大雁塔塔檐养护工艺流程及报告

2023-10-14 理论教育版权反馈

【摘要】：塔檐维护工作遵循以下流程完成：表面污染物清理→灰缝勾补处理→缺失砖体局部归安修复→局部脱盐→整体防风化补强→表面憎水封护。实施过程中严格控制给药范围，只可植株茎叶给药，杜绝污染砖体。图5-5高等植物图5-6给药灭活及其掏出的根系②苔藓藻类的去除对于苔藓藻类等生物富集区，采用局部喷洒双氧水进行灭活处理。对于上层塔檐砖体松动或座砖灰土流失严重的区域则进行重新座灰以保证灰缝处理的有效性。

塔檐维护工作遵循以下流程完成：

表面污染物清理→灰缝勾补处理→缺失砖体局部归安修复→局部脱盐→整体防风化补强→表面憎水封护。

具体使用工艺及其材料介绍如下：

（1）表面污染物清理

①灌木杂草的去除

首先采用人工彻底清除塔檐杂草灌木，对于杂草采用手工带根拔除；对于清除灌木，为了避免伤及砖体结构，先采用茎叶给药（叶面喷洒、茎秆针注）的方式，用强效“草甘膦”杀灭灌木根茎后再予以清除。实施过程中严格控制给药范围，只可植株茎叶给药，杜绝污染砖体。

图5-5　高等植物（灌木+杂草）

图5-6　给药灭活及其掏出的根系

②苔藓藻类的去除

对于苔藓藻类等生物富集区，采用局部喷洒双氧水进行灭活处理。杀灭低等生物后，采用去离子水∶丙酮=1∶1的2A溶液进行清理。（注：双氧水为局部使用，严格控制其浓度为医用浓度3％。）

③表面土锈的清除

对于砖体表面积尘、水锈等污染物为了避免大量水洗，先采用毛刷结合吸尘器去除砖体结构表面积尘后，采用热蒸汽彻底清洗砖体表面，对于难以去除的污染物采用去离子水、酒精、丙酮进行局部擦洗，整个清洗过程除去离子水、酒精、丙酮外不引入其他对砖体有害或导致化学残留的药品。

图5-7　表面污染物清洗（蒸汽）

（2）灰缝勾补

大雁塔塔檐上层灰缝经过多次修整，但由于地震的影响，上层塔檐灰缝存在多处开张与脱落现象。在治理过程中，首先进行既往灰缝检测，对于松动、脱落的灰浆层进行彻底去除，而后进入清缝与勾补工作。对于上层塔檐砖体松动或座砖灰土流失严重的区域则进行重新座灰以保证灰缝处理的有效性。由于下檐在近几十年来未进行过整修工作，灰缝处理要求对所有灰缝进行检修，雨水掏蚀严重灰缝必须进行灌浆处理，并严格控制所有勾补填灰达到1.5cm以上。上檐灰缝勾补材料采用灰浆添加优选颗粒沙粒与纤维调配，其中柔性材料采用德国进口纤维添加含量不低于千分之五，沙灰比控制在5∶1左右。下檐勾补材料采用素灰添加超细颗粒二氧化硅砖灰控制颜色协调不刺眼。（石灰：二氧化硅∶砖灰=1∶3∶2）

灰缝勾补依照以下流程进行：灰层结合程度检查→松动灰缝清理→灰缝重新勾补。

具体工艺如下：

①空鼓、开裂、勾补灰缝检查及其清理

对灰缝进行逐一排查，彻底人工手动清理开裂灰缝，清理过程中做到“随清随堵”或用篷布遮蔽的方式，避免清理过程由于大气降雨导致水体侵蚀。并采用压缩空气吹拂等手段，彻底清除灰缝残渣。

