專(zhuān)利名稱(chēng)：用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址的膠凝材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加固土建筑遺址的材料，具體說(shuō)是ー種用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址膠凝材料。
背景技術(shù)：
在我國(guó)，土質(zhì)文物分布廣泛，種類(lèi)豐富，如長(zhǎng)城、烽燧、關(guān)隘、古城等土建筑遺址。作為極其脆弱的ー類(lèi)文物實(shí)體，承載著大量珍貴的歷史信息，蘊(yùn)藏著我國(guó)歷代政治、經(jīng)濟(jì)、藝術(shù)、建筑、科技諸方面極為重要的形象資料，是我國(guó)古代文明的實(shí)物標(biāo)本，是民族文化傳承的物質(zhì)載體，具有民族團(tuán)結(jié)和文化認(rèn)同的感召カ和凝聚力，也是我國(guó)優(yōu)質(zhì)國(guó)有資產(chǎn)和當(dāng)代極其珍貴的文化旅游資源。
受自然環(huán)境諸多因素的影響，長(zhǎng)城、烽燧、關(guān)隘、古城等嚴(yán)重風(fēng)化，土建筑遺址也產(chǎn)生了裂隙、坍塌等地質(zhì)病害，對(duì)文物造成很大的破壞，有些甚至是毀滅性的，目前還未形成相應(yīng)的保護(hù)材料和保護(hù)技術(shù)，亟待尋找適宜的保護(hù)材料進(jìn)行保護(hù)加固。用于土質(zhì)文物的保護(hù)加固材料必須與文物巖土體有相近的物理力學(xué)性質(zhì)，這樣才能有良好的兼容性，即保護(hù)加固材料與文物本體很好的結(jié)合。同時(shí)，保護(hù)加固材料結(jié)石體必須具備良好的耐候性，即耐環(huán)境諸因素，如水、溫濕度變化、凍融、風(fēng)蝕、雨蝕等對(duì)其穩(wěn)定性的影響，而克服以上要素的影響須得無(wú)機(jī)保護(hù)材料研發(fā)。因此研發(fā)一種耐候性、兼容性好的無(wú)機(jī)保護(hù)材料是加固土質(zhì)建筑遺址的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供ー種與遺址土體結(jié)合牢固、耐候性好的用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址的膠凝材料。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是ー種用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址的膠凝材料，其特征在于包括下述制備步驟
a.將含CaCO385% (質(zhì)量百分比，以下同)和白粘土 15%的灰白色泥灰?guī)r入粉碎機(jī)中粉碎，篩選成粒徑為Icm 5cm碎粒泥泥灰?guī)r；白粘土 15%中的主要成分占泥灰?guī)r的重量比為SiO2 11%、Al2O3 2%、0.8%Fe203 ;
即泥灰?guī)r主要礦物成份為CaC03 85%、SiO2 11%、Al2O3 2%和Fe2O3 O. 8% ；
b.將碎粒泥灰?guī)r在在1000°C 1400°C焙燒爐中焙燒3 4小時(shí)，出爐后自然冷卻至環(huán)境溫度得燒碎粒泥灰?guī)r；
燒碎粒泥灰?guī)r的礦物成份包括生石灰(CaO) 45%、β -硅酸鈣(β -CaSiO3) 30%和鋁硅酸鈣(Ca2Al2Si2O8) 19% ；
碎粒泥灰?guī)r在焙燒爐中焙燒的化學(xué)反應(yīng)式如下
CaCOr 白,土」22 CaOSiOiC多)-2€&0·Α 03·δ 02(€；Α5)-CaO- CO2T
C.將燒碎粒泥灰?guī)r在球磨機(jī)中研磨，過(guò)100目篩得燒泥灰?guī)r粉；
d.準(zhǔn)備好過(guò)5目篩的粉土；e.按照粉土 燒泥灰?guī)r粉為2 1質(zhì)量比例，入攪拌器內(nèi)混和均勻，得膠凝材料。使用時(shí)，按照膠凝材料水的質(zhì)量比例為100 20的配比(即水灰比O. 2)攪拌均勻至濕潤(rùn)；用塑料膜覆蓋捂5 6小吋，達(dá)到夯筑成型狀態(tài)時(shí)，用來(lái)夯筑修復(fù)土建筑遺址。其反應(yīng)式如下
