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南方地区砖构建筑遗址中传统青砖性能劣化研究
  • 项目名称:南方地区砖构建筑遗址中传统青砖性能劣化研究
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 批准号:51108072
  • 申请代码:E080102
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2014-12-31
  • 项目负责人:李永辉
  • 依托单位:东南大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

我国大量优秀砖构建筑遗址中普遍存在青砖性能劣化问题,严重威胁其耐久性和文化价值。有些明清时期的青砖已严重劣化甚至完全破损,而有些三国时期的青砖(如江苏宿迁三国武将墓挖掘出的青砖)却至今保持良好的性能状态。究其缘由,除了青砖制作原料或工艺存在地域差异外,其根本原因在于青砖的保存环境不同,尤其是不同地域、不同使用条件下环境因素中的水分含量之差别。本课题将围绕我国南方地区高温多湿的气候特征,聚焦砖构建筑遗址的关键材料即砌体中的青砖,基于案例采样与实证研究,重点采用实验模拟和数值模拟分析相结合的研究方法,结合青砖性能劣化的宏观表现与青砖内部的微观变化,开展环境因素尤其是水分含量影响下的青砖性能劣化机理研究,明确环境因素影响下的青砖性能劣化机理,建立环境因素变动与青砖性能劣化之间的定量关系,以便为砖构建筑遗址保护提供科学依据,也为延长砖构建筑遗址寿命提供理论上的可能性。

结论摘要:

青砖的劣化现象,除了青砖制作原料或工艺存在地域差异外,其根本原因在于青砖的保存环境不同,尤其是不同地域、不同使用条件下环境因素中的水分含量之差别。本项目围绕我国南方地区高温多湿的气候特征,聚焦砖构建筑遗址的关键材料即砌体中的青砖,基于案例采样与实证研究,开展环境因素尤其是水分含量影响下的青砖性能劣化机理研究。本项目通过中国十三个地区的砖构历史建筑青砖的劣化调研、采样、分析与实验,提炼了环境因素对青砖性能劣化的影响与发展机理,构建了环境湿度影响下的青砖水分波动响应曲线,建立了环境因素作用下青砖性能劣化评价体系和方法,完成了计划任务书的预定目标。主要研究成果表明我国多地区的青砖劣化现象不同,跟各地区青砖的等温吸放湿特性有极大关联,比如福州的砖构建筑遗产中青砖劣化现象不明显,而太原平遥古镇的青砖则极为明显,通过试验表明,在环境因素变动下,太原青砖的含水量变化是福州的6-12倍以上。针对青砖劣化的核心要素得出如下结论(1)青砖本体的水热迁移的周期波动量及频次影响着青砖本体的盐类结晶速度及青砖内部的空隙分布状态;(2)存在冻融状态的自然环境下的青砖其本身的等温吸放物理特性随本体本身含水量的多少而程梯度变大;(3)青砖本体的含水量及温度影响着青砖表面的微生物繁殖的发育速度;(4)青砖本体的在自然环境的吸放湿析出量影响着青砖砌体发生性能劣化的起点;(5)青砖在自然环境的时间积累下,其本身的吸放湿属性将持续增大。总的来说,青砖本身在自然环境状态下的吸湿特性是加速其性能劣化的“催化剂”,其本体的水热分布及其迁移量直接关联着青砖发生性能退化的可能性及程度。本项目研究成果具有明显的创新性,截止到2014年以来,发表会议论文2篇,发表期刊论文7篇,其中SCI检索论文2篇,Ei检索论文2篇,cscd检索论文2篇,尚有部分成果在整理发表中。本项目的研究为砖构建筑遗址保护提供科学依据,也为延长砖构建筑遗址寿命提供了的可能性。 另外,本项目研究属于基础性研究,而对于整个砖构历史建筑保护而言,针对不是单一的砖材个体,而是针对砖构建筑遗产中的砖墙的某部位。从砖砌体发生性能劣化的机理上出发,自然环境下砖砌体的性能劣化的程度与其组成材料砖材和灰浆的物理属性、所在的部位、周边的微气候、土壤的物理化学性质、砌筑工艺都有关联。本项目的其他研究成果将在随后时间里进一步整理和挖掘。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 9
  • 2
  • 0
  • 0
  • 0
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