2009-4-1
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一. 古木建筑的防腐与防腐剂
众所周知，木材易于为霉菌腐蚀而致糟朽。当菌类的孢子附着于木材上，并侵入到内部组织中去时，只要温度和湿度适宜，腐菌的孢子就发芽而产生菌丝。在这种菌丝所分泌的酵素的作用下，木材中的纤维素和木质素等组份将会被分解或者被吸收，进而使木材腐烂。
防腐剂是指能保护木材，免受菌、虫等生物损害的化学药剂，一般都含有杀菌或杀虫成分。防腐剂可分无机和有机两大类，无机药剂主要是一些水溶性盐类。现在多采用几种不同成分的材料进行复配，以改善性能，提高药效。有机药剂又分为油类和有机溶剂型药剂两类。
（2）水溶性防腐剂
水溶性防腐剂以各种无机盐为主，是目前世界上应用广泛、种类最多，同时也是人类历史上使用最早的一种防腐剂。
水溶性防腐剂可分为：单一防腐剂和复合防腐剂。
1、 单一水溶性防腐剂
单一水溶性防腐剂的种类很多，据有关资料介绍，有氯化物、氟化物、硼化物、砷化物、铬盐、铜盐、五氯酚钠、烷基铵化合物（AAC）等。
⑴ 五氯酚钠〔C6Cl5Ona（简写PCPNa）〕为白色针状或鳞片状结晶，熔点3730C，易溶于水（水中溶解度为22.4g/100ml）、甲醇、乙醇和丙酮。水溶液呈弱碱性，加酸酸化时析出五氯酚（PCP）。
五氯酚钠对木腐菌有较好的毒效。一般用作木材表面处理的防霉、防腐、防治变色菌的药剂。
五氯酚钠对人畜毒性较低，LD50为100g/Kg。对黏膜和皮肤有刺激，应做好劳动保护。
（2）烷基铵化合物（AAC）：为长链季铵盐和叔铵盐的总称，是80年代初由新西兰林研所研究成功的一类高效低毒的新型木材防腐剂，对菌、虫都有很好的毒效。溶液性质稳定，在木材中固着良好，能抗流失。处理后木材保持本色，对金属无腐蚀，不影响油饰。
实验表明，烷基二甲基苄基氧化铵对多种木材腐朽菌有毒效，作为广谱木材防腐剂有着广阔前景。
2、 复合型水溶性防腐剂：
人们在长期实践中逐渐认识到，把两种或两种以上的不同性质的盐类按一定比例混合，不但能克服使用单一盐类的不足，而且能产生协同效应，形成新的特性。
目前世界上已有数百种复合型防腐剂，采用的药剂和配比大同小异。现介绍下面几种：
（2） 酸性铬酸铜（ACC）：是国际上常用的一种水溶性防腐剂，在欧洲称赛尔苦（Celcuren），在美国则称酸性铬酸铜（ACC）。其配比是：硫酸铜45％＋重铬酸钠50％＋醋酸5％。
当ACC渗透入木材后醋酸挥发，铜与铬盐生成不溶于水的铬酸铜，沉积于木材细胞中，一旦木腐菌分泌微酸性酶液时，药剂又变成溶解状态而起杀菌作用。一般使用浓度为2～3％，吸药量为8～12/M3。
该药剂的优点是：对所有木腐菌都有毒效，其缺点是处理后木材呈褐色。为了增加杀虫能力，在配方中加入适量的砷盐，即可制成性能优良、如今闻名世界的铜铬砷复合剂（CCA）。
（2）铜铬砷复合剂（CCA）：当今世界上最著名的水溶性复合防腐剂。自1938年首获专利，发展至今已有60年历史。这种防腐剂的国外名称有Celevre A, Tanalith C和K33等。当该药浸注到木材中后，能相互作用，生成不溶于水的化合物(如铬酸铜等)，固着在木材细胞中，不随雨水流失，是一种快速固定型药剂，具有较高的杀菌、杀虫毒性。处理后的木材表面呈灰绿色，无臭味，能再次油漆，对人畜的毒性低。
CCA防腐剂由含砷化合物、含铬化合物及铜化合物组成。其中，砷是杀灭木腐菌和害虫的主要毒性物质，加入硫酸铜不但能提高毒效，而且能增强抗流失性。铬化合物是氧化剂，能与其它金属盐作用而生成不溶于水的化合物，使药剂固定在木材组织中。
