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。在以下的實驗中均采用先上生桐油，最后上熟桐油的步驟進(jìn)行。實驗用木塊來源于同一塊木材，方便對比實驗效果。因為經(jīng)過鉆生油和罩油后，木料顏色會變深和變亮，所以通過實驗首先要對比加入防火材料是否會對膩子、木板的顏色有所影響，另外就是研究如何根據(jù)顏色變化來調(diào)配膩子，使之在具體施工中得以運用。

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)督檢驗中心（NFTC）檢測，各項指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)級，同時還達(dá)到美國NFPA703標(biāo)準(zhǔn)及ASTM標(biāo)準(zhǔn)A級。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。

實驗一：將生桐油滿刷于打磨好的紅花梨實驗?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，刷兩遍會更加明顯。

實驗二：在打磨好的紅花梨實驗?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。

實驗二的表面效果和實驗一基本相同。

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。

實驗三：將生桐油滿刷于打磨好的紅花梨實驗?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，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，干后表面形成斑點狀。

實驗四：將水基型阻燃處理劑滿刷于打磨好的紅花梨實驗?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驗?zāi)緣K表面，干后平整，刷后對木材顏色影響較少，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。

實驗五：將水基型阻燃處理劑滿刷于打磨好的紅花梨實驗?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，實驗效果與實驗四無明顯差別，水基型阻燃處理劑依然能夠很容易地滲入木塊。

實驗六：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驗五。

可以看到，實驗效果與實驗四和五無明顯差別，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實驗可以看到，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，刷兩遍會更加明顯。

通過實驗三和實驗四，可以看到先刷生桐油后刷水基型阻燃處理劑時，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，干后表面形成斑點狀；而先刷水基型阻燃處理劑后刷生桐油時就能夠均勻刷涂，干后也平整，所以實驗五和實驗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。實驗四、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。

防水實驗

實驗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驗中解決。傳統(tǒng)油飾材料中，熟桐油常作為罩面材料，具有油膜光亮、堅硬、有彈性、有韌性、耐水、耐磨、干燥快、能長期保存的特點，理論上能夠解決防火材料怕水的問題，所以接下來的實驗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。

將實驗一至實驗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。

燃燒實驗

將實驗一、二、四、五、六做的5種試塊和僅刷生、熟桐油的試塊兩兩組合，使用噴燈對準(zhǔn)試塊表面，用1000℃的火焰進(jìn)行燃燒實驗，觀察其阻燃時間和阻燃效果。

1.實驗一和實驗二試塊對比

實驗一和實驗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，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，測得實驗一木塊燃燒掉的厚度約為1.2厘米，實驗二木塊約為1.4厘米。

2.實驗四和實驗五試塊對比

兩試塊從實驗開始就一直在燃燒，沒有間斷，且火勢要較前一個實驗大。待燃燒17分鐘時關(guān)閉噴燈，木塊自燃，3分鐘后火焰自燃熄滅。測得實驗四木塊燃燒厚度約為2.5厘米，實驗五木塊燃燒厚度約為2厘米。

3.實驗六和沒刷防火材料試塊對比

刷一遍生桐油兩遍熟桐油、沒有上防火材料的木塊和實驗六試塊從實驗開始就一直燃燒，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，實驗六木塊燃燒掉的厚度約為1.8厘米。

以上實驗證明，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)合運用的。實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，只需將膩子顏色調(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。