環氧樹脂在古建筑維修中的應用

環氧樹脂具有許多優良特性，在古建筑維修、文物古建筑保護中起到非常重要的作用。在實際使用過程中，使用方法非常重要。
　　環氧樹脂是指分子中含有兩個或兩個以上環氧基因的有機高分子化合物。無色、黃色或褐色黏稠液體，密度（20℃）1.1～1.2g/cm3，溶于丙酮、脂、芳香族和氯化碳氫化合物。交聯后的樹脂性質穩定，堅硬透明，多為黃色，密度1.2-1.38g/cm3，不溶于任何有機溶劑。適當地選用環氧樹脂和固化劑，可以使其具有特殊的化學穩定性能，使環氧樹脂體系具有突出的尺寸穩定性和耐久性。固化的環氧樹脂體系能耐大多數霉菌，可以在苛刻的熱帶條件下使用。
　　1、木結構修繕中的應用
　　年代久遠的木構建筑，無論主要承重構件還是裝飾構件，都是文物建筑不可分割的組成部分。如果采取簡單的更換維修方法，就會降低文物價值，因此盡量保留原有構件是文物建筑維修的一條基本原則。這樣就必須尋找一種能適用古建筑木構件加固補強粘接材料，環氧樹脂的特性剛好能滿足這種要求。環氧樹脂用在木結構維修加固中，主要是用于木柱灌頂、梁枋接榫粘按、調制環氧膩子等方面，具體施工工藝如下：
　　（1）木柱的修繕
　　一般被害蟲（特別是白蟻）蛀蝕或糟朽中空，而保留完整外殼的木柱適用澆灌加固的方法。先在柱子的受損害部位用刀鋸鋸開槽口，保留鋸下的木條，將木柱內部糟朽爛木或蛀屑清理干凈，用環氧樹脂將槽口木條貼回原處，并用環氧膩子封堵回四周貼縫及木柱上面大小裂縫和孔眼，澆灌部位上端留有澆灌孔，分段澆灌，每段1m左右，灌入不飽和聚脂料，每次澆灌間隔0.5h，直至灌滿為止。木柱表面被蟻蛀損部位用環氧樹脂接補新材，并用聚酯膩子填補大小裂隙，灌注料配方為：不飽和聚酯樹脂過氧化環經已酮（固化劑）
　　（2）闌額榫頭的制作及粘結
　　將闌額的朽爛榫頭及其延伸部分去除，并在闌額中心鋸開寬與厚相當，長約闌額長度的卯口，制作兩根與卯口尺寸相當的枋，用無堿無蠟玻璃布貼敷在枋上，涂刷不飽和聚酯樹脂漿液，涂刷要均勻，以玻璃布能被樹脂浸潤為宜。涂刷過程中，隨時用刷子趕走氣泡（氣泡會使玻璃鋼強度下降），纏澆制成兩根玻璃鋼外殼的新榫頭。將固化后的玻璃新榫頭與好卯口的闌額交接吻合，并以環氧樹脂灌注縫隙，同時以環氧膩子膩好，闌額與新榫頭粘結部分，用聚酯樹脂和玻璃布纏繞約1cm厚，直至與闌額斷面高度一致（闌額斷面預先各除去約1cm）。這樣就做成一道1cm厚的玻璃鋼箍，利用聚酯樹脂的收縮性形成緊密的抱箍。木件表面裂隙、洞眼和大的缺損用聚酯樹脂膩子填平補夯。在木柱卯口內刷上防白蟻藥劑，再接上闌額榫頭。
　　不飽和聚酯、固化劑和促進劑均屬于有毒、易燃、易爆物品，配制時必須按順序配入，調勻后再加入促進劑，操作時應作好勞動保護。
　　（3）粱枋修補
　　維修中對長期腐朽、風化折斷的丁?和劈裂垂彎的四椽?，采用繳背組合成拼合梁。用環氧樹脂將繳背的丁?、四椽?粘接在一起。大于4mm寬的裂縫用灌縫配方，小于4mm寬的裂縫用注射配方。處理時，室內溫度維持在15-25℃，便于環氧樹脂完全固化，提高強度。
　　（4）其他構件維修
　　柱腳的舊材以及木椽端部的缺損和腐朽部分，浸泡丙烯樹脂可以增加強度，在需要的地方用環氧樹脂加以整形。柱基部墩接新材時，用木銷和原有柱子連接，并用環氧樹脂粘合。木銷的斷面一般為柱子斷面的1/4，長度為柱徑的2倍。方形或圓形均可。柱子上的白蟻穴先用丙烯樹脂浸泡，再填充含有聚硫橡膠的環氧樹脂。門窗的上中檻、下檻的接口處用環氧樹脂修補。環氧樹脂處理木材的優缺點，固化很少起皺，可以冷固化，樹脂具有彈性和強度，木件處理后，強度明顯提高，對菌、蟲危害，各種溶液和氣候變化的影響化等均有很強的抗性和耐受性。可以強化自然顏色，但有時會產生光澤，用細的鋼絲刷輕刷可以去除光澤，對油漆彩繪無影響。高黏度印樹脂木材的透入度很淺，處理后尺寸穩定性改善不大。木材中印固化后表面固化的樹脂只能用機械方法去除，但效果不佳。處理后木材趨于變黃發脆。
　　2、磚石結構維修中應用
　　傳統的磚石粘接材料使用“焊藥”和漆片，由于粘接力小，只適用小面積粘接，大的石料需要使用鐵活加固。環氧樹脂的粘結力很強，適用于粘接大塊面料。因此在古建維修中環氧樹脂常用于磚石構件粘接修補。
　　另外，環氧樹脂還用于磚石結構的灌漿加固。古建筑傳統灌漿材料多為桃花漿和生石灰漿，現代施工中常用石灰砂漿、混合砂漿、水泥砂漿或素水泥漿。如需加強灰漿的粘接力，常在漿液中加入水溶性的高分子材料。縫隙內部容量不大而強度要求較高時（如券拱，殼體開裂），常使用高強度的化工材料，如環氧樹脂等。具體施工方法是：先將裂縫鑿成“V”，然后用環氧膩子修補嵌縫，約1米左右留一個灌漿孔，待環氧膩子硬化達到設計強度后，用高壓灌漿機，由下往上分段灌注密實。其配方參考木結構修繕環氧樹脂配方。
　　3、結論
　　環氧樹脂由于具有很多優良的特性，在古建維修中具有廣泛的應用，對文物建筑保護起到非常重要的作用。通過幾十年的古建修繕實踐證明對古建筑木質文物、石質文物保護是非常成功的，特別是藝術構件的粘接和結構加固。但環氧樹脂的粘接加固是化學加固，具有不可逆性，而且其耐久性還有待證明。這點在文物建筑維修中運用環氧樹脂加固時要注意。?