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非水分散體加固劑在北京法源寺維修工程中的應用

日期:2016/12/14 22:03:57      編輯:古代建築史
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  一、前 言?中國古建築營造網?8V[:k,y&S\]

WFoW)Tex+P5fB0  法源寺位於北京宣武門外教子胡同南端東側,它不僅是北京城內現存歷史最悠久的古剎,也是中國佛學院、中國佛教圖書文物館所在地,是培養青年僧伽和研究佛教文化的重要場所。1983年,被國務院確定為漢族地區佛教全國重點寺院。?中國古建築營造網$z]f:mj ia I&e h

LL"}AHY0  法源寺自其初創至今,已有1300多年歷史。據《元一統志》記載,法源寺始建於唐朝,初名“憫忠寺”。貞觀十九年(645年),唐太宗李世民為哀悼北征遼東的陣亡將士,诏令在此立寺紀念。武則天萬歲通天元年(696年)工程完成,賜名“憫忠寺”。唐末景福年間(892—893年),幽州盧龍軍節度使李匡威重加修整,並贈建“憫忠閣”。遼清寧三年(1057年),幽州大地震時,憫忠寺被毀。遼鹹雍六年(1070年)奉诏修復後又改稱“大憫忠寺”,從而形成今天的規模和格局。明朝正統二年(1437年),寺僧相法師募資進行了修葺,易名為“崇福寺”。中國古建築營造網[2ej \9j"a{'`'O
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  清立國後,朝廷崇戒律,在此設戒壇。雍正十二年(1734年),該寺被定為律宗寺廟,傳戒法事,並正式更改為今名“法源寺”。?

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  法源寺占地面積6700平方米,建築規模宏大,結構嚴謹,采用中軸對稱格局,由南至北依次有山門、鐘鼓樓、天王殿、大雄寶殿、憫忠台、淨業堂、無量殿、大悲壇、藏經閣、大遍覺堂、東西廊庑等,共七進六院,布局嚴謹,寬闊龐大,是北京城內保存的歷史最為悠久的古寺廟建築群。?中國古建築營造網]D%X&i3\.oR*\W1Ho8y

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  2001年,為了保護這些古代建築,北京市文物局決定再次對其進行維修。工程於2002年進行,此次維修規模大,對整個寺院都進行了整治。在對寺院的鐘樓、鼓樓進行維修,去掉後代添加的牆體表層時,發現這兩個建築的部分牆壁是用夯築法構築的土坯牆,根據推斷,年代比較久遠,具有文物價值,因此決定對其保留並進行保護。
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9o+T_d0mL0   擬定的方法是將土坯牆原地保留,然後在外面掛麻、上麻灰。但是在施工時發現土坯牆表面疏松,粉化嚴重,有些部位已經因為土呈粉狀脫落而凹陷,掛灰困難,並擔心土牆在粉飾後會出現繼續風化,為了施工和保證以後牆體的有效保護,決定對牆體進行加固處理。中國古建築營造網 T0]z4v(_EP2E
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qZ:h$_v*Gh0   二、病害分析中國古建築營造網c,uh,Y-oA
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  為了對土坯牆進行保護,對其病害進行了初步調查。根據調查發現土坯牆是用混有石塊、沙礫的黏土夯築而成,每層的厚度約7-9cm,每層中間用粗石灰。這些土坯牆已出現風化現象,所有的土坯表面都有掉粉現象,觸摸後手上有土。某些部位風化非常嚴重,如鐘樓土坯牆底部靠近牆裙的地方,牆體表面因為脫落已呈凹槽狀,其表面呈粉狀,觸摸即大量掉土。由於土坯牆的制作材料粗糙,制作工藝簡單,加之環境條件差,寺院內排水不暢,常年的地下水沿牆體上滲,造成靠近牆裙的部分酥粉脫落。室內又封閉較嚴,空氣濕度高,導致內表面的牆體表面粉化。?

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  在初步分析的基礎上,對土體的成分進行了分析,並對其微觀結構進行了研究。?中國古建築營造網;\'y3P5Pgu

x)T z&P3PUH X;m0  土體成分分析采用X-射線衍射技術。使用的儀器為日本島津2000型X-射線衍射儀,分析結果如圖1,表1。中國古建築營造網D;eU` iv
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)JD:\ d:~ [email protected] [email protected]��分衍射圖中國古建築營造網 OSL({)x#Y*e0J

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 表1 法源寺土坯牆的礦物成分?
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~9Id8i3Y E UYM0    土樣的微觀結構直接影響著土體與外界的作用,影響著土體抵抗風化的能力。采用掃描電鏡對土樣進行了分析,儀器為德國OPTON公司
+d)?&d|1@t)D5f3H n0 的CSM950型掃描電鏡。分析結果如圖2。

