化学防腐技术与古建筑保护

化学防腐技术与古建筑保护

宋启海李慧敏方仙霞

上海仪耐新材料科技有限公司上海市201702

摘要：近年来我国经济发展十分快速，化学防腐技术应用也越来越广泛，化学防腐技术是古建工程管理中的重要环节。通过合理使用化学防腐技术能够提升古建筑保护工程整体质量，延长其生命周期。文章介绍化学生物技术、化学防腐技术及在古建筑修复中的应用。

关键词：绿色化学；化学防腐技术；古建筑保护

1背景

化学防腐技术则在古建筑保护工程项目管理中占有非常重要的地位，通过合理使用化学防腐技术，能够提升古建筑保护工程整体质量，延长其生命周期，避免出现因腐蚀造成的一系列质量问题。随着现代化学高科技的发展，为古建文物维修保护提供了越来越多的化学材料和方法，来处理和加固古建筑，文章介绍化学生物技术、化学防腐技术及在古建筑修复中的应用。

2.绿色化学技术的种类

2.1生物技术

生物技术是一项对化学技术要求较高的化学技术，主要有基因、细胞工程、酶工程以及微物工程，对生物资源的最大化利用以及高效的节约能源功效是其最大的特点。

2.2催化技术

作为化学工艺的基础技术，在现目前绝大多数化工产品的生产过程中，催化反应技术使用广泛，成为化学反应在工业应用中施行的关键。就酶催化技术而言，酶催化效率比普通的化学催化更快，反应条件容易控制，几乎无副作用与污染。

2.3膜技术

膜的分离技术与催化技术组成了膜技术，主要包含微滤、超滤、渗析、液膜以及渗透蒸发等。其特点为低成本、低耗能、零污染以及高效率等，同时，“超平衡”状态可在膜催化反应中实现，提高化学反应的选择性以及原料转化率，节约资源与减少污染同时达到。

2.4微波技术

微波技术主要特点为针对某些化学反应，可快速提高化学反应速率。在有机合成中利用微波技术增加化学反应速率的效果尤为明显，其中无机固体物质为载体的无溶剂的反应更是操作简便，原料用量极少却产量高。而在无机合成中，微波的应用范围主要是烧结合成和水热合成。

2.5超声波技术

超声波技术在降解有机污染物的应用中十分广泛，在声波在足够强的疏松半周期内，液相分子间吸引力被破坏形成空化核，此物质在爆炸时会形成具有强烈冲击力的射流，对所有有机物造成化学键断裂、高温分解甚至自由基反应，从而达到降解水中有机污染物的效果。

3化学防腐技术的应用

古建筑结构属于土木工程范畴，一般以木结构、钢结构和钢筋混凝土结构为主要基础结构。随着社会的发展，现代建筑结构都会比较青睐于对钢筋混凝土的使用，然而在使用过程中，结构中就出现了空洞、钢铁锈蚀、冻害等腐蚀现象。为了提升钢筋混泥土结构的持久性和防腐性，有关部门就对混凝土结构进行了防腐技术处理，最为常见的方式是改善混凝土的渗透性。此外，还通过其他方式来提高钢筋混泥土的防腐蚀性能，对于钢筋混凝土结构本身的防腐技术大致包括：物理防腐技术、化学防腐技术等。物理防腐蚀技术是一种最为有效和直接的防腐蚀保护技术，通过在混凝土结构与腐蚀介质间进行防腐蚀阻隔材料的添加，进而实现对二者接触面的阻断，这一技术目前在建筑防腐施工中己经得到了广泛应用。经过对相关资料的收集和整理，可以得知现阶段防腐蚀阻隔材料品种很多，主要有水玻璃类、金属材料、树脂类等。根据腐蚀介质的性质、作用条件等因素的不同，通过对防腐蚀阻隔材料性能、作用原理等基本信息的了解，进而利用不同的防腐蚀阻隔材料对腐蚀介质与混凝土表面进行有效阻隔，从而达到防腐蚀的效果。另外，经过研究，涂脂层对混凝土中的钢筋也有很好的防腐胜能，因此，研制出了针对混凝土钢筋的树脂涂层防腐技术，收到了很大成效在化学防腐蚀技术中，电化学保护法和腐蚀抑制剂是较为常用的两种防腐蚀方式。

