[发明专利]黄土遗址防风化加固剂及其制备和加固方法

说明书

技术领域

本发明涉及文物保护材料技术领域，具体是一种保护黄土遗址的加固材料。

背景技术

土遗址是祖先遗留下来的特定时期生产生活的痕迹，承载着重要的历史文化信息，对于古文化研究工作有着极其重要的价值；然而，土壤的泛碱，风化，水蚀和生物繁殖的特殊性造成土遗址保护工作的巨大困难。目前，土遗址出现病害主要是受自身成分、结构及环境因素的影响，使土体难以保持水分平衡，最终造成吸水过多后承载力下降或者失水过多土质沙化。因此，土遗址防风化加固保护材料的研制及加固工艺成为现今土遗址保护工作中的一个重要方面。

土遗址化学加固材料的研究，国内外报道已有很多：主要分为无机材料包括氢氧化钙溶液、氢氧化钡溶液和水玻璃等；有机材料包括聚氨酯、聚酯、环氧树脂等反应型加固剂和有机树脂溶液类的加固剂。但是，目前在土遗址防风化加固保护领域迫切需要解决的关键技术问题是加固材料的渗透深度浅，加固后透气性差、未形成浓度梯度和强度梯度，容易在土遗址表面加固层和未加固层之间形成硬壳，造成遗址表面加固层整体脱落。

处于半湿润区的陕西关中、河南、山西、河北、山东、苏北、皖北、东北西部等地，从夏、商、周以至明代的各类土遗址星罗棋布，是关系中华文明的起源和发展的重要土遗址部分。国内外对于适宜我国半湿润区的干燥、半干燥、潮湿环境条件下的黄土遗址保护防风化加固材料及其制备和加固方法的研究还未见报道。

而关于新疆、宁夏等干旱地区的沙土遗址和江南湿润地区土遗址加固材料及其方法的研究已有报道：其中，公开日为1998年3月11日，公开号为CN1175562A的中国发明专利中，提出了一种硅酸钾加固材料及其生产方法，主要是由模数为3.8-4的硅酸钾水溶液，固化剂、交联剂及扩散剂组成。该加固材料是利用渗透作用加固风化砂岩，主要适用于干旱的沙土遗址地区。公开日为2008年12月10日，公开号为CN101318831A的中国发明专利中，提出了一种用于高含水量的土遗址保护的固体晶体憎水材料及其制备方法，该材料主要由氯化镁，高镁矿粉，三氯化铁，复合添加剂，硫酸铝钾，硫酸铜等组成。主要适用于南方潮湿区土遗址加固。另外，公开日为2007年2月14日，公开号为CN1912316A的中国发明专利以及公开日为2008年10月22日，公开号为CN101289619A的中国发明专利中都介绍了适用于潮湿，高含水量的湿润地区土遗址保护的加固材料。

发明内容

为了克服现有技术在加固材料的渗透深度浅、加固后透气性差、未形成浓度梯度和强度梯度，容易在土遗址表面加固层和未加固层之间形成硬壳，造成遗址表面加固层整体脱落的问题，本发明提出了一种黄土遗址防风化加固剂及其制备和加固方法。

本发明提出的用于黄土遗址防风化加固材料包含有CB-Ⅰ号加固剂和CB-Ⅱ号加固剂，其中，CB-Ⅰ号加固剂是在每1000毫升乙醇中溶解5～25克的草酸和1～15毫升磷酸的无色澄清溶液；CB-Ⅱ号加固剂是在每2500毫升甲醇中溶解15～150克氢氧化钡的无色澄清溶液。所述化学原料均为工业纯。

本发明还提出了一种该黄土遗址防风化加固剂的制备方法，该方法包括分为步骤：

第一步：CB-Ⅰ号加固剂的制备：把5～25克的草酸和1～15毫升磷酸溶解于1000毫升的乙醇中进行搅拌，使其完全溶解，形成无色澄清溶液作为CB-Ⅰ号加固剂。

第二步：CB-Ⅱ号加固剂的制备：取15～60克氢氧化钡溶解于2500毫升甲醇中，再置于三颈瓶中，加热至120℃恒温回流4小时后，室温冷却至20℃，制得无色澄清溶液作为CB-Ⅱ号加固剂。

为实现本发明的目的，本发明还提出了一种对黄土遗址加固的方法，具体步骤如下：

第一步：用CB-Ⅰ号加固剂滴渗原状土样，逐滴滴渗；每100克土样需滴渗35～40毫升CB-Ⅰ号加固剂，渗透深度达9～20厘米，自然干燥2～5天；

第二步：CB-Ⅱ号加固剂与甲醇的体积比例为1∶1～9倍体积的进行稀释。用稀释后的CB-Ⅱ号加固剂滴渗经由步骤一处理后的原状土样，逐滴滴渗，每100克土样需滴渗40～50毫升CB-Ⅱ加固剂，渗透深度达9～20厘米，自然干燥2～5天；