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6tK?b,BGI.H0     圖2法源寺土樣的掃描電鏡圖,顆粒大小不均,結構疏松而多孔 
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QR:XNN:M[M1|e0    通過電鏡觀察發現土體中含有的顆粒狀物質大小分布不均,有大的顆粒,也有很多小的顆粒,顆粒之間的連接疏松而不緊密,孔隙多而分布不均,這些都使土體容易在水等外界因素作用下風化。 中國古建築營造網4n9^'C8E-n}
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  三、保護方法?中國古建築營造網3{Y"]-l?NN

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  為了有效地保護這些殘存的文物,需要對其疏松的表面進行保護處理,控制風化的發展。通常保護處理的方法是加固,即采用一些化學材料對土體進行處理,提高其強度,增加穩定性。法源寺土坯牆的風化,與其它各處土遺址的風化相似,由於其表面非常疏松,並且是側面,采用水性的材料施工,容易導致更嚴重的脫落,因此需要選擇對牆體作用下的保護材料。?

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zUW4`0pb0  根據土體的風化狀況,我們決定選用丙烯酸樹脂非水分散體類加固劑進行保護處理。該材料是我們研制的專用於土體防風化加固保護的材料①,屬於丙烯酸樹脂微粒在非水溶劑中的分散體,該材料在采用低濃度如1-3%對土體加固,滲透快,固化後土體外觀改變很小,目測可接受,而土體強度增加,耐水性、耐凍融能力提高,對環境因素變動的敏感性減小。該材料稱為BU系列材料。中國古建築營造網'U:],K,s.@"R8d4c
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h+H/d"F)t#ntB1I k0     在保護工作的起始,對擬采用的保護材料在土體上選擇試驗塊進行了加固試驗。具體選擇的材料是31J,濃度分別為1%、2%、3%。用BU材料對試驗塊進行噴灑,使表面浸透,在徹底固化後,觀察表面情況,發現表面色澤變化不大,不再出現粉化現象。采用先上麻、後掛灰的方法進行牆體修飾,灰泥層與底部的結合緊密。說明采用BU材料對土坯牆進行保護是合適的。?

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  在初步試驗的基礎上,決定采用BU材料對這幾段土坯牆進行加固保護,具體使用的材料是31J加固劑。?中國古建築營造網!hR aE/_X7Gy}
需要保護的土坯牆面積約30平方米。在實驗室內制備了相應量的加固劑,並配合適當的溶劑。將材料運送到現場,在現場稀釋,然後施用。?

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  鐘樓的面積約20m2,采用15%的31J加固劑。總共用加固劑80L,平均用量約4L/m2。?
X&PR$] _2] X0   鼓樓的面積約12m2,采用12%的31J加固劑。總共用加固劑70L,平均用量約6L/m2。?中國古建築營造網8j-F_ no wL.\

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  在施工完成後,對風化比較嚴重的部位采用15%的31J加固劑進行補充處理。?
u#@M%c mX#H8g0   經過3天溶劑揮發和固化,發現被加固的土坯牆表面得到很好的固結。觸摸不再出現掉粉現象,手指也不再能粘下泥土的顆粒。外觀上除鐘樓風化嚴重的部位色澤變深外,其它部位看不出變化。?中國古建築營造網4~S;Qaz1a

b^rbI Hy0AcH0  經過處理的土坯牆,表面強度提高,不再出現脫落掉粉現象。然後用傳統的牆面處理工藝進行修飾,首先鑽孔固定麻刀,然後抹灰泥,再用石灰覆蓋表面。由於處理後的牆體具有一定的憎水性,因此在牆體表面進行抹灰泥處理時,需要先在表面噴灑一些稀釋的乳液,或采用稀釋的乳液攪拌灰泥,使灰泥與加固過的土牆表面有好的結合強度。

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  四、結 論?中國古建築營造網 CM}-BAd

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  為了保護表面風化嚴重的土坯牆體,需要采用各種保護措施,例如控制環境因素、對牆體進行加固保護等。?
r%^rrO0 丙烯酸樹脂非水分散材料通過在法源寺鐘鼓樓土坯牆保護中的應用,證明該材料對土體具有加固作用,經過加固保護後風化的土體表面重新恢復了緊密連接,強度提高,而外觀基本沒有改變,控制了牆體不斷風化的現象,並提高了牆體的穩定性。采用這種材料處理後,牆體還可以重新進行傳統工藝處理,如掛麻上灰的粉飾工作。?

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  有機樹脂非水分散體在本次維修中的應用,證明該材料適用於土體的加固保護。?中國古建築營造網;kXf*B2Q"B
  ①周雙林、原思訓、郭寶發:“幾種常溫自交聯丙烯酸樹脂非水分散體的制備”,《北京大學學報》(自然科學版),2001年第6期,869-874頁。?

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az6Ld)? fp0  (作者為北京大學考古文博學院講師、副教授、高級技師)中國古建築營造網b%mQ!|$dM!W

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