CN105888288B - 一种新型历史建筑石膏制品修复方法 - Google Patents

一种新型历史建筑石膏制品修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型历史建筑石膏制品修复方法，包括以下步骤：(1)数码留档：测量各部位的形状、尺寸，并采用三维激光扫描技术进行制品模型重建；(2)材质分析：对石膏制品进行机理分析和材料分析；(3)绘图成形：结合测量数据和制品模型，采用三维重建技术对花饰石膏制品的进行复原并重建复原模型，3D打印出花饰石膏模型制品，或根据复原模型进行翻模加工复制；(4)制品修复：采用复合修复石膏乳剂对历史建筑石膏制品进行修复。本发明采用独特的石膏乳剂能够很好的与原有石膏材质相结合，具有优异的修复效果，保证原有石膏制品的风格样式、使材料工艺、肌理质感接近原有历史信息。

Description

一种新型历史建筑石膏制品修复方法
技术领域
本发明属于建筑物装饰修复技术领域，具体涉及一种新型历史建筑石膏制品修复方法。
背景技术
石膏是单斜晶系矿物，是主要化学成分为硫酸钙(CaSO4)的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。
传统的建筑行业一般采用的建筑石膏是由二水石膏在一定温度下加热脱水，并磨细制成的以β-半水石膏为主要组成的气硬性胶凝材料，将天然二水石膏在不同的温度下煅烧可得到不同的石膏品种，如将天然二水石膏在107～170℃的干燥条件下加热可得建筑石膏。
石膏自被发现以来，一直被用于用于室内抹灰，粉刷，雕塑等建筑作业，特别是中国近现代时期，中西方建筑文化的结合，使得传统的木制建筑逐渐被砖石建筑取代，建筑石膏被广泛的应用于近现代的建筑装饰材料，如由于特定的历史原因，在当今社会中存在的一些历史遗留建筑等，此类建筑代表了特定历史时期的特定历史意义，但是由于年代久远，这些建筑回由于各种原因，造成破损、风化，甚至局部坍塌。
由于历史建筑的特定历史意义，这些历史建筑需要修缮，但是修补过程中，不可掩盖其本来的历史面貌，也就是说，修复之后要求历史建筑体现其原来的历史风貌。在近代历史建筑中，存在一部分欧洲风格的历史建筑，这些建筑历经百年，其内部结构已经破损，尤其是内部的石膏制品已经发黑、霉变、剥落、破损，或构造牢固性能较差，存在安全隐患等，因此急需进行修复，而现有的建筑技术，如专利CN101424129A公开了一种历史建筑石膏花饰制品的修复方法，但这种修复方法存在较大误差，无法达到修复其历史原貌的效果，且操作不放方便、施工量大，增大了修复成本。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种新型历史建筑石膏制品修复方法，本发明的修复方法是一种保护性修复，其风格式修复的实质就是一种复制，该修复方法力求修复与完善其历史价值形成的部分信息源的原真性，具有优良的历史建筑修复效，采用了原真性和风格性不同方式的修复方法对其进行了修缮改造，既注重保证原有石膏制品的风格样式、也尽力使材料工艺、肌理质感接近原有历史信息。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种新型历史建筑石膏制品修复方法，包括以下步骤：
(1)数码留档：确定花饰石膏制品各部位的形状、尺寸，记录测量数据，拍照留档，然后采用三维激光扫描技术进行制品模型重建；
(2)材质分析：在石膏制品处取样，进行机理分析和材料分析，确定石膏花饰的材质特性；
(3)绘图成形：结合测量数据和制品模型，确定花饰的风格、编号、名称、图形、比例，采用三维重建技术对花饰石膏制品的进行复原并重建复原模型，利用3D打印技术根据复原模型打印出花饰石膏模型制品，或根据复原模型进行翻模加工复制；
