[发明专利]一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机加固材料，具体说是一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料。

背景技术

石窟危岩体锚固与裂隙注浆是石窟加固工程中两项非常重要的工程措施。锚固的作用主要从结构上稳定危岩体，对地处干旱或半干旱地区的石窟来说，岩体裂隙注浆的作用主要是防止雨水入渗，以防锚杆锈蚀，确保锚杆的锚固强度。另外，岩体裂隙注浆对一些小的危岩体起到与基岩粘连，使整个岩体保持完整。对于地处潮湿和多雨水地区的石窟，岩体裂隙注浆还有一个很重要的作用，就是防止岩体内的水向外渗漏，避免石质文物风化。

针对我国不同岩体的结构形式， 从上世纪六十年代开始，我国的文物保护工作者根据各地石窟所处的环境特点及石窟岩体的特性，因地制宜地进行了大量石窟岩体裂隙注浆的研究工作和抢救性的保护加固工程，抢救了大批濒危的石窟文物，如上世纪七十年代，在河南洛阳的龙门石窟，采用环氧树脂进行岩体裂隙注浆；八十年代，在四川重庆的大足石窟采用了小分子量的水性环氧树脂进行了岩体裂隙注浆；九十年代初，敦煌研究院采用了PS-F对甘肃瓜州县榆林窟的砾石岩体进行了锚固和岩体裂隙注浆，这些石窟岩体裂隙注浆的工程措施都对石窟文物起到了抢救性的保护作用。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料，具体配方如下：

填料：烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0.6:0.4混合

膨胀剂：AEA，占填料总质量的10%

主剂：纯净水

水灰比：0.50～0.60

本发明的优点和产生的有益效果是：

1、料礓石是第四纪黄土中沉积的钙质结石，主要由70%左右的CaCO₃及30%左右的粘土矿物组成。当料礓石在900℃以上焙烧后，会产生气硬性胶凝材料CaO和水硬性胶凝材料β-CaSiO₃和Ca₂Al₂Si₂O₇。烧料礓石的重要特性便是其中的气硬组分CaO先与水作用生成Ca(OH)₂胶凝体，Ca(OH)₂再与大气中的CO₂、H₂O作用，逐渐生成孔隙率较大的CaCO₃胶凝体。在环境相对湿度较高时，水硬组分β-CaSiO₃和Ca₂Al₂Si₂O₇快速水化产生的β-CSH_n和C₂ASH_n提高结石体的早期强度。这种逐渐碳化生成孔隙率较大的CaCO₃胶凝体和快速水化产生的β-CSH_n和C₂ASH_n胶凝体强度互补，不但能完全满足文物修复的要求，同时，使修复胶凝体与被修复加固的文物本体很好兼容，结合牢固而不会产生剥离，并具有强的耐候性，达到好的保护加固效果。

2、该加固材料中，填加剂除选石英砂外，另外选用偏高岭土，以控制偏高岭土的掺加量控制孔隙率的大小，同时，浆液中掺加偏高岭土能明显提高浆液结石体的早期强度。偏高岭土具有很高的活性，可与水硬石灰中的氧化钙CaO作用，形成水泥的化学组分之一铝硅酸钙（Ca₂Al₂Si₂O₇），铝硅酸钙再经过水化形成水化铝硅酸钙，即水泥石，而明显地提高浆液结石体的龄期强度，特别是早期强度，这对堵砂岩石窟裂隙渗水非常有利。