[发明专利]一种无水泥砖制品修复剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种新材料，尤其是涉及一种无水泥砖制品修复剂。

背景技术

1.古代砖制品的特点及其对修复剂的技术要求

砖制品是我国历史建筑中重要的建筑材料之一，其最早可以追述到周朝。 在明清时期，制砖和用砖得到普及，近现代很多的建筑物使用烧结粘土砖砌筑 而成。和欧洲的烧结粘土砖不同的是，中国大多数的烧结粘土砖大多是青砖， 其烧制时的温度低，一般小于1000℃，而山海关城墙的砖据发明人的初步研究 为简单低温烘烤而成，所以抗压强度低，一般低于5-10Mpa(兆帕)，已经风 化的需要修补部位的强度更低，一般不到原来强度的1/10，吸水率又高，重量 吸水率达到20-30％，体积吸水率达到45-50％，也意味总孔隙率在40％以上。

各种各样的古代砖制品在使用过程中均会发生不同程度的物理崩解、化学 的风化，在修缮时，这些砖或者被更换掉，或者被凿除后粘贴新的砖片，或者 采用修复剂修复。

采用砖制品修复剂修复的工艺与其他工艺(如更换工艺)相比，具有多种 优点，它不需要凿除掉旧砖或砖雕、陶土类文物等，可以最大限度的保护历史 材料，更符合历史建筑保护的基本原则，如原真性原则、可逆性原则等，且节 约人工，具有更好的性价比，节约资源。

但是对有重要历史价值的旧砖进行修复的时候，需要修复剂满足如下特殊 的要求：

1)强度不大于原来的古砖；

2)吸水；

3)透气；

4)质感与旧砖接近；

5)耐候性不高于旧砖，或与旧砖相同；

6)与旧砖的吸水性膨胀收缩基本一致；

7)修复剂需要含很低的水溶盐，修补部位对原材料不产生影响。

为了满足上述要求，欧洲、美国等科学家以及发明人本人进行了大量的研 究工作。研究证明，现代水泥材料在砖石文物保护及砖石历史建筑修缮中，水 泥与古代的材料存在排斥性。与水泥相比，石灰(气硬石灰和水硬石灰)等传 统材料更适合历史建筑材料的修缮保护。

2.目前在中国使用的砖石修复剂类型

现有的修复剂主要有3类：1、水泥砂浆；2、加红粉或青粉的石灰浆；3、 聚合物改性的水泥基修复剂，其成份及优缺点如下：

第一类：水泥砂浆，其主要成分是水泥、河砂等，通过现场配制而成，特 点是强度高(一般20Mpa)，硬化快，缺点是强度太高，含有害的水溶性盐份， 质感与砖有很大差别，修复处易脱落，导致修复后砖的损坏加速；

第二类：加红粉或青粉的石灰浆，是传统方法，在上海已经有超过80年 的历史。其主要成分是石灰膏，颜料(铁红、铁黄、铁黑等)，现通过场配 制而成，特点是强度低，可施工性好，缺点是不耐水，不耐冻，颜色容易变化， 耐候性差(耐侯性是指材料在室外使用后经受的日晒雨淋、热胀冷缩、酸雨等 自然条件的破坏)，容易变色，修复处易脱落；

第三类：聚合物改性的水泥基修复剂，其主要成分是水泥、河砂、其他助 剂等预制而成的商品砂浆，通过现场加水配制而成，特点是强度高，可施工性 好，是使用最多的修复剂，缺点是，退色，强度太高，修复处易脱落。

3.无水泥石灰类材料国际、国内研究进展

2000年开始，美国盖蒂保护研究所资助了专门的课题《石灰灰浆和灰泥》 (lime mortars and plasters)来从事新型石灰凝结材料的原理、性能比较、老化性 能等多方面的研究。美国盖蒂保护研究所已经取得的研究成果包括1)对石灰 材料的原料Ca(OH)₂的微观结构和固化机理进行了详细的阐明。指出发生在石 灰干燥过程中的不可逆固化过程会对Ca(OH)₂的胶体性能产生不利影响，会影 响到水硬性石灰的流变性和可塑性。同时还对石灰材料的老化过程也做了系统 的阐述。2)通过应用实例对传统石灰材料和改性后的石灰材料的性能做过详 细的比较。此项研究包括两者颗粒性能和流变性的差别，碳酸化速率以及时间、 强度之间的关系。3)对石灰碳酸化过程中的动力学与周边环境温度的关系做 了具体研究。创立了一个模型来测试CO₂浓度和石灰碳化速率之间的关系。发 现石灰碳化速率和CO₂的浓度没有直接关系，却与石灰的表面形态有直接关 系。美国宾西法利亚大学也对天然水硬性石灰进行了专业的研究(2006)。