[发明专利]一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆及其改性制备方法

说明书

本发明涉及文物建筑保护材料改性研究领域，尤其涉及一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆及其改性制备方法。采用硅灰以15wt％代替天然水硬性石灰(NHL2)，添加剂糯米浆浓度为1％和纸筋纤维的掺量为1.5％制备砂浆。依据上述方法制备的砂浆具有透气性好，与文物建筑修复基体相容性高。硅灰具有较强的火山灰活性与天然水硬性石灰发生反应，大幅提高了砂浆的力学强度，同时还能降低使用成本和减少环境的污染，并且上述制备方法降低吸水率并大幅提高砂浆的耐久性，使砂浆在文物建筑修复中更好的发挥作用。

技术领域

本发明涉及一种天然水硬性石灰砂浆及其改性制备方法，尤其涉及一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆及其改性制备方法。属于文物建筑保护材料改性研究领域。

背景技术

众所周知，中国现存大量文物建筑，大部分文物建筑处于露天环境中，受周围环境和人为的破坏，许多文物建筑出现不同程度的损伤、开裂、缺失甚至倒塌的现象。现如今文物建筑修复主要采用有机材料和无机材料两大类，其中有机材料存在与无机质的文物建筑本体之间兼容性差，容易老化且老化失效后不易清除等问题。无机材料包括石灰、氢氧化钡及碱土硅酸盐材料，其缺点是强度低、耐水性差、渗透性差等，水泥作为无机材料中的一种，在19世纪末被发明生产出来，由于具有强度高、硬化速度快等特点在文物建筑保护初期得到广泛应用，但随着研究的深入水泥的不可逆性、兼容性差和会释放水溶性盐等缺陷会对文物建筑造成二次破坏。近些年，反对水泥的呼声越来越大，同时天然水硬性石灰的呼声不断提高，因具有适中的强度、不会释放水溶性盐、与被修复基体能更好的相容等，使得天然水硬性石灰受到文物建筑修复者的关注与青睐，在文物建筑修复过程中取得了很好的加固效果，然而同时存在其不能满足更高强度的文物建筑修复要求、使用成本高和受外界因素影响其耐久性不足的情况。上述材料均存在不同的局限性，因此有必要在天然水硬性石灰胶凝材料的基础上发明一种使用成本低、强度高、耐水性和耐久性好的文物建筑修复用的砂浆配比。目前，关于采用硅灰成分替代部分天然水硬性石灰的研究很少，未见采用糯米浆和纸筋纤维对其天然水硬性石灰改性的报道。

发明内容

本发明的目的是改善天然水硬性石灰砂浆在文物建筑修复过程中的使用性能与耐久性能，并在一定程度上减轻环境污染和资源匮乏等问题。

本发明实现发明目的采用如下技术方案：一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆，其原料组成包括胶凝材料、骨料、添加剂和水。胶凝材料为天然水硬性石灰(NHL2)和硅灰的混合物，骨料为标准砂，添加剂为糯米浆和纸筋纤维。

作为优选，本发明提供的一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆，所述硅灰在胶凝材料中以15wt％的比例替代天然水硬性石灰。

作为优选，本发明提供的一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆，所述糯米浆熬制过程中以100℃条件下熬制120min，糯米浆添加的浓度为1％。

作为优选，本发明提供的一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆，所述纸筋纤维需将卫生纸撕碎放入热水中泡至分散，放入干燥箱以60℃烘干4h，纸筋纤维添加量占胶凝材料的1.5％。

作为优选，本发明提供的一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆，所述砂浆胶凝材料与骨料的重量比为1：2，水胶比为0.8。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：本发明制备的一种文物建筑修复用天然水硬性石灰砂浆是一种有机/无机复合材料，采用有机/无机复合改性可以克服单独采用有机或无机改性剂所存在的缺陷。无机改性剂硅灰具有较强的火山灰效应，和天然水硬性石灰发生火山灰反应，大幅加快了砂浆早期强度的发展，细化了砂浆内部孔隙结构，提高了砂浆的强度，同时使得制备相同体积的砂浆所需得天然水硬性石灰用量减少，一是降低了使用成本，二是硅灰的使用在一定程度上减轻了环境的污染和资源匮乏等问题。有机改性剂糯米浆可以有效降低其吸水率，减缓由于频繁水活动对其造成的破坏。纸筋纤维的拉结效应可以改善砂浆的抗折强度和耐久性，使得砂浆的强度和耐久性能得到不同程度的提高，可以应用到更多的文物建筑修复中，使砂浆能更好地发挥修复作用。

附图说明