浅谈木结构古建筑修复中新型材料的应用

史永强

摘 要：在历史不断发展演变的过程中，遗留下大量的古代建筑。这些具有深厚文化底蕴的古建筑可以说是人类的宝贵财富。我国古建筑大多以木结构为主，具备较强的抗震性能。但其往往也容易受到外界自然因素的影响，出现腐蚀、塌方、变形等一系列故障隐患。这就需要相关人员及时做好修复工作，合理使用新型建筑材料，使古建筑恢复到原来样貌。文章主要对木结构古建筑修复中新型材料的有效使用展开阐述分析。

关键词：古建筑；木结构；新型材料；应用

中华民族拥有着悠久的历史文化，而古建筑能够充分展现我国的历史文化。它不仅仅是历史发展、文明进步的一种象征，同时还能为科学研究提供真实的历史材料。木结构作为古建筑使用最频繁的结构之一，具有良好的稳定性和使用性能，所以在古代一直被广泛应用在建筑建造上。但同时无法避免的是，木结构建筑易受到侵蚀、老化等因素影响，出现不同程度的破损。为使原有木结构不发生较大变化，工作人员需要及时对木结构建筑展开修复，尽可能恢复古建筑的原貌。

1 古建筑修复原则

基于对《古建筑维护与加固技术规范》的深入了解可知，在对古建筑进行加固修复时必须确保建筑原状不发生改变，且应严格按照原建筑形式、施工材料和施工工艺等进行修复，即在不改变原建筑结构、样貌的基础上达到修复目的。与以往传统修复技术手段相比，现代木结构修复技术会使用较多的新型材料，这大大提高了古建筑的修复效果，新型材料在建筑领域具有较好的发展前景。从当前我国文物保护现状来看，古建筑保护存在着较多问题，其中最突出的是社会公众的古建筑保护意识不高且缺乏责任感。尽管部分地区加大了古建筑的保护力度，但却没有引起当地民众的关注、重视。这大大增加了当地古建筑的保护难度，再加上人们生活水平的不断提高，古建筑的使用性能与实际需求之间的差距越来越大。在这种情况下，古建筑保护所面临的问题日益严峻，相关部门应高度重视。

2 木结构古建筑修复中新型材料的合理应用

通常来说，在对一些稀有木结构或是大型木结构展开修复时，工作人员并不会大范围寻找相似材料代替，而是仅仅对局部受损材料进行修复，并在此基础上增强木料节点，使其趋于稳固。随着新型材料产业的不断创新优化，木结构古建筑修复使用到的新型材料种类也越来越多。新型材料的应用不但能使木结构古建筑恢复到原先样貌，还能进一步提高相关构件的力学性能，有效延长古建筑的寿命。当前木结构古建筑修复中最常见的新型材料包括玻璃纤维增强材料、化学加固材料和碳纤维增强材料等。现就上述材料应用情况展开阐述分析。

2.1 碳纤维增强材料

据相关调查可知，木结构普遍具有弹性模量较低且易受自身因素影响出现变形等特点。修复人员可以将一些高强度复合型材料与木结构材料融合在一起，产生全新的木结构材料，从而更好地满足古建筑的荷载要求。其中碳纤维增强材料无论是在力学性能上，还是在使用成效上，都远远超出普通材料，主要表现在膨胀系数、抗拉强度和模量等方面上。力学性能较强可以说是碳纤维增强材料的突出优势之一，与普通类型材料相比其强度超出约30～50倍，这样能很大程度上降低因自身重量而产生的结构负荷，确保木结构古建筑处于相对安全稳定的状态。碳纤维增强材料应用在木结构上，可以提高木结构的力学性能，确保木結构修复之后保持长久的稳定。碳纤维布是碳纤维增强材料在修复工程中具体的应用形式，将该材料与配套浸渍胶共同使用，可形成碳纤维复合型材料，能构建相对完整的碳纤维布片材料增强体系，普遍适用于建筑结构裂缝、材料老化和恶劣环境下的防护加固工程中。在粘贴碳纤维布之前，要对被修复和加固的木结构构件表面进行全方位的清洁，然后再粘贴碳纤维布，之后使用辊筒挤出气泡，并按压密实。最后，需要对加固修复后的木结构表面涂刷防护层，以保证其耐久性。