②灰缝勾补

勾补程序：裂缝清理→表面打湿→第一次填补→第二次填补→表面找平→养护与检修。

灰浆构成：固化成分（水硬石灰）+骨料（颗粒级配粉砂）+柔性材料（纤维丝）+添加剂（保水促凝剂、疏水剂）

改良性能：加大柔性及其匹配性能，降低强度，增加粘结及其后期结合能力。

表12　上檐勾补砂浆性能检测表

表13　下檐勾补砂浆性能检测表（28天）

不同配比修复材料28d抗折抗压强度及压折比检测结果对比

表14　下檐勾补砂浆性能检测表（7天）

不同配比修复材料7d抗折抗压强度及压折比检测结果对比

图5-8　既往开张恢复检修

图5-9　灰缝清理

图5-10　灰缝清理

图5-11　灰缝清理

（3）残破砖体处理

由于大雁塔历史久远，在2000年年度维护实施过程中，对于残破砖体采取原位加固的保守方法进行保护，效果欠佳。残损砖体破损较上次加重，故本次维护实施过程中，对于残损超过1/2并深入叠涩层面影响整体结构稳定的砖体进行更换；对已表面风化残损超过1/3的砖体表面采用挂网修复的手段进行处理，保存其完整性，阻止风化进一步延伸。

①局部替换

对象：缺失或残损超过1/2并深入叠涩层面影响整体结构稳定的砖体。

工艺：切割掏离→配砖→座灰→植筋锚固→灰缝勾补→养护检查。

图5-12　掏出与清理

图5-13　配砖、座灰

图5-14　更换效果

②表面挂网修补

对象：表面风化残损超过1/3的砖体。

工艺：表面清理→植筋挂网→表面修整→养护检查。

备注：挂网目的增加稳定度，避免脱落，保证后期安全。

图5-15　残损砖体修复

（4）脱盐处理

部分风化严重存在可溶盐的重度风化的砖体表层含盐量高达15％，远远大于未风化砖体含盐量，其主要成分为钠硝石（智利硝石）（Soda-niter）分子式：NaNO3，还有少量石膏（CaSO4），而这些可溶盐中的钠离子及硝酸根离子、硫酸根离子具有极强的溶解及穿透能力，极其不利于砖体的稳定存在，故加固处理前应采用有效脱盐处理。大雁塔表面盐害评估情况参见以下图表：

表15　盐害评估标准表1（普通墙面）
参照“WTA Merkblatt 4-5-99/D Beurteilung von Mauerwerk-，Mauerwerksdiagnostik”

*备注：适用于一般墙面

表16　盐害评估标准表2（重要文物）
参照“奥地利技术规范：B3355-1，Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk-Teil
1：Bauwerksdianostik und Planungsgrundlagen

*备注：适用于重要历史构件和重要文物(www.chuimin.cn)

图5-16　大雁塔泛盐部位硫酸根测评图

图5-17　大雁塔泛部位硝酸根测评图

图5-18　大雁塔泛盐部位氯离子测评图

大量可溶盐离子的存在会通过循环结晶破坏作用加速多孔隙材料的表层风化，不利于文物的长期保存，而且大量可溶盐的存在还会极大地抑制保护剂的保护效果，并极大地缩短有效保护期。大雁塔塔顶砖体风化的主要病害诱因除雨水侵蚀、冻融破坏外，表征最为明显的就是表面泛碱风化。故而在防风化渗透补强处理前，采用脱盐纸浆进行表面脱盐处理。

工艺程序：

①脱盐纸浆

采用文物保护砖体材质专用脱盐纸浆进行表面可溶盐脱除工作。本次脱盐工作主要针对大雁塔檐口上下三至四匹砖及可溶盐明显富集区域展开。

②均匀涂敷砖体表面8～10毫米→遮阳，2～4天自然干燥脱离。

使用材料：上海碧林公司花山牌多孔隙文物材质脱盐纸浆。

效果评估：使用电导率仪或离子色谱仪对脱盐前后砖体中可溶盐就行检测，评估脱盐效果，要求脱盐处理后砖体表面总含盐量小于千分之五，如一次脱盐达不到控盐指标则进行二次脱盐处理。

