中國古建筑材料，如何防火？

早在古代，人們就已經(jīng)使用明礬等材料使古建筑具有一定的防火作用，后來古建筑防火涂料研究雖然取得了一些成果，但效果仍不太理想，也沒有古建筑油飾彩畫加入防火材料的成熟案例。隨著時(shí)代的發(fā)展，防火材料在不斷更新和演變，現(xiàn)已研究出比較成熟的透明防火材料。

有經(jīng)驗(yàn)的人都知道，木構(gòu)建筑要通過防腐來延長其使用壽命。油飾傳統(tǒng)材料中生桐油油質(zhì)透明，耐候性好，不易老化，較熟桐油稀，干燥慢，有防水、防潮、防腐的作用，不足之處是生油結(jié)皮后易起皺且光亮度差，在傳統(tǒng)油飾彩畫工藝中很少作為面層涂料使用，而熟桐油在古建中常作為罩面油。在以下的實(shí)驗(yàn)中均采用先上生桐油，最后上熟桐油的步驟進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)用木塊來源于同一塊木材，方便對(duì)比實(shí)驗(yàn)效果。因?yàn)榻?jīng)過鉆生油和罩油后，木料顏色會(huì)變深和變亮，所以通過實(shí)驗(yàn)首先要對(duì)比加入防火材料是否會(huì)對(duì)膩?zhàn)印⒛景宓念伾兴绊懀硗饩褪茄芯咳绾胃鶕?jù)顏色變化來調(diào)配膩?zhàn)樱怪诰唧w施工中得以運(yùn)用。

1.PC60-1飾面型防火涂料

飾面型防火涂料是引進(jìn)公安部四川消防研究所技術(shù)生產(chǎn)的水溶性膨脹型防火涂料，它不含油脂和有機(jī)溶劑。經(jīng)國家防火建筑材料質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（NFTC）檢測，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)級(jí)，同時(shí)還達(dá)到美國NFPA703標(biāo)準(zhǔn)及ASTM標(biāo)準(zhǔn)A級(jí)。PC60-1飾面型防火涂料是由多種防火材料、助劑聚合而成，該涂料遇火后迅速膨脹、發(fā)泡形成較厚的炭化隔熱層，用來隔絕熱量傳播及火災(zāi)的蔓延。

實(shí)驗(yàn)一：將生桐油滿刷于打磨好的紅花梨實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K表面，完全干透后將飾面型防火涂料滿刷于試塊上，待其干透后再上一遍，之后以同樣的方法再滿刷熟桐油兩遍。

可以看到PC60-1飾面型防火涂料和生桐油能夠很好地結(jié)合，均勻地分布于木塊表面，干透后使木材顏色變深。飾面型防火涂料刷一遍后，漆膜光亮，刷兩遍會(huì)更加明顯。

實(shí)驗(yàn)二：在打磨好的紅花梨實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K表面滿刷兩遍飾面型防火涂料，操作方法同上，然后將生桐油滿刷于試塊上，待其完全干透后以同樣的方法再滿刷熟桐油兩遍。

實(shí)驗(yàn)二的表面效果和實(shí)驗(yàn)一基本相同。

2.水基型阻燃處理劑

水基型阻燃處理劑是公安部四川消防研究所的最新成果，它是有機(jī)、無機(jī)復(fù)合阻燃劑以及酸、金屬氧化物在一定條件下反應(yīng)而成的一種高效防火阻燃透明液體。

實(shí)驗(yàn)三：將生桐油滿刷于打磨好的紅花梨實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K表面一遍，完全干透后將水基型阻燃處理劑滿刷于試塊上一遍，待干透后以同樣的方法再滿刷熟桐油兩遍。

可以看到，先刷生桐油后刷水基型阻燃處理劑時(shí)，水基型阻燃處理劑在試塊表面形成水珠，使其無法均勻涂刷，干后表面形成斑點(diǎn)狀。

實(shí)驗(yàn)四：將水基型阻燃處理劑滿刷于打磨好的紅花梨實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K表面一遍，完全干透后將生桐油滿刷于試塊上，待干透后以同樣的方法再滿刷熟桐油兩遍。

可以看到，水基型阻燃處理劑和生桐油能夠均勻刷涂于實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K表面，干后平整，刷后對(duì)木材顏色影響較少，容易滲入木塊且沒有漆膜，基本與刷之前沒有變化。刷完生桐油后顏色變深。

實(shí)驗(yàn)五：將水基型阻燃處理劑滿刷于打磨好的紅花梨實(shí)驗(yàn)?zāi)緣K表面一遍，待其完全干透后再上一遍（共兩遍），完全干透后將生桐油滿刷于試塊上，待干透后以同樣的方法再滿刷熟桐油兩遍。