目前世界上应用最多的是CCA－C型。其配比为：氧化铬（CrO3）47.5，氧化铜（CuO）18.5，五氧化二砷（AS2O5）34.0，一般用量为4.0/M3。
（二）油类和有机溶剂型防腐剂
1、 油类防腐剂
木材常用防腐油主要有克里苏油和煤焦油，由于多种原因而在古建保护中很少使用。
2、 有机溶剂型防腐剂是一种具有杀菌、杀虫毒效的有机化合物，能溶于有机溶剂，有机溶剂为药剂的浸注载体，将药剂带入木材中，这一种药剂渗透性比水溶性药剂好。
有机溶剂型防腐剂种类很多，在此就不一一介绍了，现就常用的有机锡化合物介绍如下：
有机锡化合物有几百种，其中效果较好的仅有三丁基氧化锡。三丁基氧化锡简称TBTO，为无色或微黄色透明液体，沸点186～1900C，密度1.169～1.172g/cm3,溶于苯和溶剂汽油，不溶于水。LD50为132mg/Kg，对人畜有毒。
三丁基氧化锡毒杀能力很强，比五氯酚大20倍，且毒效期长。使用浓度0.1～0.5％，吸药量如达到1Kg/m3时，能有效地防治木材蠹虫的危害。目前主要用作建筑木材的杀虫、防虫、防腐等处理，效果很好。
二.古木建筑的防火与防火剂
几千年来，中国建筑，大至宫殿、庙宇，小至民居，尽管规模不同，质量有别，但共同之处都是以木构架为主体。众所周知，木构件容易着火，因此，对古木建筑的保护来说，防火问题显得尤为重要。
古木建筑的防火工作，一定要坚持 以防为主、以消为辅 的方针。在古建筑物内及周围应设消防设施，如安置各种灭火器、蓄水池以及防火管道与消火栓。经常检查，及时排除隐患。另一方面，给古建筑木构件涂刷防火涂料，以提高其耐火性能，也是重要和必要的措施。
古木建筑的防火，从古至今积累了不少经验。公元前约450年时，已把明矾用作阻燃剂。1735年，使用明矾、硼砂等物作防火剂。18世纪时用明矾、食盐、硫酸亚铁和五倍子的混合液作阻燃剂。19世纪后半期，用水玻璃和硼砂浸注木材，既起到加固作用，又有阻燃效果。一直到20世纪70年代，水玻璃仍被用作木材的阻燃剂。
目前防火涂料一般采用不燃烧或难燃烧的树脂制成，常用的有过氯乙烯树脂、酚醛树脂和氨基树脂等。另外还有一种涂料叫自熄性树脂。它们在受热时能分解出可抑制火焰的气体，而致使火焰熄灭。如用四溴苯二甲酸酐制成的醇酸树脂和用四溴双酚制成的环氧树脂等，它们在燃烧时，可分解出溴化氢气体，从而达到抑制火焰或熄灭火焰的目的。
在防火涂料中，如加上适当的辅助材料，则防火效果会更好。例如：
1、根据二氧化碳、氨气、氯气等不燃气体所固有的特性，在防火涂料中加入受热能产生这类气体的辅助材料，从而达到熄火的目的。此类辅助材料有氯化石蜡、五氯联苯、磷酸铵、硫酸三甲酚等。
2、加入一些遇热能生成厚泡沫层的辅助材料，隔绝火源，防止继续燃烧。常用的发泡剂有硼酸锌、磷酸三氢铵等。
3、根据一些低熔点无机物遇火熔化成玻璃层，可使物件表面与火焰隔绝的原理，在防火涂料中加入硼酸钠、硅酸钠、玻璃粉之类的物质，遇火时可以封闭物体的表面，不致引起火灾。
古建筑防火涂料研究虽然取得了一些成果，但效果仍不是十分理想，需进一步研究。
三.白蚁的防治与防蚁剂
白蚁是世界性害虫，分布在热带和亚热带地区，世界五大洲都有白蚁分布。我国长江以南各地区几乎均有白蚁分布。
由于我国古建筑是由砖、木结构组成，且大多座落在山林、园圃之中，环境阴湿，极易成为白蚁的孳生地。尤其在我国长江中下游和南方地区的木构建筑，白蚁蚁患十分普遍。如江苏南通天宁寺、杭州六合塔、苏州轩辕宫、泉州开元寺、宁波报国寺、贵州遵义纪念馆等，都曾发生严重的白蚁危害，致使有的木柱、角梁、地板、门窗、塑像彩画等，被蛀蚀得满目疮痍，有的甚至已蛀蚀一空，使一些珍贵文物遭受无可挽回的重大损失。因此，防治白蚁对古建筑的危害，是文保工作的一项重要内容。