(4)制品修复：对照打印的花饰石膏模型制品或翻模制品样式，采用复合修复石膏乳剂对历史建筑石膏制品进行局部保护性修复和整体分区拆除修复。
进一步地，所述局部保护性修复工艺为：采用羊毛刷和砂皮将花饰石膏制品表面的污垢及涂层清除，将破损处修裁成形，先采用粘结力较强的清油滋润原基层，再采用复合修复石膏乳剂逐步批嵌进行修补，大于8cm2的孔洞则采取纤维石膏板裁成各洞口形状尺寸后，利用原石膏反哺粘结安装、嵌缝处理。
进一步地，所述整体分区拆除修复工艺为：对整体花饰石膏制品在建筑空间内的位置数据进行留档、拍照，在平面布置上进行绘图、编号，并在原结构处做标记，以保证各个部分的吊顶能够准确的恢复原位；将花饰石膏制品在正面进行分区、分块整体加固，分块拆除过程后将其搁置在满堂脚手架上并，小心吊装至地上妥善安置；采用羊毛刷和砂皮将花饰石膏制品表面的污垢及涂层清除，将破损处修裁成形，先采用粘结力较强的清油滋润原基层，采用复合修复石膏乳剂逐步批嵌进行修补，大于8cm2的孔洞则采取纤维石膏板裁成各洞口形状尺寸后，利用原石膏反哺粘结安装、嵌缝处理；将修复好的花饰石膏制品按照原分区、分块的位置编号直接吊装至原位置安装后，在背面坞帮整体加固。
进一步地，所述3D打印材料为建筑石膏。
进一步地，所述翻模加工采用硅胶泥在原相近花饰上制作阴模，再用玻璃钢反制成阳模，然后石膏成型加工。
进一步地，所述复合修复石膏乳剂由β型半水石膏55-65wt％、苯丙乳液4-6wt％、硫酸亚铁5-7wt％、聚丙烯酰胺2-5wt％、氯酸钠3-8wt％、亚硝酸钠2-5wt％、硝酸铝5-7wt％、柠檬酸0.1-0.3wt％、聚乙烯醇胶粉1-2wt％和去离子水8-12wt％在使用时复配聚合而成。
进一步地，所述复合修复石膏乳剂还包含作为表面改性剂的0.1-0.2wt％的钡的氧化物。
进一步地，所述复合修复石膏乳剂由β型半水石膏58-62wt％、苯丙乳液4-5wt％、硫酸亚铁6-7wt％、聚丙烯酰胺3-4wt％、氯酸钠6-8wt％、亚硝酸钠2-3wt％、硝酸铝5.5-6wt％、柠檬酸0.1-0.2wt％、聚乙烯醇胶粉1.2-1.5wt％和去离子水9-10wt％在使用时复配聚合而成。
进一步地，所述复合修复石膏乳剂的聚合工艺为：常温常压下，在反应容器中加入苯丙乳液、去离子水、和一半量的β型半水石膏和一半量的聚乙烯醇胶粉混合均匀；在搅拌过程中向混合物中加入硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、氯酸钠、硝酸铝，反应放热发生聚合，反应2-3小时温度上升至40℃左右时，产品为白褐色粘稠透明液体；继续加入亚硝酸钠、柠檬酸、剩余一半量的β型半水石膏和一半量的聚乙烯醇胶粉，继续搅拌，温度继续上升到50℃左右，熟化2～3小时，即得复合修复石膏乳剂。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的新型历史建筑石膏制品修复方法，采用独特的石膏乳剂具有较高的粘结性和再塑性，能够很好的与原有石膏材质相结合，可完美的修复与完善其历史价值形成的部分信息源的原真性，本发明具有优良的历史建筑修复效果，保证原有石膏制品的风格样式、也尽力使材料工艺、肌理质感接近原有历史信息。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。
本实施例以在**18号室内石膏吊顶的修缮为例，采用新型历史建筑石膏天花板修复方法，包括以下步骤：
(1)数码留档：确定花饰石膏天花板各部位的形状、尺寸，记录测量数据，拍照留档，然后采用三维激光扫描技术进行制品模型重建；
