文/廣州志廣信息科技有限公司 陳以樂 鄭 亮
澳門歷史建筑損壞原因較多,可分為人為因素及自然因素(海風(fēng)及地下水、城市污染、動物及植物侵害)。
人為損壞是歷史建筑反復(fù)維修的重要原因。澳門歷史建筑使用的建材常以夯土及青磚為主,在雨水沖刷或風(fēng)化后易松動脫落,形成坑洼,加劇歷史建筑傳統(tǒng)材料的老化,縮短其使用壽命。此外,涂鴉或保養(yǎng)方式不當(dāng)易導(dǎo)致歷史建筑立面損壞,如在歷史建筑的青磚或夯土墻上使用不透氣的乳膠漆或水泥填補(bǔ)墻體,墻體內(nèi)水分無法自然揮發(fā),加劇青磚或夯土老化及損壞。使用鹽酸等強(qiáng)酸性物質(zhì)清潔石壁青苔,導(dǎo)致部分原始材料融化,尤其在雕刻的石壁上使用強(qiáng)酸性物質(zhì)易破壞文物[1]。
澳門位于珠江口西岸,三面環(huán)海,屬于海洋性副熱帶季風(fēng)氣候,夏季常有熱帶氣旋,伴有狂風(fēng)暴雨等惡劣天氣。海水中含有豐富的氯化物,如氯化鈉及氯化鎂等在太陽輻射作用下?lián)]發(fā),形成顆粒,通過海風(fēng)帶動附著于歷史建筑的外立面,海風(fēng)中的水分或雨水滲入歷史建筑的多孔材料中,經(jīng)太陽輻射蒸發(fā),使氯化物形成結(jié)晶鹽,增大建筑材料的內(nèi)部體積,使材料產(chǎn)生內(nèi)部壓力,進(jìn)而龜裂或粉化。
澳門目前大部分土壤含有海鹽(氯化物),在毛細(xì)管作用下,氯化物隨著地下水流經(jīng)歷史建筑地基,沿墻體向上滲透,在太陽輻射下墻體水分蒸發(fā),地下水中的氯化物形成結(jié)晶鹽,使建筑墻體遭到破壞(見圖1)。當(dāng)歷史建筑周邊地塊為不透水硬質(zhì)地面時,在液壓原理下毛細(xì)管作用增強(qiáng),使地下水滲透至墻體更高位置,擴(kuò)大墻體損壞范圍。
圖1 海風(fēng)及地下水對磚墻的影響
交通導(dǎo)致的污染對歷史建筑有一定影響,研究發(fā)現(xiàn),歷史建筑墻體的黑色物質(zhì)含有金屬化合物及碳粉,這些物質(zhì)主要來源于汽車尾氣排放,經(jīng)過空氣污染沉淀于建筑立面,進(jìn)而破壞建筑立面的視覺效果及潔凈度,增加建筑立面的維護(hù)成本。
鳥類排泄物對歷史建筑產(chǎn)生一定影響,鳥類排泄物釋放酸性物質(zhì),可溶解磚石類建筑材料。鳥類排泄物易導(dǎo)致真菌生長,使真菌菌絲深入多孔建筑材料內(nèi),造成建筑材料發(fā)黑、發(fā)霉;同時釋放酸性物質(zhì),將磚石材料轉(zhuǎn)換為可溶性鹽,在夏季高溫蒸發(fā)下形成結(jié)晶,造成墻體開裂、脫落。鳥類排泄物易導(dǎo)致建筑表面不可逆轉(zhuǎn)的破壞,使歷史建筑立面產(chǎn)生“疤痕”。研究表明,即使去除結(jié)垢,鳥類排泄物的腐蝕作用仍將持續(xù)較長時間。
白蟻也對歷史建筑造成破壞。澳門多以木白蟻為主,木白蟻喜陰暗潮濕環(huán)境,借空氣濕度吸取水分,進(jìn)食時分泌蟻酸融化木料及石材。
植物呼吸過程中產(chǎn)生酸性物質(zhì),通過螯合作用將磚石及構(gòu)成磚石的礦物溶解為特定元素,導(dǎo)致磚石表面變質(zhì),軟化墻體材料,為植物提供生長環(huán)境。植物根莖作為錨點(diǎn)插入磚石中,隨著植物生長,磚石墻體被植物根莖完全瓦解。此外,植物具有保水作用,其枝葉可收集部分雨水,導(dǎo)致建筑外壁環(huán)境濕潤,吸引真菌及昆蟲生存,枝葉限制光輻射到達(dá)建筑墻體,影響其自然干燥。在澳門,該現(xiàn)象常出現(xiàn)于墻體內(nèi)含水量高及落水管道堵塞之處。
