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曲阜市参与科技部国家重点研发计划项目:《明清官式建筑营造技艺科学认知与本体保护关键技术研究与示范》

作者:办公室日期:2021-09-02点击:

中国明清官式建筑遗产具有鲜明的文化地域特征,不仅是中华文明的重要载体,而且还显著影响了日、韩、泰、缅等东亚国家。开展明清官式建筑营造技艺认知及建筑遗产修复材料关键技术与应用,将大幅度提升我国优秀建筑遗产的耐久性、延长使用寿命,保持建筑遗产长期留存。

一、强强联合,顺利立项。为提升我国对明清官式建筑的科学认知水平和本体保护关键技术,并通过在遗产地的应用示范推动相关成果转化,带动我国建筑遗产保护领域向更广范围和更深层次发展,曲阜市三孔古建筑工程管理处与故宫博物院、东南大学、天津大学、清华大学、北京科技大学等知名高校与科研机构联合申报的国家重点研发计划项目《明清官式建筑营造技艺科学认知与本体保护关键技术研究与示范》,于2020年由科技部正式通过立项。该重点项目共设置5个子课题,东南大学、曲阜市三孔古建筑工程管理处等单位主要负责课题4“明清官式建筑传统材料保护与材料改性研究”的项目实施、跟踪记录和相关保障工作。

二、科学精准确定研究方向和步骤。课题4明清官式建筑传统材料保护与材料改性研究课题主要针对明清建筑材料“砖、石、灰和油、画、糊”保护和修复的共性科学问题,率先提出“隔、阻、缓、修”材料保护新方法,形成有机无机复合、聚合物接枝与分子裁剪、纳米改性等相结合的材料合成新技术,研发出砖石灰和油画糊系列化保护新材料。

课题4研发小组于2020年8月、11月和2021年4月、6月,连续4次在曲阜市三孔古建筑工程管理处举行了课题例会,项目组成员结合课题内容在曲阜三孔世界文化遗产对拟研究对象进行了踏勘选点工作;结合孔庙文物保护修缮工程的实施,确定将神厨院门和奎文阁作为统材料保护与材料改性研究的研究示范点。

三、改性材料试验实现重大突破。神庖位于孔庙后东北角,是祭祀前准备牺牲—宰杀牛、羊、猪的地方。因长期受自然和人为因素的影响,出现墙体歪闪、开裂、墙皮脱落,屋面漏雨、瓦兽件破损缺失,木构架糟朽开裂,木基层、木构件糟朽,地面砖残损等病害,于2021年5月19日起开始对神庖院门落架大修,依次拆除屋面、山墙、木构和基础。重建过程中使用项目组研发的改性石灰进行屋面苫背和瓦。

在神庖院门屋顶施工过程中,通过实验室与实践经验相结合,调整了改灰的强度、凝结时间、工作性等,制备出了符合中国传统施工工艺要求的改性石灰,使用改性石灰提高了神庖院门屋顶的强度和防水性。

四、改性材料研究有重要示范和推广价值。我国建筑遗产以砖石材料为主,历经千百年的风化以及自然灾害的作用,砖石劣化严重,大量建筑遗产已出现险情,保护和修复十分迫切。目前国内外常采用传统气硬性石灰和硅酸盐水泥材料进行修复。然而由于现代石灰生产工艺与传统生产方式发生了非常大的改变,导致现代气硬性石灰的强度和耐久性出现了明显下降趋势。此外,水泥使用不可逆,缺乏弹性和塑性,释放大量水溶性盐,破坏建筑装饰表面,颜色冷灰,与建筑遗产在审美上格格不入。目前,在故宫博物院主持的国家重点研发计划项目“明清官式建筑营造技艺科学认知与本体保护关键技术研究与示范”中,东南大学和江西银杉新材料有限公司联合研发的改性石灰采用石灰激发-水化增强-颗粒填充-纤维限缩技术相结合,以此调节胶凝组分、增强组分、填充组分、降缩组分的比例,建立改性石灰的组成设计方法。并通过在三孔古建筑群中的应用示范过程,对其强度、工作性、凝结时间等多种性能进行调整,最终制得符合中国传统建筑专用的改性石灰。改性石灰的研发,不仅会提高我国建筑遗产保护和修复技术,而且能进一步促进我国传统文化的传承和发扬。