古建筑木构件的仿制方法与流程

本发明属于木构件仿制方法技术领域，具体涉及一种古建筑木构件的仿制方法，适用于建筑工程，尤其是仿古建筑、园林建筑工程中各种木构件的仿制。

背景技术：

随着社会发展，人们对中华民族传统文化的追捧掀起热潮。作为民族传统文化载体的古建筑、园林建筑越发受到国内外人士的喜爱。我国古建筑中主要以木材为建筑材料，而大量的采伐木材势必造成森林植被的破坏，使生态环境受到威胁，这显然不符合绿色施工和可持续发展的战略要求。于是各种材料的古建筑木构件仿制品应运而生，尤其以取材方便、物理力学性能优越的混凝土或水泥砂浆古建筑木构件仿制品为主流。

不同于现代建筑构件的规整，古建筑木构件构造要复杂得多。多曲线条、曲面使得一般的水泥砂浆施工手段难以复制古建筑檐头、翼角等构造复杂的构件。为了实现水泥砂浆仿制古建筑木构件，必须专门制作定型模具，充分考虑模具的强度以及装拆方便。仿木涂料必须采用耐碱性涂料配置，涂饰不仅需要使构件有木质效果，而且要保证涂料与混凝土构件表面充分结合，避免出现蜂窝、龟裂等现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的上述问题，提供一种古建筑木构件的仿制方法，使浇筑成型的预制钢筋混凝土仿木古建筑构表面整洁光滑且呈现优美的曲线，并经久耐用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种古建筑木构件的仿制方法，包括如下步骤：

一、制作木构件模型：用木板制作模型骨架，再用红黏土修整模型的细部与表面，然后根据模型的体型特征设计分型面，沿分型面用薄板将模型分块；

二、制作模具：清理模型表面的杂物和灰尘，打上脱模蜡，用棉布将蜡均匀地涂抹于模型表面，再用棉布将模型表层擦至光亮，然后刷上一层胶衣树脂；静置至胶衣层固化后，刷基层玻璃钢树脂，将玻璃纤维毡铺在模型上，每铺一层即在玻璃纤维布上涂一层玻璃钢树脂，直至满足模具强度要求所需层数，静置待玻璃钢树脂固化定型后进行脱模修整，加工模具拼装所需的螺栓孔；

三、模具拼装加固：根据设计分型面，拼装分块模具组合成单边整体模具；

四、水泥砂浆打底：在玻璃钢模具上涂刷脱模剂，用空压机喷洒一层水泥浆，刷打底水泥砂浆，然后在水泥砂浆的表面覆盖一层纤维网格布，将纤维网格布压入水泥砂浆层，在水泥砂浆初凝后进行洒水养护；

五、绑扎钢筋：打底砂浆终凝后绑扎钢筋，并预留钢筋头；

六、施工中间层水泥砂浆：钢筋绑扎完毕后，刷水泥砂浆覆盖钢筋，在中间层水泥砂浆表面覆盖一层纤维网格布，然后刷面层水泥砂浆，在水泥砂浆初凝后进行洒水养护；

七、拼装木构件仿制品：木构件仿制品分对称两部分进行拼装，待水泥砂浆达到设计强度后，将木构件拼装成型；

八、涂刷油漆：木构件拼装完毕后打磨基底，刷两遍底层耐水腻子，第二次涂层在第一次涂层干透后进行；待耐水腻子干燥后，用砂轮或砂纸打磨一遍，刷两遍面漆，第二遍面漆在第一遍面漆涂刷干透后进行。

在步骤七与步骤八之间还包括拼装缝处理的步骤：木构件拼装完成后，在拼装缝处淋水润湿，铺一层网格布作为底模，打上水泥砂浆后再铺一层网格布，然后打面层水泥砂浆，淋水养护。