可以看到，實(shí)驗(yàn)效果與實(shí)驗(yàn)四無明顯差別，水基型阻燃處理劑依然能夠很容易地滲入木塊。

實(shí)驗(yàn)六：將水基型阻燃處理劑滿刷于試塊上三遍，之后所有步驟和方法同實(shí)驗(yàn)五。

可以看到，實(shí)驗(yàn)效果與實(shí)驗(yàn)四和五無明顯差別，水基型阻燃處理劑滲入較前兩次緩慢，待10分鐘后全部滲入。

3.結(jié)論

從PC60-1飾面型防火涂料兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以看到，不論是先上生桐油后上飾面型防火涂料，還是先上飾面型防火涂料后上生桐油，二者都可以很好地結(jié)合，均勻分布于木塊表面，且干透后效果相同，都會(huì)使木材顏色變深。飾面型防火涂料刷一遍后，漆膜光亮，刷兩遍會(huì)更加明顯。

通過實(shí)驗(yàn)三和實(shí)驗(yàn)四，可以看到先刷生桐油后刷水基型阻燃處理劑時(shí)，水基型阻燃處理劑在試塊表面形成水珠，使其無法均勻涂刷，干后表面形成斑點(diǎn)狀；而先刷水基型阻燃處理劑后刷生桐油時(shí)就能夠均勻刷涂，干后也平整，所以實(shí)驗(yàn)五和實(shí)驗(yàn)六均選擇先刷水基型阻燃處理劑后刷生桐油的方法步驟進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)四、五、六中所刷的水基型阻燃處理劑依次為一遍、兩遍、三遍，刷后對(duì)木材顏色的影響很小，都已滲入，沒有漆膜，基本與刷之前沒有變化，再刷生桐油后顏色變深。

防水實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)用的兩種防火材料均為水溶性防火漆，怕雨水沖刷，所以古建筑外檐防水問題必須在實(shí)驗(yàn)中解決。傳統(tǒng)油飾材料中，熟桐油常作為罩面材料，具有油膜光亮、堅(jiān)硬、有彈性、有韌性、耐水、耐磨、干燥快、能長期保存的特點(diǎn)，理論上能夠解決防火材料怕水的問題，所以接下來的實(shí)驗(yàn)將觀察二者在水中是否能夠緊密結(jié)合，是否能夠達(dá)到防水效果。

將實(shí)驗(yàn)一至實(shí)驗(yàn)六所做的試塊在水中浸泡一天。擦干表面積水后，可見所有試塊表面沒有因水的影響而有任何變化，用手揉搓表面漆膜，沒有卷曲、龜裂等現(xiàn)象。

燃燒實(shí)驗(yàn)

將實(shí)驗(yàn)一、二、四、五、六做的5種試塊和僅刷生、熟桐油的試塊兩兩組合，使用噴燈對(duì)準(zhǔn)試塊表面，用1000℃的火焰進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，觀察其阻燃時(shí)間和阻燃效果。

1.實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二試塊對(duì)比

實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二所用木塊從燃燒開始到燃燒3分鐘之間火勢較旺，之后火勢明顯減弱。燃燒15分鐘時(shí)移開噴燈后，木塊表面沒有燃燒，燃燒過程中用鐵刀劃過木塊表面有炭化層。燃燒至17分鐘時(shí)，關(guān)閉噴燈，木塊起火，表面已沒有炭化層。再過3分鐘木塊火焰自然熄滅后，測得實(shí)驗(yàn)一木塊燃燒掉的厚度約為1.2厘米，實(shí)驗(yàn)二木塊約為1.4厘米。

2.實(shí)驗(yàn)四和實(shí)驗(yàn)五試塊對(duì)比

兩試塊從實(shí)驗(yàn)開始就一直在燃燒，沒有間斷，且火勢要較前一個(gè)實(shí)驗(yàn)大。待燃燒17分鐘時(shí)關(guān)閉噴燈，木塊自燃，3分鐘后火焰自燃熄滅。測得實(shí)驗(yàn)四木塊燃燒厚度約為2.5厘米，實(shí)驗(yàn)五木塊燃燒厚度約為2厘米。

3.實(shí)驗(yàn)六和沒刷防火材料試塊對(duì)比

刷一遍生桐油兩遍熟桐油、沒有上防火材料的木塊和實(shí)驗(yàn)六試塊從實(shí)驗(yàn)開始就一直燃燒，沒有間斷，火勢大。待燃燒17分鐘后關(guān)閉噴燈，木塊自燃，3分鐘后火焰自燃熄滅。沒有上防火材料的木塊已基本燃燒殆盡，全部變黑，實(shí)驗(yàn)六木塊燃燒掉的厚度約為1.8厘米。

以上實(shí)驗(yàn)證明，現(xiàn)代防火材料是可以和古建筑油飾彩畫傳統(tǒng)工藝相結(jié)合運(yùn)用的。實(shí)際操作中可先在古建筑表面刷生桐油一遍，后刷PC60-1飾面型防火涂料兩遍，再刷熟桐油一遍，既可以起到防腐、防水的作用，又能達(dá)到國家防火標(biāo)準(zhǔn)。最后為了使表面色調(diào)統(tǒng)一，只需將膩?zhàn)宇伾{(diào)配得比原木色更深一些，來添補(bǔ)縫隙、找平木材表面即可。