国内、外学者对白蚁防治做了大量工作，积累了不少经验，目前可采用以下几种措施：
1、 设坑投饵诱杀
在白蚁经常活动处挖掘诱杀坑，放置松木，并洒上糖水盖上覆盖物，将白蚁引诱到坑内，喷洒灭蚁灵粉剂于白蚁身上，再盖上覆盖物，利用其生活习性将药粉传递到其它白蚁身上，达到全巢白蚁死亡之目的。
2、 毒土处理
在建筑物基础四周，距墙基外侧1～2米，深1米、宽0﹒6米处挖封锁沟，并于回填灰土前施药，一般按1﹒5～2％的氯丹乳剂与填土混合，形成一道连续的屏障。
3、 化学药剂毒杀法
化学药剂毒杀是防治白蚁最为有效和普遍使用的一种方法。目前我国常用的白蚁防治剂，主要有水溶性砷酸盐、氯丹乳液、氯丹油剂、二氯苯醚菊酯、灭蚁灵和熏蒸剂等几种。这些药剂如砷酸盐、氯丹在国外已禁用，国内尚未禁止。这些药剂对白蚁有很好的杀灭作用，但遗憾的是对古建筑彩画有副作用、对人畜毒性强等缺点。某些拟除虫菊酯，虽刺激性小、毒性低，但稳定性差，易受酸碱作用而分解，所以耐久性不理想。为了寻求适用于古建筑白蚁的防治方法，南京博物院文物保护技术研究所，研制成功新型的多功能白蚁防治剂－灭蚁净。
灭蚁净系中草药提取液与新型有机磷复配的白蚁防治剂，将中国传统白蚁防治药物与现代杀虫药物相结合，找到了一条新的白蚁防治途径。
自1995年以来，我们用灭蚁净处理了南通天宁寺、苏州轩辕宫、江阴文庙、无锡薛福成故居、南京太平天国干王府、遵义纪念馆等几十处古建筑，经多年观察，效果显著，未发现新的白蚁蚁害。
最近国外学者研究成功生物防治白蚁的方法，采用微生学疫菌杀灭白蚁。这种疫菌喷涂在木材表面后，可保持活性数天。白蚁表皮上染上疫苗，可带入巢穴，传染给其它白蚁。疫苗穿透白蚁表皮，以白蚁体液为生长环境，破坏白蚁的生理机能而致其死亡，效果令人满意。
四.古建筑的除草与除莠剂
古建筑的屋顶多是由瓦件覆盖的，瓦垄、瓦缝的勾缝灰，年久会自然脱落、积土、生草。因而多年失修的古建筑的瓦顶上，生草、长树的现象比比皆是。草、树根系可以穿破瓦顶，破坏瓦顶防护层的完整性，形成漏雨的通道，使古建筑屋面灰板层积水，会促使木构件腐烂。此外，还会引起砖、瓦、石头、灰泥内部可溶性盐的溶解与结晶，导致它们酥粉。另外，由于植物的新陈代谢作用，枯朽的部分因分解而造成的腐殖土以及腐殖酸，也增加了对古建筑构件的腐蚀破坏作用。
瓦顶除草分人力拔除和化学药剂灭除两种方法。人力拔除主要选择春天和初秋进行。尽可能连根拔去，必须年年坚持才能有效。古人所谓 每岁岁修，三伏与十月拔草，春季淘修 就是说的这回事。目前化学除莠剂效果较为显著，许多除莠剂已在古建筑上得到应用。
化学除莠剂已有好几百种，根据它们对植物的作用可分成两大类：即选择性除莠剂和灭生性除莠剂。对古建筑来说，一切草木均需根除，所以应选用灭生性除莠剂。这些除莠剂应效力高、使用方便、对人畜毒性小、对古建无副作用。目前常用的有以下几种：
1、 2，4－二氯苯氧乙酸（2，4－D）( Cl－ o －OCH2COOH )：纯品是白色晶体，无臭，熔
Cl点141oC。工业品略带酚气味。难溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。农业上用作除草剂和植物生长刺激剂。常加工成钠盐、铵盐的液剂、粉剂和乳剂等使用。
Cl
2、 2，4，5－三氯苯氧乙酸（Cl－ o －OCH2COOH）
Cl
Cl Cl
3、 2－甲基－四氯苯氧乙酸（Cl－ o －OCH2COOH）
Cl CH3
4、 2，4－二氯苯氧乙酸，又称2，4－滴丁酯（Cl－ O OCH2COOC4H9）
Cl
