復(fù)合型土遺址加固材料及加固土遺址的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種加固材料及利用該加固材料進(jìn)行加固的方法，具體涉及一種復(fù)合 型土遺址加固材料及利用該復(fù)合型土遺址加固材料對土遺址進(jìn)行加固的方法，屬于文物保 護(hù)材料和方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 土遺址是人類活動遺留下來的以土為主要建筑材料的實物遺跡或遺物，蘊含豐富 的歷史、文化、科學(xué)等信息。然而，由于自然或人為的原因，幾乎所有的土遺址文物都不同程 度的、不同表現(xiàn)的損害或破壞。在這些損害和破壞中，因不適宜的溫度、濕度、水分和鹽分等 因素的協(xié)同作用，引起的遺址土顆粒的脫落、土體大塊剝蝕剝落等病害最為嚴(yán)重，對土遺址 造成極大破壞，也對土遺址保護(hù)工作提出了挑戰(zhàn)。因此，土遺址加固材料及其制備和加固就 變得極為迫切需要。
[0003] 土遺址加固方法多種多樣，有物理加固法和化學(xué)加固法，國內(nèi)外已有很多文章和 專利報道。
[0004] 物理加固法也叫機(jī)械加固法，其借用土木工程或巖土工程中的錨桿錨固或支護(hù)的 方法加固，主要是針對出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫或即將要滑落的瀕危大塊土遺址，且這種方法最大缺 點是有礙觀瞻，影響土遺址價值最大程度發(fā)揮。
[0005] 化學(xué)加固法主要是針對小裂隙、遺址表面土顆粒脫落的表面防風(fēng)化，化學(xué)加固材 料國內(nèi)外報道和專利已有很多，主要分為無機(jī)材料、有機(jī)材料、有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料。其中，
[0006] (1)無機(jī)材料包括：氫氧化鈣溶液、氫氧化鋇溶液和水玻璃等；
[0007] (2)有機(jī)材料包括：聚氨酯、聚酯、環(huán)氧樹脂等反應(yīng)型加固劑和有機(jī)樹脂溶液類的 加固劑；
[0008] (3)有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料包括：有機(jī)硅改性的硅酸鉀水基乳液、草酸與氫氧化鋇形 成雙重沉淀的復(fù)合材料等。
[0009] 但是，目前在土遺址表面化學(xué)加固材料中，迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是：需要 形成深滲透、適中強度，加固后土體透氣性增強的加固材料，促進(jìn)遺址內(nèi)部和外部物質(zhì)和能 量的正常交換，防止加固材料在遺址表面累積，防止加固材料在土遺址表面加固層和未加 固層之間形成硬殼，長時間后會造成遺址表面加固層整體開裂、甚至脫落。
[0010] 對土遺址加固材料的研宄，形成了適用于南方潮濕土遺址、半濕潤區(qū)和北方干旱 沙土遺址的表面防風(fēng)化加固材料。
[0011] 關(guān)于南方潮濕土遺址加固材料研宄相對較多，如：
[0012] (1)公開日為2015年4月1日，公開號為CN104478479A的中國發(fā)明專利，提出了 一種含有納米氫氧化鈣的有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料及其制作方法，有機(jī)無機(jī)復(fù)合材料主要由納米 氫氧化鈣、羧基取代聚硅氧烷和交聯(lián)劑XR-100制成，該加固劑以提高土遺址強度為主要目 的；
[0013] (2)公開日為2012年10月3日，公開號為：CN102703089A的中國發(fā)明專利，提出 了一種潮濕環(huán)境下土遺址加固保護(hù)用有機(jī)硅改性復(fù)合材料及其制備方法，該加固材料主要 是由正硅酸乙酯、甲基三乙氧基硅烷、硅烷偶聯(lián)劑、無水乙醇和水組成的改性有機(jī)硅材料；
[0014] (3)公開日為2008年12月24日，公開號為：CN101328411A的中國發(fā)明專利，提出 了一種液態(tài)水硬性土遺址加固材料及加固方法，該加固材料主要由鈣源溶液和硅源溶液， 在水中發(fā)生水硬性反應(yīng)生成硅酸鈣膠結(jié)成分，實現(xiàn)對土遺址加固；
[0015] (4)公開日為2008年10月22日，公開號為：CN101289524A的中國發(fā)明專利，提出 了一種有機(jī)硅改性丙烯酸微乳液土遺址表層保護(hù)材料的制備方法，該加固材料主要由丙烯 酸丁酯、苯乙烯和硅烷偶聯(lián)劑KH570為基本原料，正戊醇為表面活性劑合成的有機(jī)硅改性 丙烯酸酯微乳液，該加固劑影響遺址表面形貌；
