專利名稱：古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于文物修復(fù)保護(hù)領(lǐng)域，具體是古建筑木構(gòu)件文物修復(fù)保護(hù)。
背景技術(shù)：
古建筑是以木結(jié)構(gòu)為主的建筑體系，最早可追溯到幾千年前，古建筑木構(gòu)件具有極高的文物、歷史和藝術(shù)價(jià)值，它不僅是中華民族的寶貴財(cái)產(chǎn)，也是世界建筑藝術(shù)的珍寶。木材是其主要承重構(gòu)件。木材作為一種天然生物質(zhì)材料，主要由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素及少量的果膠和無機(jī)鹽組成，由于木材材質(zhì)本身耐久性差，易受物理、化學(xué)和生物損害，如腐朽菌、蟲的侵蝕，使其強(qiáng)度降低，直至全部損壞。特別是木材的老化和霉菌腐蝕作用，如不采取搶救保護(hù)措施，隨著腐蝕程度進(jìn)一步加深，木材空隙加大，比重減小，表面木色變深，木質(zhì)本體收縮開裂等病害大大地影響了木構(gòu)件的機(jī)械強(qiáng)度、變形能力以及對(duì)各種影響因素的抗御能力，最終將嚴(yán)重破壞古建筑木構(gòu)件。鑒于霉菌等有害微生物在木構(gòu)件上滋生會(huì)造成木構(gòu)件腐蝕并加速木構(gòu)件自身木材的化降解等嚴(yán)重危害，從而導(dǎo)致木構(gòu)件殘損開裂、變形、部分酥化散落，有的甚至無法辨認(rèn)，從而導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)對(duì)珍貴古建筑木構(gòu)件文物的長期保存。目前，國內(nèi)外對(duì)于原位加固古建筑木構(gòu)件的方法還未見報(bào)道，但已有木材/無機(jī)復(fù)合材料的制備以及性能研究的相關(guān)報(bào)道:公開號(hào)為101164744的發(fā)明專利公開了一種陶瓷化復(fù)合木材的制備方法，該發(fā)明采用負(fù)壓-正壓處理木材，利用負(fù)壓將溶膠浸注到木材中，室內(nèi)陳化，烘箱中進(jìn)行凝膠處理，最終得到陶瓷化復(fù)合木材，改良了復(fù)合木材的制備工藝。該方法提出的制備工藝條件苛亥IJ，且無法原位合成復(fù)合材料，從而無法實(shí)現(xiàn)古建筑木構(gòu)件復(fù)合材料的原位加固處理。專利公開號(hào)為101134330的發(fā)明專利，報(bào)道了一種二氧化硅/木材復(fù)合材料的制造方法，將含水率為28% 32%木材浸潰于由正硅酸乙酯作為陶瓷前軀體，乙醇為溶劑，磷酸為催化劑的溶液中進(jìn)行化學(xué)處理16 20天后，再經(jīng)7 10天陳化，最后微波干燥得到二氧化硅/木材復(fù)合材料。該法提出的制備工藝涉及化學(xué)處理含水木材的浸潰過程，但過程操作反復(fù)，所用化學(xué)試劑對(duì)古建筑木構(gòu)件會(huì)造成一定的化學(xué)腐蝕破壞，無法原位合成復(fù)合材料，從而無法實(shí)現(xiàn)用于古建筑木構(gòu)件復(fù)合材料的原位加固。專利公開號(hào)為1104144的發(fā)明專利報(bào)道了一種陶瓷化木材的制備方法，其特征在于將提前用水浸濕的原木放置于氯化鋇的硼酸溶液、含硼酸的磷酸二氫銨溶液中分別浸泡一段時(shí)間，自然干燥或烘干得到硬度，阻燃、耐朽、耐蟲蛀性增強(qiáng)的陶瓷化木材。該方法提出的制備工藝涉及化學(xué)處理含水木材的浸潰過程，所用化學(xué)試劑對(duì)古建筑木構(gòu)件會(huì)造成一定的化學(xué)腐蝕破壞，因此無法原位用于古建筑木構(gòu)件的加固處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述古建筑木構(gòu)件的復(fù)合材料加固處理的缺點(diǎn)，提供一種操作步驟簡單、易于操作、能延長古建筑木構(gòu)件壽命的古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案由下述步驟組成:1、用干燥的柔軟毛刷清掃古建筑木構(gòu)件表面，去除粘落在古建筑木構(gòu)件表面的浮塵及污物。2、用質(zhì)量濃度為5% 15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將質(zhì)量濃度為5% 15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液滲透深度達(dá)3 5cm，自然放置0.5小時(shí)。上述步驟中的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液，是由ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂按照常規(guī)方法配制成，ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂為市場上銷售的商品，由大連振邦氟涂料股份有限公司銷售。3、用乙醇將百菌清配制成質(zhì)量濃度為0.01% 0.10%的百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)。4、用質(zhì)量濃度為50% 90%的正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透至古建筑木構(gòu)件表面深度達(dá)3 5cm。5、重復(fù)步驟2 4 一次，自然放置7天,在古建筑木構(gòu)件表面至3 5cm深處生成二氧化硅-木材復(fù)合物，5 7天自然陳化，干燥，完成古建筑木構(gòu)件的原位防腐加固處理。在本發(fā)明的步驟2中，采用最佳質(zhì)量濃度為10%ZB_F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將最佳質(zhì)量濃度為10%ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至溶液滲透深度達(dá)3 5cm，自然放置0.5小時(shí)。