上述步骤二中的玻璃钢树脂由环氧树脂参入适量的固化剂和稀释剂制成。

上述步骤二中的螺栓孔采用手提钻钻孔，孔的尺寸小于螺栓的尺寸。

上述步骤四中的打底水泥砂浆采用粗砂，该水泥砂浆配合比为1:2，掺入高分子聚合物乳液，掺量为水泥质量的15％。

上述步骤四和步骤六中的纤维网格布采用耐碱型玻璃纤维网格布，网眼尺寸为10mm×10mm。

上述步骤七中，在木构件仿制品分对称两部分进行拼装前，先在木构件仿制品内部安装拼装支撑架。

上述步骤八中的面漆采用耐碱性涂料，面漆颜色可调。

相比于现有技术，本发明的优势在于：

(1)采用红黏土做古建筑木构件模型材料，利用黏土的可塑性，能够实现古建筑木构件复杂的形状构造及构件表面的雕花样式。

(2)模型打蜡后，再刷一层胶衣树脂，使模型表面光滑细腻，更易脱模。

(3)制作模具的玻璃钢树脂根据先施工现场的环境由环氧树脂参入适量的固化剂、促进剂制成，调整玻璃钢树脂的粘度，避免流胶现象。同时控制玻璃钢树脂凝固的时间，使模具制作能从容进行。

(4)打底砂浆施工前，先用空压机喷涂一层水泥浆，使构件表面光滑，免去仿木涂料涂饰前大面积基地打磨处理。

(5)在木构件仿制品中加入两道耐碱性纤维网格布，能有效防止构件的裂缝开展，保证了构件的强度和耐久性。

(6)通过本发明制作的古建筑木构件仿制品，可实现古建筑木构件各种复杂的构造，达到古建筑的艺术效果，本发明的古建筑木构件所用材料取材方便、价格较低，硬化后强度、耐久性均优于木材；木构件仿制品预制拼装效果良好，研制的仿木油漆具有自身特色，拥有更好的适用性，具有明显的经济效益和实用价值。

附图说明

图1是古建筑檐头三维模型。

图2是古建筑檐头模型分型面设计示意图。

图3是古建筑檐头模具加固示意图。

图4是脱模吊钩布置图。

图5是古建筑檐头仿制品钢筋骨架布置图。

图6是古建筑檐头仿制品拼装支撑架示意图。

图7是古建筑檐头仿制品钢管拼装架示意图。

图中：1.角钢；2.钢板；3.脱模吊钩；4.吊装吊钩；5.顶部支架筋；6.底部支架筋。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。

本实施例古建筑木构件的仿制方法，包括如下步骤：

一、制作木构件模型：如图1所示，按照古建筑檐头的设计图纸制作等比例模型，用轻质胶合板制作模型骨架，再用红黏土修整模型的细部与表面，勾勒出檐头的弧线及檐头两侧面的雕花纹路，保证模型尺寸及两侧面弧线造型与设计图纸吻合；古建筑檐头两侧模具分开制作，单侧模具根据檐头模型的体型特征，设计分型面，如图2所示，分型面设计以形状简单，容易脱模为原则，沿分型面用薄板将模型分块；

二、制作模具：清理模型表面的杂物和灰尘，打上8#脱模蜡，用干净的棉布以旋转的方式将蜡均匀地涂抹于模型表面，15分钟后，再用洁净的棉布将模糊的表层渐渐擦至光亮，然后刷上一层HR-33#间苯型胶衣树脂；

根据施工现场的环境配制玻璃钢树脂，常温下(20℃)环氧树脂、丙酮、固化剂质量比为10:1:2，固化剂根据施工现场当时的气温调整用量；先将环氧树脂加热，降低其粘度；加入丙酮，机械搅拌或手工搅拌均匀后，再加入固化剂，搅拌均匀后即可使用；

