基于水热迁移分析的中国传统青砖劣化机理研究

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我国现存大量优秀的砖构传统历史建筑,大多具有较高历史文化价值,然而随着时间的推移,大量传统建筑墙体在环境因素的影响下出现不同程度的性能劣化,有的甚至破坏整个建筑的结构,威胁到建筑的整体安全性和建筑寿命,直接导致其价值的损毁。砖构建筑遗产的科学保护已成为当前建筑遗产保护领域重要的课题之一。  本文以青砖为主要研究对象,从砖墙体的水热迁移角度对我国量大面广的砖构建筑遗产的劣化问题展开分析研究。通过研究明确青砖在自然环境中的温度、水分变化特征与规律,建立环境波动与砖材本体水热迁移之间的量化关联,来对青砖劣化原因与影响机制进行综合分析和评估,进而为砖构建筑遗产的预防性保护及砖构建筑遗产在环境波动下的砖砌体劣化量化分析提供支撑。本文首先通过实地调研和文献查阅的方法对我国一些典型地区的青砖建筑遗产进行了劣化机理的定性分析;其次对青砖进行了基本热湿物性的实验测试,重点分析了不同地区不同年代青砖的等温吸湿特性,并对青砖的吸湿特性与砖材劣化之间的关联进行了综合分析;最后,基于日本学者MamoruMatsumoto提出的以温度和水分化学潜能为驱动势的水热耦合迁移模型,建立青砖水热迁移的二维数学模型,对青砖的水热迁移过程进行了数值模拟,并分析了青砖水热迁移与青砖劣化的关联,对不同环境条件下的青砖劣化进程进行了数值模拟预测。  明确我国传统建筑青砖的劣化机理是传统青砖建筑长期有效保护的迫切需要,有利于传统砖构建筑的耐久性预测,也是研发其它保护措施的先决条件和科学依据,有利于促进传统砖构建筑的预防性保护技术发展。目前,从水热迁移角度应用数值模拟方法对建筑遗产劣化机理进行量化分析的研究还较少,在国内尚处于起步阶段。本文在我国传统青砖建筑劣化的量化预测上做出了积极了探索,为建筑遗产的保护研究和实践工作提供帮助和支持。
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