青砖文物的修补及PHBV封护研究
青砖作为我国现存历史建筑遗迹中常见的建筑材料之一，起到承重和围护的作用，部分青砖还具有建筑装饰美学的作用。由于长期的风吹雨淋、可溶盐侵蚀和人为破坏等因素，青砖出现了严重的病害，如裂缝、泛碱、水渍、人为刻画和生物病害等，对青砖的保护研究刻不容缓。本文以北京明长城青砖作为研究对象，采用传统无机保护材料和改性后的生物可降解材料聚（3-羟基丁酸酯-co-羟基戊酸酯）(PHBV)分别对青砖进行修补和封护保护，研究材料保护效果及耐久性。 (1)传统无机材料对青砖的保护效果。选用传统无机材料（熟石灰）和现代无机材料（天然水硬性石灰）分别对刻画青砖进行修补，通过耐紫外老化、耐冻融性、耐可溶盐性、耐酸性测试，对比修补试样老化前后的形貌、色差和硬度等性能参数变化。结果表明，天然水硬性石灰与青砖基体之间的结合强度较弱，而熟石灰与青砖基体结合强度高，且符合文物“修旧如旧”的要求，但是熟石灰与青砖基体在老化后易在表面产生酥粉、剥落等病害，因此需要对青砖进行进一步的表面封护。 (2)纳米TiO2/PHBV、纳米CeO2/PHBV乳液对青砖的保护效果。采用改性后的纳米TiO2、纳米CeO2分别与PHBV乳液复配，将复配材料涂覆于青砖表面，通过测试试样的色度值、毛细吸水系数、表面接触角等指标评估封护效果。结果表明，纳米TiO2/PHBV、纳米CeO2/PHBV乳液皆可使青砖表面疏水性提高，透水性降低，水蒸气透过性良好，耐紫外老化能力提高，其中，纳米CeO2/PHBV封护青砖后，接触角高达127.5°，毛细吸水系数为0.0007～0.0037g/(cm2·s0.5)，远低于未涂刷时的0.0131g/(cm2·s0.5)，纳米CeO2最佳添加量为1％。 (3)PHBV微球对青砖的保护效果。采用溶剂挥发法制备PHBV微球，探索各因素(温度、聚乙烯醇(PVA)浓度）对微球形貌及粒径的影响，优化微球粒径制备参数后，与硅烷偶联剂复合对青砖表面进行保护研究初探。结果表明，制备PHBV微球时，最佳反应温度为10℃，PVA最佳浓度为4％。不同粒径PHBV微球涂覆于青砖表面后，对试样表面疏水性影响不同，在一定范围内微球粒径越小，试样表面的疏水性相对越好。
青砖修补;青砖封护;无机材料;PHBV微球
北京化工大学
硕士
材料工程
王菊琳;张涛
2020
中文
TU-87
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）