静置至胶衣层固化后，刷基层玻璃钢树脂，将玻璃纤维毡铺在模型上，每铺一层即在玻璃纤维布上涂一层玻璃钢树脂，严格控制玻璃钢树脂的用量，以充分浸润玻璃纤维毡为准，用毛刷将玻璃钢树脂涂刷均匀，压紧玻璃纤维毡，赶出气泡，每刷完一层玻璃钢树脂静置半小时，待玻璃钢树脂固化放热，再进行下一层施工，直至满足模具强度要求所需层数；静置两天待玻璃钢树脂固化定型后进行脱模修整，加工模具拼装所需的螺栓孔，螺栓孔采用手提钻钻孔，孔的尺寸小于螺栓的尺寸，间距约10cm；

三、模具拼装加固：根据设计分型面，拼装分块模具组合成单边整体模具；根据设计分型面，拼装分块模具组合成单边整体模具，用角钢1、钢板2加工制作模具底部支架，加强中间分块模具的刚度和整体性；如图3所示，长边方向的两根L30×30×5mm角钢1按檐头弧度弯折，角钢1通过30×5mm钢板2点焊连接，钢板2布置间距小于1m；

四、水泥砂浆打底：在玻璃钢模具上涂刷脱模剂，用空压机喷洒一层水泥浆，喷洒水泥浆后，设置脱模吊钩3，如图4所示，脱模吊钩3采用直径12钢筋制作，高度控制在20cm内，檐头悬挑端布置两个脱模钩，锚固端布置一个脱模钩；脱模吊钩3布置好后，刷打底水泥砂浆2cm厚，用木抹子挤压密实，打底水泥砂浆采用粗砂，水泥、砂配合比1:2，掺入高分子聚合物乳液，掺量为水泥质量的15％；然后在水泥砂浆的表面覆盖一层纤维网格布，纤维网格布采用耐碱型玻璃纤维网格布，网眼尺寸为10mm×10mm；将纤维网格布压入水泥砂浆层，在水泥砂浆初凝后(1h-2h)进行洒水养护，养护时间不少于7天；

五、绑扎钢筋：打底砂浆终凝后(4h)绑扎钢筋，并预留钢筋头；如图5所示，纵向受力钢筋直径12-18mm，分布钢筋直径8mm，纵向受力钢筋按檐头设计弧度弯曲，间距不大于100mm，分布钢筋间距250mm,分布钢筋伸出构件3-5cm，用于古建筑檐头仿制品拼装焊接。

六、施工中间层水泥砂浆：钢筋绑扎完毕后，刷水泥砂浆覆盖钢筋，在中间层水泥砂浆表面覆盖一层纤维网格布，纤维网格布采用耐碱型玻璃纤维网格布，网眼尺寸为10mm×10mm；然后刷面层水泥砂浆，水泥砂浆采用粗砂，水泥、砂配合比1:2，掺入高分子聚合物乳液，掺量为水泥质量的15％。用木抹子挤压密实，中间层完全覆盖钢筋并使钢筋保护层厚度达到1cm，在中间层砂浆表面覆盖一层耐碱性纤维网格布，防止开裂。紧接着施工面层水泥砂浆，厚度0.5-1cm。在水泥砂浆初凝后(1h-2h)进行洒水养护，养护时间不少于7天；

七、拼装木构件仿制品：在木构件仿制品内部安装拼装支撑架，木构件仿制品分对称两部分进行拼装，待水泥砂浆达到设计强度后，将木构件拼装成型；

如图6所示，单边古建筑檐头仿制品起吊脱模后，在两个预留口位置焊接吊装吊钩4，吊钩采用直径18mm螺纹钢筋制作，与脱模吊钩3焊接；檐头顶部接缝位置通长布置一条支架筋，预留分布筋向内弯折90度后与支架筋焊接；檐头底部通长布置L30×30×5mm角钢1和直径18mm底部支架筋6，均与底部预留分布筋焊接；顶部支架筋5、底部支架筋6、角钢1通过直径16mm钢筋焊接连接形成拼装支撑架；角钢1上焊接30×5mm钢板2，钢板2垂直于角钢1，长度为檐头底部宽度，间距0.5m；支撑架及吊钩等外露件刷防锈漆。

