使用渗透型密封剂保护历史建筑:为文化遗产构筑无形盾牌

2026-02-03


了解如何利用硅烷/硅氧烷等渗透型密封剂保护历史建筑,使其免受水害、盐蚀与冻融破坏。本方案不改变原貌,实现透气性保护,符合文物修复伦理。

历史建筑是无可替代的岁月史书,但它们持续遭受着水、盐分、污染和冻融循环的侵蚀。现代保护措施必须在提供坚固防护与绝对尊重原始建材之间取得平衡。使用渗透型密封剂保护历史建筑的理念,不仅高效,而且在保护伦理上至关重要。与形成表面隔膜的涂层不同,这种先进材料从内部发挥作用,提供持久的“隐形”防护,契合文物保护的核心理念。

 

核心威胁:水如何破坏历史砌体

水是历史砌体结构风化最主要的媒介,其破坏方式包括:

1.冻融剥落: 水渗入孔隙,结冰膨胀,从内部撑裂材料。

2.盐结晶破坏: 水溶解来自土壤或空气中的盐分,将其带入墙体,水分蒸发后盐分结晶膨胀,产生巨大内应力导致表面粉化(泛碱与暗析)。

3.生物滋生: 潮湿表面促进藻类、苔藓、地衣生长,它们会滞留水分并分泌酸性物质。

4.金属锈蚀: 水分加速内部铁件锈蚀,体积膨胀导致周边砌体开裂。

 

为何传统涂料常常失败(甚至有害)

传统的成膜型涂料会在基材表面形成连续膜层,这对历史建筑存在问题:

1.内部潮湿: 阻碍内部水汽逸散,导致水汽压力积聚、涂层鼓泡剥落,更迫使水分在墙体内部寻找新的破坏性渗出路径。

2.改变外观与质感: 改变历史材料的颜色、光泽和触感,掩盖其真实风貌。

3.不透气: 阻碍多孔砌体自然的“呼吸”过程,这对墙体健康至关重要。

4.难以逆转: 去除时通常需要使用可能损伤原始基材的苛刻方法。

 

渗透保护的科学:硅烷/硅氧烷密封剂如何工作

硅烷和硅氧烷化学为基础的渗透型密封剂,提供了一种根本不同、兼容性更高的解决方案。它们是低粘度液体,施涂于表面。

1.深层毛细孔渗透: 其小分子结构使其通过毛细作用被吸入砌体材料的孔隙深处,通常可达2-10毫米或更深。

2.原位增水转变: 在孔隙内部,活性分子与矿物基材及大气中的水分发生化学反应。

3.形成憎水网络: 该反应在孔隙内壁形成稳定的、三维的增水性硅树脂网络。孔隙本身保持畅通。

4.最终效果: 显著降低毛细孔系统内的材料表面能。液态水被阻隔在外形成水珠,而水蒸气可以自由通过。实现了真正的透气性

 

对历史建筑保护的核心优势

1.保持原真性: 不形成可见膜层,保持砖石原有的外观、质感与色彩,是“隐形处理”。

2.透气性: 最关键的特性。允许建筑“呼吸”,使内部潮湿得以蒸发,从而避免冷凝水及盐分在保护层后侧积聚破坏。

3.耐久性与长效性: 保护层位于材料内部,避免了紫外线直射和物理磨损,防护效果可持续10-20年或更长。

4.减少盐害与冻融破坏: 通过保持砌体相对干燥,极大减少了盐分结晶和冻融循环的发生。

5.兼容性: 与砌体中常见的硅酸盐矿物发生化学键合,成为基材的一部分而非仅仅是附着层。

 

关键产品考量:硅烷 vs. 硅氧烷

1.硅烷: 分子更小,渗透最深。适用于致密砂岩、花岗岩等细密材质。通常提供最强的增水性。

2.硅氧烷/低聚硅氧烷: 分子稍大,形成的树脂网络更具柔韧性。非常适合石灰岩、砖、抹灰等多孔材料,在渗透深度与耐久性间取得良好平衡。

3.乙基硅酸盐: 一种特定类型,更多用于酥粉化砂岩的加固,因其能在孔隙内沉积增强性的二氧化硅。

 

最佳施工实践

1.详细勘察: 必须由专业人员诊断建筑状况、水源及盐分含量。

2.基面处理: 至关重要。表面必须清洁,但严禁使用可能损伤历史本体的喷砂等方式。应采用低压水清洗或敷贴脱盐等温和方法。

3.适宜条件: 在干燥墙体上,于温和气温下施涂。

4.均匀施涂: 通常采用低压喷涂,以达到充分均匀饱和且不流挂。

5.养护: 需要24-48小时干燥天气以完成化学反应。

 

结论:“保护而非覆盖”的理念

使用渗透型密封剂保护历史建筑,代表了一种从表面遮盖到科学、基材层面干预的转变。它体现了文物保护中最小干预、兼容性、可逆性的原则。选择渗透型硅烷/硅氧烷技术,保护者和建筑师不仅仅是在使用一种产品,更是在运用一种精密的策略,在尊重其原始本质的同时,延长我们建筑遗产的生命。

 

此类先进保护化学品的开发,依赖于精密的原材料。江西大凯新材料股份有限公司在有机硅化合物领域的专业知识,包括用于高性能硅烷/硅氧烷配方的各类中间体,为此类敏感而至关重要的保护工作所需的创新提供了支持。

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