1)水清洗法 是較溫和的方法,分為4種:①噴霧清洗法 可融化凝結(jié)在石灰石及大理石表面的污垢、硫酸鹽結(jié)晶及污染物結(jié)塊,后用清水清洗;②沖洗法 是最常見的清除污垢方法,先采用低壓水流沖洗,根據(jù)清潔程度逐漸提高到中壓水流,最后用軟毛刷進(jìn)行刷洗;③洗滌劑清洗法 在水中加入定量的洗滌劑以清除油污(如澳門廟宇被香燭熏黑的墻壁),最后用軟毛刷進(jìn)行刷洗;④蒸汽清洗法 采用低壓熱水沖洗或毛巾熱敷,利用水蒸氣清潔墻體污垢、油污及植物殘留,是溫和有效的方法,可減少液體的使用[2]。
2)化學(xué)清潔劑 可清除油漆、顏料等污垢,尤其是墻體涂鴉。使用化學(xué)清潔劑前需明確墻體的建筑材料,尤其是歷史悠久的磚石墻體,根據(jù)其材質(zhì)屬性選用合適的化學(xué)清潔劑。具體方法分為2種:①堿性清潔劑 含有氫氧化鉀、氫氧化銨或磷酸三鈉,可清潔油污、乳膠及丙烯等多層涂料,脫漆后需使用酸性液體進(jìn)行酸堿中和,后用水沖洗;②有機(jī)溶劑 使用1種或多種有機(jī)溶劑,如二氯甲烷、甲醇、丙酮、二甲苯和甲苯等,具有脫漆效果。
1)墻體灌漿法 在墻體內(nèi)注射天然水硬性石灰砂漿,優(yōu)化磚石墻體的砌體空隙,強(qiáng)化墻體的物理屬性。該技術(shù)對建筑墻體的干預(yù)風(fēng)險較大,需進(jìn)行材料試驗(yàn)及氣體注射試驗(yàn),檢驗(yàn)灌漿材料與墻體材料的相容性及灌漿在墻體中的流動性,進(jìn)而精確確定灌漿壓力、墻壁鉆孔深度、潤濕內(nèi)部墻體條件、傳統(tǒng)材料對灌漿材料的吸收影響,調(diào)整灌漿材料及配比[3]。
2)鋼筋插入法 使砂漿或環(huán)氧樹脂與鋼筋結(jié)合,是強(qiáng)化歷史建筑結(jié)構(gòu)安全性的有效方法。主要步驟有:①鉆孔 在墻體上鉆取直徑30mm孔洞以填充及插入鋼筋,使用干式鉆孔機(jī),避免產(chǎn)生濕氣,破壞原始材料;②清潔孔洞 使用專用設(shè)備徹底清潔,保證填充物與墻體的連接有效性;③注射砂漿或環(huán)氧樹脂的填充物至孔洞2/3位置;④插入鋼筋 適宜采用不銹鋼螺紋鋼筋。因環(huán)氧樹脂固化時間較短,故錨固墻體的長度不宜大于1.5m。環(huán)氧樹脂具有不易擴(kuò)展的優(yōu)點(diǎn),在注射后易插入鋼筋,固定效果更佳。砂漿流動性較強(qiáng),易在墻縫中溢出,阻礙墻體的填充,無法保證錨固的穩(wěn)定性。需在施工現(xiàn)場提取樣本測試原始材料的鉆孔、清孔過程,注射填充物的固化時間,以及進(jìn)行鋼筋的拉拔試驗(yàn)等。
3)防水劑注射法 在建筑墻體內(nèi)注射防水材料,適用于出現(xiàn)滲水狀況的磚墻。該方法有2種注射形式:①磚縫注射 在磚墻磚縫中鉆孔,設(shè)置合適的孔洞,清理鉆屑后,將注射器插入孔洞中進(jìn)行注射,防水材料硬化后取下注射器并用合適的材料填充孔洞;②磚內(nèi)注射 以45o角對磚體進(jìn)行鉆孔,清理鉆屑后,插入注射器并固定,注射合適的防水材料,當(dāng)磚體充分吸收防水材料或硬化后,取下注射器并填充鉆孔(見圖2)。
圖2 澳門中西藥局舊址內(nèi)墻注射防水劑
噴灑擴(kuò)散法是將水噴灑在墻壁表面,使墻內(nèi)的鹽分游離至墻外,從而降低或清除墻體內(nèi)的鹽分。根據(jù)墻體的含鹽量設(shè)置噴水量,調(diào)整水分滲透至墻體深度。墻體表面的水分干燥后,鹽在材料表面形成結(jié)晶,清理結(jié)晶鹽,然后重復(fù)整個過程。方法有以下4種。
