[发明专利]一种高强耐水岩土质古建筑修补材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高强耐水岩土质古建筑修补材料的制备方法，属于建筑修补材料技术领域。本发明以羧甲基丁苯胶乳和丙烯酸树脂改性天然水硬性石灰为原料，沸石为骨料，玻璃纤维为增强剂，羧甲基纤维素为增稠剂，马来酸酐接枝淀粉作为增容剂，制备出一种高强耐水岩土质古建筑修补材料；马来酸酐接枝淀粉的加入，通过提高材料结构的密实性来改善材料的耐水性、耐冻性及抗渗性，且提高修补材料和基体的相容性；羧基丁苯胶乳属环保型产品，具有较高的粘结力和结膜强度，机械及化学稳定性好，流动性、贮存稳定性均佳，填充量大等优点；丙烯酸树脂具有良好的保光保色性、耐水耐化学性、干燥快等特点，使得改性天然水硬性石灰具有良好的强度和耐水性。

技术领域

本发明涉及一种高强耐水岩土质古建筑修补材料的制备方法，属于建筑修补材料技术领域。

背景技术

按照时间分类，建筑可分为时间较为久远的古代建筑和时间较近的现代建筑。古建筑因为环境的长时间影响和人为的损坏，会遭受到不同程度的破坏。我国遗存有大量种类丰富的岩土质文物建筑，如石窟寺、古城墙、古壁画、古陵墓和古城土建筑遗址等。这些承载着大量珍贵的历史文化信息的岩土质建筑，是极其脆弱的一类文物实体。现代的水泥等胶凝材料并不适用于这类建筑的修补，国内对于岩土类建筑修补材料的研究也比较少。

而在现代的建筑行业中，水泥混凝土是建筑工程中使用量最大、应用最广泛的建筑材料。一般情况下，混凝土结构具有较好的长期性和较高的耐久性。但随着使用年限的增加和一些其他的内部或外部因素，会使水泥混凝土材料的耐久性降低。如自然界各种物理、化学及生物因素作用，会加剧混凝土的破坏；甚至是有些新建落成的混凝土工程，如果设计、施工及养护方法不合理，也会导致裂缝、孔洞、蜂窝、脱皮麻面、啃边等病害，甚至发生倒塌。

建筑的损坏按照其损坏形式可分为结构性破坏和非结构性破坏两大类，所以根据建筑损害部位和修补要求的不同，建筑的修补可分为结构加固和表面修补两大类。对于像后者发生在局部或表面而并没有影响到结构的破坏，修补砂浆是较为适用的修补材料。

混凝土修补材料的分类方法有许多种。如果是按使用用途来分类，主要有裂缝修补材料、密封材料、灌浆材料、快速修补材料、表面防护材料等。从胶凝材料的性质来看，主要分为：水泥基胶凝材料、聚合物胶凝材料、聚合物增强水泥基胶凝材料、纤维增强聚合物胶凝材料等。

按照最本质的化学成分，水泥混凝土修补材料一般可分为无机类、有机类和有机无机复合类材料。

无机类如普通硅酸盐水泥和特种水泥（如快硬硅酸盐水泥、高铝水泥、磷酸镁水泥等），具有成本低、环保、价廉等优点，而且与旧混凝土性能一致。但普通硅酸盐水泥的修补周期较长，粘结强度低，容易造成新旧界面粘结不牢、开裂，从而导致混凝土出现再度损坏等质量问题。而特种水泥的水化凝结机理、施工性能、力学性能及耐久性等与旧混凝土有较大差异，还有待进一步研究。像高铝水泥还会因为水化产物晶型转化而存在长期强度倒缩的问题。

有机类是指以高分子聚合物如环氧树脂、丙烯酸、聚酯树脂等各种树脂为主要原料，加入一定量的填料、固化剂、增塑剂等进行改性的修补材料，这类材料具有耐化学腐蚀、抗冲击、粘结强度高等优点。这类材料适用于混凝土结构的裂缝修补、加固补强、耐腐蚀修补、接缝损坏修补等。缺点是树脂材料的早期发热量大，硬化浆体脆性大，收缩也比较大，稀释剂、固化剂等外加剂因有毒性还可能造成环境的污染。而且聚合物与基材的相容性较差，如热膨胀系数和弹性模量都与基材相差较大，在发生热变形时会在界面过渡区产生高的剪力和拉力而引起修补材料的脱落。同时有机类材料在环境作用下易于老化，降低了耐久性能。

有机无机复合类是以有机聚合物和无机胶凝材料结合而成的一种新型复合修复材料，如各类聚合物水泥混凝土和聚合物水泥砂浆等。有机无机复合修补材料结合了有机聚合物和无机胶凝材料的优点，越来越多地应用于修补、耐腐蚀和装饰等工程领域。聚合物的价格要远高于水泥，而且往往有机无机复合材料中聚合物的掺量偏高，所以这类材料的价格较昂贵。此外，当采用大量的水溶性聚合物时，还容易出现收缩开裂。