在本發(fā)明的步驟3中，用乙醇將百菌清配制成最佳質(zhì)量濃度為0.05%百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)。在本發(fā)明的步驟4中，用最佳質(zhì)量濃度為70%正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透深度達(dá)3 5cm。由于本發(fā)明采用ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液、百菌清乙醇溶液、正硅酸乙酯乙醇溶液對(duì)古建筑木構(gòu)件的斷面進(jìn)行點(diǎn)滴滲透以及表面進(jìn)行噴涂，在古建筑木構(gòu)件的表面至3 5cm深處生成二氧化硅-木材復(fù)合材料，對(duì)古建筑木構(gòu)件起到了防腐加固作用。本發(fā)明具有工藝過程簡單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，在古建筑木構(gòu)件中生成的二氧化硅-木材復(fù)合物的穩(wěn)定性能好，既能保持木材外觀，又具有良好的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了古建筑木構(gòu)件的表面硬度，延長古建筑木構(gòu)件保存壽命，實(shí)現(xiàn)了對(duì)古建筑木構(gòu)件的防腐加固保護(hù)處理。


圖1是原位加固處理前杉木試樣橫切面的掃描電子顯微鏡照片。圖2是原位加固處理后杉木試樣橫切面的掃描電子顯微鏡照片。
圖3是原位防腐加固處理過杉木試樣縱向切面細(xì)胞壁掃描電鏡能譜圖。圖4是原位防腐加固處理過的杉木試樣縱向切面細(xì)胞腔掃描電鏡能譜圖。圖5是原位防腐加固處理過的杉木試樣縱向切面腐朽區(qū)域掃描電鏡能譜圖。圖6是原位防腐加固處理過的杉木試樣橫向切面細(xì)胞壁掃描電鏡能譜圖。圖7是原位防腐加固處理過的杉木試樣橫向切面細(xì)胞腔掃描電鏡能譜圖。圖8是原位防腐加固處理過的杉木試樣橫向切面腐朽區(qū)域掃描電鏡能譜圖。圖9是原位防腐加固處理前杉木試樣橫向切面接觸角。圖10是原位防腐加固處理后的杉木試樣橫向切面接觸角。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1本實(shí)施例古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法由下述步驟組成:1、用干燥的柔軟毛刷清掃古建筑木構(gòu)件表面，去除粘落在古建筑木構(gòu)件表面的浮塵及污物。 2、用質(zhì)量濃度為5%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將質(zhì)量濃度為5%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液滲透深度達(dá)3 5cm，自然放置0.5小時(shí)。3、用乙醇將百菌清配制成質(zhì)量濃度為0.05%的百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)。4、用質(zhì)量濃度為70%的正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透至古建筑木構(gòu)件表面深度達(dá)3 5cm。5、重復(fù)步驟2 4 一次，自然放置7天,在古建筑木構(gòu)件表面至3 5cm深處生成二氧化硅-木材復(fù)合材料，5 7天自然陳化，干燥，完成古建筑木構(gòu)件的原位防腐加固處理。實(shí)施例2本實(shí)施例古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法由下述步驟組成:在實(shí)施例1的步驟2中，用質(zhì)量濃度為5%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將質(zhì)量濃度為5%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液滲透深度達(dá)3 5cm，自然放置0.5小時(shí)。在步驟3中，用乙醇將百菌清配制成質(zhì)量濃度為
0.01%的百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)。在步驟4中，用質(zhì)量濃度為50%的正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透至古建筑木構(gòu)件表面深度達(dá)3 5cm。
其它步驟與實(shí)施例1相同。完成古建筑木構(gòu)件的原位防腐加固處理。實(shí)施例3本實(shí)施例古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法由下述步驟組成: 在實(shí)施例1的步驟2中，用質(zhì)量濃度為15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將質(zhì)量濃度為15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液滲透深度達(dá)3 5cm，自然放置0.5小時(shí)。在步驟3中，用乙醇將百菌清配制成質(zhì)量濃度為0.10%的百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)。在步驟4中，用質(zhì)量濃度為90%的正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透至古建筑木構(gòu)件表面深度達(dá)3 5cm。其它步驟與實(shí) 施例1相同。完成古建筑木構(gòu)件的原位防腐加固處理。