1)電移法 在噴灑擴(kuò)散法基礎(chǔ)上施加較小電壓,使鹽通過電流到達(dá)墻體外。該做法可高效除鹽,但存在缺點(diǎn):①墻體內(nèi)若含有金屬物質(zhì),可能發(fā)生氧化反應(yīng);②電移法對堿性金屬離子和氯離子的沉降效果較好,對鎂離子及硫酸鹽沉降效果較差,加重其在多孔材料中的沉淀。
2)吸附法 使用孔洞較原始材料更小的灰泥(如石灰泥),通過毛細(xì)管效應(yīng)吸附原始材料的鹽,從而達(dá)到除鹽效果。該方法需提前檢驗(yàn)原始材料的孔洞大小,以便調(diào)配合適的灰泥,否則將加重墻體的鹽堿化狀況。吸附飽和后應(yīng)及時更換灰泥。
3)貼敷 利用復(fù)合化學(xué)溶液進(jìn)行磚墻無損除鹽。具體步驟為:①調(diào)制配比含量為5%~15%的六偏磷酸鈉(或六偏磷酸鉀)水溶液,在20~50℃條件下充分?jǐn)嚢?,將毛巾或吸水紙用該溶液充分浸濕,再貼敷至磚石文物墻體表面進(jìn)行除鹽;②除鹽完成后用十二烷基三甲氧基硅烷和乙醇按5∶100的比例于50~70℃條件下混合攪拌制成溶液,將溶液刷至墻體,使其形成保護(hù)層。
4)濕度差 利用空氣濕度的滲透壓原理進(jìn)行除鹽。具體步驟為:①檢測和評估磚體含水量及鹽度實(shí)際情況;②調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度及鹽度,使空氣濕度、鹽度與磚內(nèi)濕度、鹽度相同,靜置若干天,由于滲透壓原理,磚體鹽分自然排出;③使用清水清潔磚體表面,并重復(fù)以上步驟,直至磚墻含鹽量達(dá)到理想要求。
消除和預(yù)防白蟻的常見藥物有:①氟鈴脲屬苯甲醯脲殺蟲劑 可快速殺死白蟻及蟲卵,并預(yù)防白蟻再次入侵;②氟蟲腈 是白蟻的神經(jīng)毒素,中毒后的白蟻將化學(xué)毒物帶回群居地,死亡后尸體被同類接觸,使白蟻群連片死亡,但易導(dǎo)致真菌滋生,不建議使用;③硼酸 能關(guān)閉白蟻的神經(jīng)系統(tǒng),使其脫水并瞬間死去,噴涂在地板、墻壁及天花板縫隙內(nèi)可有效清除和預(yù)防白蟻;④硅藻土 具有極強(qiáng)的吸水性,可穿透白蟻的外骨骼使其脫水死亡;⑤植物精油 具有驅(qū)蟲及殺蟲作用,將其噴涂在被白蟻侵蝕的木材或其他材料上,可抑制白蟻蛻皮及產(chǎn)卵能力,進(jìn)而殺死白蟻,且對人體的毒害較小。
清理植物時不能直接拔除,通常情況下植物根莖已深入建筑墻體內(nèi)部,直接拔除將對建筑造成損壞,尤其是已被植物軟化的建筑墻體。需先切除植物根部,在切割表面涂上除草劑,使植物快速失去韌性并枯萎,用溫和的方式移除植物。苔蘚及真菌清理時需使用軟毛刷及殺菌劑,在建筑表面充分濕潤后進(jìn)行清潔工作,防止強(qiáng)力清洗損壞墻體。清潔完成后應(yīng)及時填補(bǔ)建筑墻體坑洞及裂紋,更換無法修復(fù)的建筑構(gòu)件,定期清潔及維護(hù),防止植物再次生長。
歷史建筑保護(hù)不僅需保留建筑實(shí)物,而且需尊重與傳承歷史文化與城市記憶。澳門歷史建筑損壞誘因較多,且建造年代與材料也存在區(qū)別,沒有通用方法,應(yīng)根據(jù)建筑實(shí)際情況制定相應(yīng)對策。歷史建筑損壞的預(yù)防較修復(fù)更具經(jīng)濟(jì)性,自然因素導(dǎo)致的歷史建筑損壞具有一定的預(yù)防及可控性。對歷史建筑原始材料的研究也極為重要,修復(fù)時需考慮新材料與原始材料的相容性。