(2)材质分析：在石膏天花板处取样，进行机理分析和材料分析，确定石膏花饰的材质特性；
(3)绘图成形：结合测量数据和制品模型，确定花饰的风格、编号、名称、图形、比例，采用三维重建技术对花饰石膏天花板的进行复原并重建复原模型，采用建筑石膏为打印材料，利用3D打印技术根据复原模型打印出花饰石膏模型制品，或根据复原模型进行翻模加工复制；
(4)制品修复：修复人员参考打印的花饰石膏模型制品或翻模制品，采用复合修复石膏乳剂对历史建筑石膏天花板进行局部保护性修复和整体分区拆除修复。
其中，所述局部保护性修复工艺为：采用羊毛刷和砂皮将花饰石膏天花板表面的污垢及涂层清除，将破损处修裁成形，先采用粘结力较强的清油滋润原基层，再采用复合修复石膏乳剂逐步批嵌进行修补，大于8cm2的孔洞则采取纤维石膏板裁成各洞口形状尺寸后，利用原石膏反哺粘结安装、嵌缝处理。
其中，所述整体分区拆除修复工艺为：对整体花饰石膏天花板在建筑空间内的位置数据进行留档、拍照，在平面布置上进行绘图、编号，并在原结构处做标记，以保证各个部分的吊顶能够准确的恢复原位；将花饰石膏天花板在正面进行分区、分块整体加固，分块拆除过程后将其搁置在满堂脚手架上并，小心吊装至地上妥善安置；采用羊毛刷和砂皮将花饰石膏天花板表面的污垢及涂层清除，将破损处修裁成形，先采用粘结力较强的清油滋润原基层，采用复合修复石膏乳剂逐步批嵌进行修补，大于8cm2的孔洞则采取纤维石膏板裁成各洞口形状尺寸后，利用原石膏反哺粘结安装、嵌缝处理；将修复好的花饰石膏天花板按照原分区、分块的位置编号直接吊装至原位置安装后，在背面坞帮整体加固。
(5)饰面涂层：石膏天花板修复完成后，对饰面进行涂层保护，具体工艺包括：材料按照一定比例采用石灰浆+水+胶，再加注黄色颜料、墨汁等色素原料，利用机械充分调和成石灰涂料；制作色板小样，对比确认材质表面的泛黄色系和带有微颗粒的纹路肌理；涂饰采用8-16管的羊毛排笔刷涂，刷纹按照一定的方向；石灰涂料依次涂刷三度，每度涂刷后用塑料软质球体海绵按照刷纹方向和一定力度反复顺纹旋转摩擦，直至将其擦干，以形成石灰涂层表面的颗粒与细腻的质感纹路，使其表面呈现粗糙颗粒状及石灰质泛黄的古旧肌理。
本实施例的一个方面，所述翻模加工采用硅胶泥在原相近花饰上制作阴模，再用玻璃钢反制成阳模，然后石膏成型加工。
本实施例的一个方面，所述复合修复石膏乳剂由β型半水石膏55-65wt％、苯丙乳液4-6wt％、硫酸亚铁5-7wt％、聚丙烯酰胺2-5wt％、氯酸钠3-8wt％、亚硝酸钠2-5wt％、硝酸铝5-7wt％、柠檬酸0.1-0.3wt％、聚乙烯醇胶粉1-2wt％和去离子水8-12wt％在使用时复配聚合而成。
优选地，所述复合修复石膏乳剂由β型半水石膏58-62wt％、苯丙乳液4-5wt％、硫酸亚铁6-7wt％、聚丙烯酰胺3-4wt％、氯酸钠6-8wt％、亚硝酸钠2-3wt％、硝酸铝5.5-6wt％、柠檬酸0.1-0.2wt％、聚乙烯醇胶粉1.2-1.5wt％和去离子水9-10wt％在使用时复配聚合而成。
更为优选地，所述复合修复石膏乳剂由β型半水石膏60wt％、苯丙乳液4wt％、硫酸亚铁6wt％、聚丙烯酰胺4wt％、氯酸钠6.5wt％、亚硝酸钠2.5wt％、硝酸铝6wt％、柠檬酸0.2wt％、聚乙烯醇胶粉1.3wt％和去离子水9.5wt％在使用时复配聚合而成。