4.化学防腐剂的选用

古建筑多是由木构架组成承重结构，而木构架中的木材多易于受潮，受潮后产生霉菌腐蚀而致糟朽。当菌类的孢子附着于木材上，并侵入到内部组织中去时，只要温度和湿度相宜，腐菌的孢子就发芽而产生菌丝（菌丝有三种：气生菌丝、营养菌丝、直立菌丝）。在这些菌丝所分泌的酵素的作用下，木材中的纤维素和木质素等成分将会被分解或者被吸收，进而使木材腐烂。防腐剂是指能保护木材，免受菌、虫等生物损害的化学药剂，一般都含有杀菌或杀虫成分。防腐剂可分无机和有机两大类，无机药剂主要是一些水溶性盐类。现在多采用几种不同成分的材料进行复配，以改善性能，提高药效。有机药剂又分为油类和有机溶剂型药剂两类。木结构中木材的化学组成，主要成分有纤维素、半纤维素和木质素及盐类、可溶性多糖、苯酚、蛋白质和其他化合物，这些多是霉腐细菌、昆虫的养料，达到一定适宜的温、湿度环境时，细菌孢子附着于木材上，就产生菌丝，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、蛀虫、天牛、黄蜂）即以木质为食。久而久之，木构件便腐烂、蛀空，木材空隙加大，重量减轻，内部成蜂窝状，机械强度明显降低。使承重的木构件因质地性变导致建筑物倒塌。做好糟朽、腐烂木构件的处理，传统的方法往往是把糟朽、腐烂的木构件大量更换，这种做法有违文物保护原则。必须考虑尽可能地以保留原有构件为总则。古建筑多是文物，它是历史记载的实物资料，丢掉一件就少掉一件，文物是不能再生的。古建筑文物保护工程中采用高分子材料对木构件实施加固是非常行之有效的，事实告诉我们，已经达到了维修加固实施方案的预期效果。为了使古建筑不失于我们这一代人之手并能够完全地为子孙延续下去，必须很好地利用当前高科技化学材料，对古建筑实施更有效的保护。

5.未来化学防腐保护材料

未来的古建筑的化学防腐保护材料应力求将“传统材料”与“现代技术”在科学的前途下有机结合，目前有以下几种会对古建筑的防腐化学保护产生深远影响的材料。纳米技术材料。纳米技术是上世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在0.10至100纳米（即十亿分之一米）尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。纳米材料极大的表面积和表面多孔结构，有极强的吸附性，可以提高基体的腐蚀防护能力，抗老化性能、光洁度及强度成倍提高。在油漆或封护材料中加入纳米颗粒，可进一步提高其防护能力，能够耐大气、紫外线侵害，从而实现防降解、防变色等功效，另外，还可以使木材抗菌防腐。例如改性的二氧化硅，即是优良的抗菌材料。纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能，凡是传统技术使用的材料，如果能加以改造实现纳米材料复合，可进一步提高涂层的硬度和耐磨性能，并保持较高的韧性。

结语

综上所述，我们在古建筑文物保护中可以应用化学生物、化学防腐技术进行防腐、防虫以及化学加固。绿色化学技术的主旨是节约资源、防治污染并且进行环境保护。在经济全球化的今天，绿色化学的应用已在世界范围产生影响，各国都十分重视绿色化学技术，这将是一场全球性的技术革命。在我国技术研究的发展过程中，将研究与推广有机结合十分重要，应力求把每一项可施行的技术都发挥到极致。同时，对不同的环境问题展开针对性的绿色化学技术研究也十分重要，这也将为人类与环境的和谐做出巨大贡献。

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