏繞來進(jìn)行加固，但這種方式雖然加固效果良好，卻難以避免材料表面出現(xiàn)凹槽，對(duì)于后期的原貌恢復(fù)工作造成了很大的阻礙。因此在實(shí)際使用玄武巖纖維的過程中，多采用主動(dòng)加固的方式來完成對(duì)木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作。

2.4在木結(jié)構(gòu)古建筑修復(fù)中運(yùn)用化學(xué)加固法

大量使用木質(zhì)材料的古建筑受雨水侵蝕嚴(yán)重，如果沒有進(jìn)行及時(shí)有效地處理就會(huì)很快出現(xiàn)局部腐爛現(xiàn)象。且隨著年代逐漸久遠(yuǎn)，很多木結(jié)構(gòu)古建筑中的木質(zhì)元素自身已經(jīng)發(fā)生了變化，容易因外界侵蝕而出現(xiàn)大面積腐爛，再加上蟲蟻啃食等因素，進(jìn)一步加大了被破壞的程度。對(duì)于這種情況，最有效的修復(fù)是采用化學(xué)加固法。首先，對(duì)于已經(jīng)腐爛的部位進(jìn)行及時(shí)徹底地清理，避免腐爛面積進(jìn)一步擴(kuò)大；其次，用含有不飽和樹脂的化學(xué)試劑來對(duì)處理過的腐爛部位進(jìn)行灌注；最后，針對(duì)蟲蟻啃食的小面積部位，利用超聲波檢測(cè)的方式進(jìn)行精確查找，再使用相關(guān)儀器對(duì)其進(jìn)行化學(xué)修復(fù)。綜合而言，新型復(fù)合材料的使用提高了木結(jié)構(gòu)古建筑的穩(wěn)定性，而化學(xué)加固法則提高了木結(jié)構(gòu)古建筑的抗腐蝕性。不僅極大地延長(zhǎng)了木結(jié)構(gòu)古建筑的使用年限，更在修復(fù)工作中落實(shí)了環(huán)保理念、降低了人工浪費(fèi)，因此在實(shí)際修復(fù)工作中具有良好的應(yīng)用前景。

3結(jié)語

我國(guó)擁有大量的木結(jié)構(gòu)古建筑，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)和修復(fù)是一項(xiàng)意義重大但頗具難度的工作，而現(xiàn)代科技為其提供了良好的助力。以碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維為主的新型復(fù)合材料以及化學(xué)加固法的配合使用，使得木結(jié)構(gòu)古建筑的修復(fù)工作得以安全、高效的開展，且以更強(qiáng)的穩(wěn)定性、堅(jiān)固耐久性和抗腐蝕性存在，從而保障了優(yōu)秀工藝文化的傳承。

【參考文獻(xiàn)】

[1]龔鑫.淺談古建筑木結(jié)構(gòu)修復(fù)中新型材料的應(yīng)用[J].四川水泥，2018(05).

[2]李昊翼,陳際洲,史睿超.古代木結(jié)構(gòu)建筑修復(fù)中的新型材料應(yīng)用研究[J].科協(xié)論壇(下半月)，2012(12).

[3]陳慧芳.古建筑木結(jié)構(gòu)修復(fù)中新型材料的應(yīng)用[J].建材與裝飾，2018(43).

作者:周勤勞 單位:西安市古建園林設(shè)計(jì)研究院