本实施例的一个方面，所述复合修复石膏乳剂的聚合工艺为：常温常压下，在反应容器中加入苯丙乳液、去离子水、和一半量的β型半水石膏和一半量的聚乙烯醇胶粉混合均匀；在搅拌过程中向混合物中加入硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、氯酸钠、硝酸铝，反应放热发生聚合，反应2-3小时温度上升至40℃左右时，产品为白褐色粘稠透明液体；继续加入亚硝酸钠、柠檬酸、剩余一半量的β型半水石膏和一半量的聚乙烯醇胶粉，继续搅拌，温度继续上升到50℃左右，熟化2～3小时，即得复合修复石膏乳剂。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种新型历史建筑石膏制品修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)数码留档：确定花饰石膏制品各部位的形状、尺寸，记录测量数据，拍照留档，然后采用三维激光扫描技术进行制品模型重建；
(2)材质分析：在石膏制品处取样，进行机理分析和材料分析，确定石膏花饰的材质特性；
(3)绘图成形：结合测量数据和制品模型，确定花饰的风格、编号、名称、图形、比例，采用三维重建技术对花饰石膏制品的进行复原并重建复原模型，利用3D打印技术根据复原模型打印出花饰石膏模型制品，或根据复原模型进行翻模加工复制；
(4)制品修复：对照打印的花饰石膏模型制品或翻模制品，采用复合修复石膏乳剂对历史建筑石膏制品进行局部保护性修复和整体分区拆除修复；
其中，所述复合修复石膏乳剂由β型半水石膏58-62wt％、苯丙乳液4-5wt％、硫酸亚铁6-7wt％、聚丙烯酰胺3-4wt％、氯酸钠6-8wt％、亚硝酸钠2-3wt％、硝酸铝5.5-6wt％、柠檬酸0.1-0.2wt％、聚乙烯醇胶粉1.2-1.5wt％和去离子水9-10wt％在使用时复配聚合而成；
所述复合修复石膏乳剂的聚合工艺为：常温常压下，在反应容器中加入苯丙乳液、去离子水、和一半量的β型半水石膏和一半量的聚乙烯醇胶粉混合均匀；在搅拌过程中向混合物中加入硫酸亚铁、聚丙烯酰胺、氯酸钠、硝酸铝，反应放热发生聚合，反应2-3小时温度上升至40℃左右时，产品为白褐色粘稠透明液体；继续加入亚硝酸钠、柠檬酸、剩余一半量的β型半水石膏和一半量的聚乙烯醇胶粉，继续搅拌，温度继续上升到50℃左右，熟化2～3小时，即得复合修复石膏乳剂。
2.根据权利要求1所述的新型历史建筑石膏制品修复方法，其特征在于，所述局部保护性修复工艺为：采用羊毛刷和砂皮将花饰石膏制品表面的污垢及涂层清除，将破损处修裁成形，先采用粘结力较强的清油滋润原基层，再采用复合修复石膏乳剂逐步批嵌进行修补，大于8cm2的孔洞则采取纤维石膏板裁成各洞口形状尺寸后，利用原石膏反哺粘结安装、嵌缝处理。
3.根据权利要求1所述的新型历史建筑石膏制品修复方法，其特征在于，所述整体分区拆除修复工艺为：对整体花饰石膏制品在建筑空间内的位置数据进行留档、拍照，在平面布置上进行绘图、编号，并在原结构处做标记，以保证各个部分的吊顶能够准确的恢复原位；将花饰石膏制品在正面进行分区、分块整体加固，分块拆除过程后将其搁置在满堂脚手架上并，小心吊装至地上妥善安置；采用羊毛刷和砂皮将花饰石膏制品表面的污垢及涂层清除，将破损处修裁成形，先采用粘结力较强的清油滋润原基层，采用复合修复石膏乳剂逐步批嵌进行修补，大于8cm2的孔洞则采取纤维石膏板裁成各洞口形状尺寸后，利用原石膏反哺粘结安装、嵌缝处理；将修复好的花饰石膏制品按照原分区、分块的位置编号直接吊装至原位置安装后，在背面坞帮整体加固。
4.根据权利要求1所述的新型历史建筑石膏制品修复方法，其特征在于，所述3D打印材料为建筑石膏。
5.根据权利要求1所述的新型历史建筑石膏制品修复方法，其特征在于，所述翻模加工采用硅胶泥在原相近花饰上制作阴模，再用玻璃钢反制成阳模，然后石膏成型加工。
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