2.2 玻璃纤维增强材料

玻璃纤维增强材料与碳纤维增强材料具有相似性。从上文可知，碳纤维增强材料具有较强的力学性能、抗腐蚀性和较高的使用强度等优势，但同时也存在着不足之处，即约束矩形横截面时力学性能难以充分发挥，容易造成材料的浪费。玻璃纤维增强材料具有耐高温、刚性强、抗冲性能强等特性，而且它燃烧性较低，大部分玻璃纤维增强材料不能点燃，是一种阻燃材料。出于对性价比的考虑，修复人员可以将玻璃纤维增强材料应用到木结构古建筑修复中去，这样一来不但能有效增强木结构的力学性能和耐久性能，并且对受损的木结构具有加固作用。

2.3 化学加固材料

木结构在潮湿的环境下非常容易腐烂，造成木结构受损、不稳定。木结构也常因未做好防虫措施而被蛀虫大量侵蚀，使木材内部形成大面积中空。对于因潮湿而腐烂的情况，应先去除腐烂的部分，然后用不饱和聚树脂等化学试剂填充，从而起到加固效果。对于受到蛀虫啃咬不容易修复的部分，修复人员可使用较为先进的超声波等现代检测仪器对其展开科学的加固修复，再进行防虫处理。经过化学修复后的木结构与原结构在外形上并不会有太大差别，且抗腐蚀性也相对较强，可大大延长木结构的使用寿命。

2.4 连续玄武岩纤维材料

据相关古建筑修复实例显示，木结构古建筑修复中玄武岩纤维材料的使用效果也较好。连续玄武岩纤维材料普遍具有可塑性强、抗腐蚀性强和力学性能好等众多优势，是新型的无机纤维材料。在使用该材料对木构件进行修复后，不但能保证木结构完全恢复到原有状态，而且操作极其简便。具体操作过程分为以下步骤：首先，修复人员需要做好木结构表面处理工作，如表面压平处理和表面清洁等，确保木结构表面不会出现凹凸不平的现象；其次，在木结构表面粘贴纤维布，并沿着纤维受力的方向慢慢挤压气泡；最后，在纤维布表面涂抹树脂，这样能起到良好的保护效果，并大大延长木结构的使用寿命。连续玄武岩纤维材料的加固方法有两种：一是主动加固法，另一种是被动加固法。主动加固法是将纤维布粘贴在木结构表面上，然后在缝隙处注入BFS溶液，从侧面施加压力以达到加固效果。被动加固法则是将纤维布直接缠绕粘贴在木结构上。

3 新型修复材料的未来发展前景

我国古代建筑与我国灿烂悠久的文明一样，拥有着古老历史，且蕴含极高的文化价值。随着历史进程的不断演变，我国许多古建筑仍保留着最初的原貌，矗立在中华大地上。它们是中华文明的代表与象征，凝聚了古人的勤劳与智慧，保护好这些物质文化遗产是对传统中国文化的传承与延续。从目前实际情况来看，我国不少木结构古建筑都受到了一定程度的损坏，亟待修复、保护。但相关工作人员修复技术水平较低、人员数量不足等因素严重阻碍了木结构古建筑的修复与保护。随着科技的发展，将会有更多的新材料应用到木结构古建筑修复中，拥有着广阔的发展前景。长此以往，从业人员的水平也将会大幅度提高，施工操作也能更加快速便捷，对我国古建筑修复行业的可持续发展有着极大的推动作用。

4 结语

总而言之，木结构古建筑修复工程中新型材料的使用已逐渐成为未来发展的必然趋势。新型材料不仅能大大提高木结构的力学性能和使用寿命，还能确保恢复古建筑的原有样貌。现阶段最常见的几种新型修复材料有碳纤维增强材料、化学加固材料、玻璃纤维增强材料和玄武岩纤维材料等。不同类型的修复材料具有各自的独特优势，需要修复人员从工程实际情况出发，选出最为合适的修复材料。新型材料在未来具有良好的发展前景，能够为我国建筑行业的可持续发展创造良好条件，能更好地推动我国物质文化遗产事业向前发展。