如图7所示，用钢管搭设拼装架，将焊有钢板的单边古建筑檐头仿制品吊到拼装架上，固定好后将另外半边檐头吊到拼装架上，调整好位置后焊接固定；

八、拼装缝处理：拼装完成后在预制檐头顶部及前后两端的拼装缝处淋水润湿，铺一层耐碱性纤维网格布作为底模，打水泥砂浆，水泥、砂配合比1:2，掺入高分子聚合物乳液，掺量为水泥质量的15％，再铺一层耐碱性纤维网格布防止开裂，防裂纤维网格布比缝边宽10cm，然后打面层水泥砂浆，淋水养护；

九、涂刷油漆：油漆涂刷前，应有足够的养护期，预制檐头要充分干燥，面湿度在10％以下，表面碱性PH值小于10；用砂轮或砂纸打磨基底表面，去净浆碴、浮砂；

拌制耐水腻子基层，腻子粉、水质量比1:0.6，搅拌均匀后放置10分钟，再进行搅拌即可使用；用钢刮板或抹刀按常规批刮耐水腻子基层两道，批刮厚度0.5-1.0mm，第二次涂层在第一次涂层干透后进行；待耐水腻子干燥后，用砂轮或砂纸打磨一遍，涂刷一遍白色改性丙烯酸面漆，厚度0.5-1.0mm，干透后涂刷两遍白黑改性丙烯酸面漆混合涂料成型，每遍厚度0.5-1.0mm，白黑改性丙烯酸面漆白黑比5:1。混合涂料第一遍涂刷后2小时以上(25℃时，干燥时间会随环境温度、湿度的不同而变化)再刷第二遍，过短的重涂时间会造成下面的涂膜干燥缓慢，出现起皱、耐水性和附着力差，待面漆干燥后进行成品保护；面漆采用耐碱性涂料，面漆颜色可调。

十、使用材料及机械设备

机具：钢筋切断机1台、钢筋弯曲机1台、钢筋调直机1台、30KWA交流电焊机2台、手提电锯8台、打磨机2台、砂浆搅拌机1台、25T汽车吊1台、空压机等。

材料：玻璃钢树脂、8#蜡，33#胶衣、玻璃纤维网毡、耐水腻子、立邦QC-629改性丙烯酸面涂、48×3.0钢管(扣件配套)、50×80×2000mm方木、L30×30×5mm角钢、30×5mm钢板、320或240砂纸、钢筋、Φ12～Φ20钢筋、隔离剂、14号镀锌铁丝、19mm纤维网格布、水泥、粗砂、高分子聚合物乳液、防锈漆等。

综上所述，本发明的古建筑木构件的仿制方法具有如下优点：

(1)采用红黏土做古建筑木构件模型材料，利用黏土的可塑性，能够实现古建筑木构件复杂的形状构造及构件表面的雕花样式。

(2)模型打蜡后，再刷一层胶衣树脂，使模型表面光滑细腻，更易脱模。

(3)制作模具的玻璃钢树脂根据先施工现场的环境由环氧树脂参入适量的固化剂、促进剂制成，调整玻璃钢树脂的粘度，避免流胶现象。同时控制玻璃钢树脂凝固的时间，使模具制作能从容进行。

(4)打底砂浆施工前，先用空压机喷涂一层水泥浆，使构件表面光滑，免去仿木涂料涂饰前大面积基地打磨处理。

(5)在木构件仿制品中加入两道耐碱性纤维网格布，能有效防止构件的裂缝开展，保证了构件的强度和耐久性。

(6)通过本发明制作的古建筑木构件仿制品，可实现古建筑木构件各种复杂的构造，达到古建筑的艺术效果，本发明的古建筑木构件所用材料取材方便、价格较低，硬化后强度、耐久性均优于木材；木构件仿制品预制拼装效果良好，研制的仿木油漆具有自身特色，拥有更好的适用性，具有明显的经济效益和实用价值。

需要指出的是，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。