(杭州聚代文化遗产保护科技有限公司,浙江 杭州 310011)
[摘要] 浙江省高等法院及杭县地方法院旧址建成后已历经100多年,历经风吹、日晒、雨淋及风霜侵蚀,建筑外墙风化较严重,出现多处砖块粉化剥落、破损缺失的风化现象,因此需要对浙江省高等法院及杭县地方法院旧址砖墙进行表面加固处理。本文通过表面加固的现场试验筛选出合适的加固材料。
关键词: 砖墙风化;加固;现场试验
1浙江省高等法院及杭县地方法院旧址概况
浙江省高等法院及杭县地方法院旧址位于浙江省杭州市拱墅区武林街道长寿社区庆春路258号,建筑始建于清宣统元年(1909)。现仅存红砖楼房一栋,俗称“红楼”,曾为杭县地方法院法庭。旧址建筑坐北朝南,平面基本呈东西长、南北短的矩形,二层砖木构,屋顶四坡水,红、灰色清水砖外墙,立面运用西式古典柱式、拱券、山花、缎带、涡卷等装饰手法。
浙江省高等法院及杭县地方法院旧址建成后已历经100多年,历经风吹、日晒、雨淋及风霜侵蚀,建筑外墙风化较严重,出现多处砖块粉化剥落、破损缺失的风化现象。砖的风化作用指砖的表面由于温度变化、水及水溶解作用、大气及生物作用下,发生的机械崩解破碎及化学变化过程网[1]。
文物建筑由于历经岁月洗礼,其外墙面会受到不同程度的风化侵蚀,而外墙面又体现了它的历史价值、艺术价值和科学价值更应重点保护[2]。因此本次研究根据浙江省高等法院及杭县地方法院旧址砖墙表面的风化现象,通过对两种加固材料的性能进行现场试验研究,筛选出合适的加固材料。
2加固材料现场试验
2.1表面加固材料
本次加固材料现场试验采用增强剂KSE OH300和微纳米石灰NML-010这两种加固材料。
(1)增强剂 KSE OH300是硅酸乙酯增强材料,在开放的自然条件下固化,结晶,形成无机的二氧化硅将风化的材料固结,不改变表面颜色,低粘度,高渗透,固化快,无副产物,耐候耐久,抗腐蚀。
(2)微-纳米石灰NML-010以氢氧化钙为主要原料制备而成,是一种具有微、近纳米粒径的固化材料,其具有渗透性好、固化强度适中、不影响遗址本体透气和吸水等特点。
2.2表面加固方法
(1)在现场划分试验区域,清除表面砖粉、尘土;(2)用硬度计和色差仪记录初始数据;(3)将增强剂KSE OH300和微纳米石灰NML-010这两种加固材料均匀涂抹于砖墙表面,待溶剂挥发后,间隔一段时间按照上述方法再进行涂抹一遍,使砖墙充分吸收加固材料;(4)用硬度计和色差仪进行加固试验效果检测。
2.3试验检测与评估
现有的文物保护文献中:张光辉[3]认为色差<6时,正常人的肉眼观察不到;张金凤[4]则建议以≤6作为加固材料在色差性能方面合格的判断依据。因此在表面加固材料现场试验的过程中,对加固试验区域使用色差仪进行色度检测,以色差△E≤6为标准,来直观地反映试验区域加固前后的色度变化。
依据侯志鑫等[5]的研究,硬度是评价文物材料风化的一个重要参数,它的定量测量在文物保护领域非常重要。因此在表面加固材料现场试验的过程中,对加固试验区域使用硬度计进行硬度测量,可以直观地表现试验区域不同加固材料的加固效果。
现场选取5处加固试验区域,在加固完成后采用色差仪和硬度计进行数据检测。
表1.表面色差及硬度数据表
试验区域 | 类别 | 色差ΔE | 加固前硬度(HL) | 加固后硬度(HL) | 硬度变化量(HL) |
一层南立面 | 微纳米石灰NML-010 | 7.60 | 385.6 | 439.9 | 54.3 |
增强剂KSE OH300 | 3.32 | 351.3 | 420.6 | 69.3 | |
对照区域 | 3.76 | 374.8 | 356.7 | -18.1 | |
一层北立面 | 微纳米石灰NML-010 | 4.52 | 370.4 | 425.4 | 55.0 |
增强剂KSE OH300 | 2.13 | 372.1 | 465.6 | 93.5 | |
对照区域 | 2.42 | 432.1 | 409.1 | -23.0 | |
一层西立面 | 微纳米石灰NML-010 | 4.28 | 356.2 | 421.9 | 65.7 |
增强剂KSE OH300 | 2.31 | 336.2 | 451.8 | 115.6 | |
对照区域 | 2.19 | 413.3 | 400.2 | -13.1 | |
二层南立面 | 微纳米石灰NML-010 | 3.19 | 397.6 | 473.2 | 75.6 |
增强剂KSE OH300 | 2.26 | 434.2 | 517.6 | 83.4 | |
对照区域 | 2.42 | 425.8 | 430.8 | 5.0 | |
二层北立面 | 微纳米石灰NML-010 | 3.30 | 368.0 | 406.2 | 38.2 |
增强剂KSE OH300 | 2.04 | 374.0 | 420.2 | 46.2 | |
对照区域 | 2.09 | 433.8 | 420.2 | -13.6 |
通过现场加固前后对比硬度发现,在采用增强剂KSE OH300和微-纳米石灰NML-010加固后,各试验区域的硬度值相比对照区域均有明显增长,同时增强剂KSE OH300加固后的硬度增长相对更大,说明该材料加固效果更好。
通过现场加固前后的色差测量,可以看出除一层南立面微-纳米石灰NML-010试验区域的色差大于6以外,其余试验区域的色差均小于6,说明采用增强剂KSE OH300加固在感官上效果相对较好。
3结论
在现场加固试验中,增强剂KSE OH300在感观、加固效果和抗损耗方面性能均优于微-纳米石灰NML-010,综合性能更好。因此,增强剂KSE OH300更适合作为浙江省高等法院及杭县地方法院旧址砖墙表面加固设计中的加固材料。此外砖墙加固效果以及其耐久性性需长期监测跟踪,建议文物本体加固完成后应进行长期(建议两年以上)加固效果监测。
参考文献
[1] 张逢伯.上海地区历史建筑常见耐久性问题与现场检测方法[J].绿色建筑,2020,12(03):14-15+23.
[2] 朱开宇.文物建筑外墙风化检测与分析[J].住宅科技,2005(10):35-39..
[3] 张光辉.土遗址加固保护研究[D].西安:西安科技大学,2006:29.
[4] 张金风.土遗址化学加固保护中色差的评定问题[J].中国文物科学研究,2016(04):51-57
[5] 侯志鑫,者瑞,张中俭等.基于里氏硬度计无损测量方法评价石质文物的风化程度[C]//中国地质学会.2018年全国工程地质学术年会论文集.科学出版社(Science Press),2018:393-396.
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