水硬過(guò)程
β -CaO · SiO2 (β -CS) + ηΗ20 — β -CaO · SiO2 · ηΗ20 (β -CSHn)
2Ca0 · Al2O3 · SiO2 (C2AS) + ηΗ20 — 2Ca0 · Al2O3 · SiO2 · ηΗ20 (C2ASHn)
氣硬過(guò)程
CaO + H2O — Ca(OH)2 + Q [放熱]
Ca (OH) 2 + CO2 ^ CaCO3 + H2O
本發(fā)明用于修復(fù)土建筑遺址，外觀、色澤與遺址土接近，解決了土遺址裂隙、坍塌等經(jīng)加固后的耐久性問(wèn)題。本發(fā)明經(jīng)過(guò)物理力學(xué)性能測(cè)試，其孔隙率達(dá)40%以上，28天的平均抗壓強(qiáng)度不低于2. OOMPa,浸泡90天后仍基本完好。并且透水、透氣性好，耐凍融性強(qiáng)，溫度反復(fù)變化、濕度反復(fù)變化對(duì)其強(qiáng)度的影響非常小，有很好的耐候性。物理力學(xué)性能測(cè)試材料制備如下
按照膠凝材料水的質(zhì)量比例為I :0. 2的配比，即每1000克膠凝材料中加入200克水，攪拌混和濕潤(rùn)，然后，用塑料膜覆蓋梧6小時(shí),在三聯(lián)模具(5cmX 5cmX 5cm)中成型,28天齡期后測(cè)試其物理力學(xué)性能，見(jiàn)表I與表2。表I抗折、抗壓強(qiáng)度
權(quán)利要求
1.ー種用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址的膠凝材料，其特征在于包括下述制備步驟 a.將含CaCO385% (質(zhì)量百分比)和白粘土 15%的灰白色泥灰?guī)r入粉碎機(jī)中粉碎，篩選成粒徑為Icm 5cm碎粒泥灰?guī)r；白粘土 15%中的主要成分占泥灰?guī)r的重量比為SiO211%、Al2O3 2%、0.8%Fe203 ; b.將碎粒泥灰?guī)r在在1000°C 1400°C焙燒爐中焙燒3 4小時(shí)，出爐后自然冷卻至環(huán)境溫度得燒碎粒泥灰?guī)r； c.將燒碎粒泥灰?guī)r在球磨機(jī)中研磨，過(guò)100目篩得燒泥灰?guī)r粉； d.準(zhǔn)備好過(guò)5目篩的粉土； e.按照粉土燒泥灰?guī)r粉為2 1質(zhì)量比例，入攪拌器內(nèi)混和均勻，得膠凝材料。
2.如權(quán)利要求I所述的ー種用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址的膠凝材料，其特征在于步驟b燒碎粒泥灰?guī)r的礦物成份包括生石灰45%、β -硅酸鈣30%和鋁硅酸鈣19%。
全文摘要
用灰白色泥灰?guī)r制作的加固土建筑遺址的膠凝材料，包括制備步驟將含CaCO385%和白粘土15%的灰白色泥灰?guī)r入粉碎機(jī)中粉碎，篩選成粒徑為1cm～5cm碎粒泥灰?guī)r；將碎粒泥灰?guī)r在在1000℃～1400℃焙燒爐中焙燒3～4小時(shí)，出爐后自然冷卻至環(huán)境溫度得燒碎粒泥灰?guī)r；將燒碎粒泥灰?guī)r在球磨機(jī)中研磨，過(guò)100目篩得燒泥灰?guī)r粉；準(zhǔn)備好過(guò)5目篩的粉土；按照粉土燒泥灰?guī)r粉為21質(zhì)量比例，入攪拌器內(nèi)混和均勻，得膠凝材料。它用于修復(fù)土建筑遺址，外觀、色澤與遺址土接近，解決了土遺址裂隙、坍塌等經(jīng)加固后的耐久性問(wèn)題。與遺址本體土有很好的兼容性，夯補(bǔ)土體孔隙率大，透水性好，與遺址土體結(jié)合牢固不易剝離，抗風(fēng)化性能較強(qiáng)、耐凍融性和水穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)C04B7/345GK102674722SQ20121019753
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月15日
發(fā)明者李最雄, 李黎, 王旭東, 王金華, 趙林毅, 郭青林 申請(qǐng)人:敦煌研究院