為了確定本發(fā)明的最佳工藝步驟，發(fā)明人進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)室研究實(shí)驗(yàn)，各種實(shí)驗(yàn)情況如下:1、ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液的濃度對(duì)木材試樣色差的影響選用6塊杉木材試樣，試樣的規(guī)格是長X寬X高為120 X 50 X 30mm3，分別用質(zhì)量濃度為5%、7%、10%、12%、15%、17%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲杉木材試樣橫截面，分別用噴霧器將質(zhì)量濃度為5%、7%、10%、12%、15%、17%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到杉木材試樣表面。其它步驟與實(shí)施例1相同。觀察記錄ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液的滲透時(shí)間以及滲透深度，采用1976年CIE L*a*b*色坐標(biāo)體系來評(píng)價(jià)(DC-P3型全自動(dòng)色差計(jì))杉木材試樣處理前后色差值，色差值按下式計(jì)算:Λ E= [ ( Λ L*) 2+ ( Λ a*) 2+ ( Δ b*) 2] 1/2式中ΔΕ為色差值、AL*為明亮度差、Aa*為紅綠色度差、Ab*為黃藍(lán)色度差，Δ E值越大說明顏色改變?cè)酱螅粗畡t說明顏色改變?cè)叫??！?E評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1，測試和計(jì)算結(jié)果見表2。表I Λ E評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
權(quán)利要求
1.一種古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法，其特征在于它是由下述步驟組成: (1)用干燥的柔軟毛刷清掃古建筑木構(gòu)件表面，去除粘落在古建筑木構(gòu)件表面的浮塵及污物； (2)用質(zhì)量濃度為5% 15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將質(zhì)量濃度為5% 15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液滲透深度達(dá)3 5cm,自然放置0.5小時(shí)； (3)用乙醇將百菌清配制成質(zhì)量濃度為0.01% 0.10%的百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)； (4)用質(zhì)量濃度為50% 90%的正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透至古建筑木構(gòu)件表面深度達(dá)3 5cm ; (5)重復(fù)步驟2 4一次，自然放置7天,在古建筑木構(gòu)件表面至3 5cm深處生成二氧化硅-木材復(fù)合物，5 7天自然陳化，干燥，完成古建筑木構(gòu)件的原位防腐加固處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法，其特征在于:在步驟(2)中，采用質(zhì)量濃度為10%ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將質(zhì)量濃度為10%ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂溶液噴灑到古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作直至溶液滲透深度達(dá)3 5cm，自然放置0.5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法，其特征在于:在步驟(3)中，用乙醇將百菌清配制成質(zhì)量濃度為0.05%百菌清乙醇溶液，用噴霧器將百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面，每平方米噴灑2000mL百菌清乙醇溶液，反復(fù)操作3次，自然放置I小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法，其特征在于:在步驟(4)中，用質(zhì)量濃度為70%正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面、用噴霧器將正硅酸乙酯乙醇溶液均勻噴灑在古建筑木構(gòu)件表面，反復(fù)操作至正硅酸乙酯乙醇溶液滲透深度達(dá)3 5cm。
全文摘要
一種古建筑木構(gòu)件防腐加固處理方法，它是由去除粘落在古建筑木構(gòu)件表面的浮塵及污物、用質(zhì)量濃度為5%～15%的ZB-F600雙組份FEVE水性氟樹脂水溶液滴滲古建筑木構(gòu)件截面并噴灑到古建筑木構(gòu)件表面、用質(zhì)量濃度為0.01%～0.10%的百菌清乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件的外表面、用質(zhì)量濃度為50%～90%的正硅酸乙酯乙醇溶液逐滴滴滲古建筑木構(gòu)件截面并將正硅酸乙酯乙醇溶液噴灑在古建筑木構(gòu)件表面步驟組成。本發(fā)明具有工藝過程簡單、易于操作等優(yōu)點(diǎn)，在古建筑木構(gòu)件中生成的二氧化硅-木材復(fù)合物的穩(wěn)定性能好，增強(qiáng)了古建筑木構(gòu)件的表面硬度，延長古建筑木構(gòu)件保存壽命，實(shí)現(xiàn)了對(duì)古建筑木構(gòu)件的防腐加固保護(hù)處理。
文檔編號(hào)E04B1/64GK103147515SQ20131004435
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者李玉虎, 曹靜 申請(qǐng)人:陜西師范大學(xué)