以上这些高效、低毒、安全的灭生性除莠剂，均系氯代苯氧乙酸类，自50年代发现2，4－D除草活性以来，该产品常兴不衰。现在已很少使用2，4－D，而是加工成盐类和酯类，其中2，4－D丁酯的活性最高。还有氯酸盐、硼酸盐及许多新型的化学除莠剂可供使用。
五.油漆、彩画的防光老化
中国古建筑不仅形式优美、气势雄伟，而且画梁雕栋，色彩鲜艳，非常华丽。由于日晒雨淋、有害气体污染、温湿度变化等因素，古建筑上的油漆、彩画会出现老化现象，如漆皮龟裂、起翘、剥落、失去光泽及褪色、变色等。而促使油漆老化的最有害因素，是光的照射。
目前，防止油漆老化的最有效办法，是在油漆中添加适量的紫外线吸收剂。紫外线吸收剂是一类能吸收紫外光波，或减少紫外光透射作用的化学物质。它能强烈地吸收高能量的紫外线，并进行能量的转换，以热的形式把能量放出，从而保护高分子材料免受紫外线的破坏。
（一）、紫外线吸收剂的选择
紫外线吸收剂的种类很多，按其化学结构大至可分为如下五类：
1、 多羟基苯酮类：这是一类品种最多的紫外线吸收剂，具有相当强的紫外线吸收的能力，吸收波长范围较宽，还有光、热稳定性较好，与树脂相溶性好等特点。目前国内生产的有：UV－531（2－羟基－4－正辛氧基－二苯甲酮）、UV－9（2－羟基－4－甲氧基－二苯甲酮）、还有UV－24、MA、HCB等。
2、 水杨酸苯酸酯类
3、 苯并三唑类
4、 络合物类
5、 磷酰类
虽然紫外线吸收剂种类很多，但它们所吸收的紫外线波长的范围是各不相同的，另外各种油漆对紫外线最敏感的波长也有差异。因此，选择什么样的紫外线吸收剂添加到油漆中最有效，这就要根据具体的油漆种类和性质以及紫外线的种类和性质而定。实践证明，紫外线吸收剂UV－9（2－羟基－4－甲氧基－二苯甲酮），加到所用油漆中时，能提高耐光老化能力，延长其使用寿命。
加入油漆涂层的紫外线吸收剂应具备下列性能：
（1）首先要求在300－400mu之间波长范围内有强烈吸收紫外线能力；
（2）在紫外线作用下，吸收紫外线物质本身应有良好的光、热稳定性和化学稳定性；
（3）紫外线吸收剂本身尽可能是无色的；
（4）紫外线吸收剂应能溶解于所使用的溶剂内，特别是溶解于稀释剂内；
（5）紫外线吸收剂应与加入油漆成分内的多数配合剂相溶，避免渗出；
（6）紫外线吸收剂应具染色性、挥发性、并且毒性小。
经筛选和实验，证明紫外线吸收剂UV－9（2－羟基－4－甲氧基－二苯甲酮）加入所用油漆中时，能基本符合上述要求，并提高耐光老化能力，延长使用寿命。
（二）、紫外线吸收剂加入油漆内的方法
1、 聚合方法：如果用聚合方法制备粘合剂，可以把紫外线吸收剂加入单体内。例如，在制备聚苯乙烯时，先将紫外线吸收剂加入苯乙烯单体内，这时它们很容易混合，加入的UV－24（2、2－二羟基－4－甲氧基二苯甲酮）不会影响过氧化物催化的聚合反应。
2、混合法：是最常用、简便的方法，将紫外线吸收剂加入到油漆组份的稀释剂或者增塑剂内，调匀即可。
（三）、紫外线吸收剂的用量
紫外线吸收剂用量的多少，与紫外线吸收剂的结构（种类）、聚合物（油漆）的性质以及喷涂的厚度有关。例如，以聚氯乙烯为基的薄膜用量是：每平方米加入UV－24吸收剂为1.1～3.3克。在厚0.025毫米的薄膜中，紫外线吸收剂浓度为3～5％，而在厚0.25毫米的薄膜中则是0.3～0.5％。
以聚氯乙烯为基体的薄膜，经紫外灯照射试验，发现未含紫外线吸收剂的对比样品，经14小时出现第一个降解斑点，而含有UV－24的样品，出现上述降解斑点的时间则在照射680小时和1800小时之后。
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