图5-19　脱盐实施

图5-20　脱盐处理前后对比照片

表17　脱盐处理离子色谱分析表

（5）砖体表面防风化补强处理

处理工艺：对大雁塔塔檐檐口上下三至四匹砖采用硅酸乙酯（R300）加固剂进行表面淋洒至饱和状态的浸渗加固处理，目的在于增加胶接物降低孔隙率，防止砖体的继续风化、增加憎水材料耐久力和形成牢固的化学结合力，间隔20分钟左右进行第2次处理，在间隔半个小时后进行第3次喷淋，保证砖体吸收程度。

使用材料：德国雷马氏公司生产的原装多孔材料保护加固剂REMMERS300。

备注：根据测定R300凝结反应是温度与湿度的函数，它对时间的依赖很大。在一般条件（温度20℃，相对湿度50％）下，一般大约2～4周后出现粘合剂的沉积，防风化补强处理发挥最佳效应。

图5-21　防风化补强处理

（6）表面憎水及其防水处理

处理工艺：表面清理后采用曾在大雁塔前两次处理过程中成功应用的武汉大学有机硅研究所生产的WD-10长链有机硅均匀喷洒大雁塔檐口上下三至四匹砖体表面2～3次，每次喷洒时间间隔20～30分钟，单次喷洒至砖体吸收饱和为止。

使用材料：预配陈化的10％WD-10酒精溶液。

图5-22　防水性能卡斯特瓶检测试验

图5-23　防水处理效果卡斯特吸水率对比图

（7）纴木更换

大雁塔二层的东檐、南檐和北檐，三层的南檐和北檐均存在纴木加筋情况。纴木长度多在0.8～1.5m，厚度一般在5～7cm，宽度一般在12～17cm，少数在34cm。纴木添加位置均在二层或三层的东南两檐的下檐中间位置（由上往下第六匹砖处，0.5m），纴木与纴木之间间隔1.2～1.5m（具体分布情况参见竣工图纸）。原始纴木与砖体之间采用白灰砂浆充填。

图5-24　纴木的抽出情况

图5-25　纴木砖洞原始填充情况

由于历史久远，纴木均出现不同程度的糟朽。经过现场专家论证，本次维修过程中采用原工艺进行更换。通过检测，原始纴木用材非常驳杂，既有榆木、槐木又有杨木，本次统一采用刺槐木进行更换，定制纴木长度1.3m，现场裁剪。

工艺流程：纴木加工→防腐处理→原纴木去除清理→空穴清理→座灰→植入→勾边稳定。

图5-26　砖洞清理

图5-27　纴木的植入

图5-28　定位于勾补

（8）角木更换与风铎安装

①角木更换

大雁塔属于典型的砖砌仿木古建筑，历史上在每层塔檐转角处均有角木，角木顶端外挂风铎。但由于角木糟朽，风铎均已脱落或拆除。本次修缮过程中，经宗教及文物保管部门要求，对28处角木及风铎进行重新更换与安装。

大雁塔原始角木原始长度均在1m左右，宽度16～17cm、厚度5～7cm，所有角木均存在不同程度的糟朽状况，仅靠外部有30～50cm木质残留。安装角木的砖洞深度深度普遍在1.5～2m（层数越高越短），砖洞宽度17～18cm，高度在7cm左右。角木与砖体之间采用灰土填充，靠外20～30cm为白灰砂浆，内部为素土填充。经过树种鉴别，角木采用韧性较好的杉木加工而成。

图5-29　木角梁及其砖洞

图5-30　原始纴木情况

工艺流程：角木加工→防腐处理→原木去除清理→空穴清理→座灰→植入→勾边稳定。（该次纴木采用耐腐蚀性好的楠木加工，长度1.5m）

图5-31　原始纴木情况

②风铎制作与归安

大雁塔保管所保留有明万历三十二年的风铎标本，本次翻模复制工作中采用硅胶精细翻模及响铜铸造的方式对大雁塔一至七层塔檐四角的风铎在木角梁更换的基础上进行了重做与归安处理。所以风铎及其撞针等部件均采用响铜铸造（Cu∶Sn∶Pb=80∶15∶5）。

实施步骤：

硅胶内膜→石膏外模获取→蜡膜制作与修模→铸造→调音→归安

图5-32　明代风铎

图5-33　复制风铎

图5-34　硅胶内膜获取

图5-35　石膏外模