[0016] (5)公開日為2008年12月10日，公開號為CN101318831A的中國發(fā)明專利，提出 了一種用于高含水量的土遺址保護(hù)的固體晶體憎水材料及其制備方法，該材料主要由氯化 鎂、高鎂礦粉、三氯化鐵、復(fù)合添加劑、硫酸鋁鉀、硫酸銅等組成，適用于南方潮濕區(qū)土遺址 加固；
[0017] (6)公開日為2007年2月14日、公開號為CN1912316A的中國發(fā)明專利和公開日 為2008年10月22日、公開號為CN101289619A的中國發(fā)明專利，都介紹了適用于潮濕、高 含水量的濕潤地區(qū)土遺址保護(hù)的加固材料，這些表面加固材料以提高土遺址表面強度為主 要目的。
[0018] 國內(nèi)外對于適宜我國半濕潤區(qū)的干燥、半干燥、潮濕環(huán)境條件下的黃土遺址保護(hù) 防風(fēng)化加固材料及其制備和加固方法的研宄相對較少。公開日為2013年1月16日，公開 號為CN101935531B的中國發(fā)明專利，提出了一種黃土遺址防風(fēng)化加固劑及其制備和加固 方法，該加固材料以草酸、磷酸的乙醇溶液為CB I加固劑，以氫氧化鋇的甲醇溶液為CB II 加固劑，得到了一種適用于半濕潤地區(qū)的黃土遺址加固材料。
[0019] 關(guān)于新疆、寧夏等干旱地區(qū)的沙土遺址加固材料及其方法的研宄也有報道。公開 日為1998年3月11日，公開號為CN1175562A的中國發(fā)明專利，提出了一種硅酸鉀加固材 料及其生產(chǎn)方法，加固材料主要是由模數(shù)為3. 8-4的硅酸鉀水溶液、固化劑、交聯(lián)劑及擴(kuò)散 劑組成。該加固材料是利用滲透作用加固風(fēng)化砂巖，主要適用于干旱的沙土遺址地區(qū)。
[0020] 經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的加固材料滲透深度淺，在加固土遺址后會在遺址表面累積，弓丨 起土遺址內(nèi)外物質(zhì)和能量交換不暢，進(jìn)而引起遺址表面后續(xù)開裂、整體脫落等病害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021] 為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能增強遺址土體強度、增加 土遺址透氣性、在土遺址中有較深的滲透深度和防止土遺址土顆粒脫落的復(fù)合型土遺址加 固材料，以及利用該復(fù)合型土遺址加固材料對土遺址進(jìn)行加固的方法。
[0022] 為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：
[0023] 一種復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，包括AG- I、AG- II和AG- III三種加固 劑，
[0024] 前述AG- I加固劑是以無機(jī)化合物氯化鈣和氯化鐵為主要原料，以乙醇為溶劑， 加熱攪拌回流形成的無色或淺黃色的溶液；
[0025] 前述AG- II加固劑是以有機(jī)化合物檸檬酸和聚甲基三乙氧基硅烷為主要原料，以 乙醇為溶劑，攪拌形成的無色溶液；
[0026] 前述AG-III加固劑是以無機(jī)化合物氫氧化鉀為主要原料，以乙醇為溶劑，加熱攪 拌回流形成的無色透明的溶液。
[0027] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述氯化鈣、氯化鐵、乙醇的用量比 例為 5-15g :0-20g :1000ml。
[0028] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述氯化鈣、氯化鐵、乙醇的用量比 例為 15g : IOg :1000ml。
[0029] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述氯化鈣、氯化鐵和乙醇在80°C下 攪拌回流形成AG- I加固劑。
[0030] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述檸檬酸、聚甲基三乙氧基硅烷、 乙醇的用量比例為5-20g :100-200ml :1000ml。
[0031] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述檸檬酸、聚甲基三乙氧基硅烷、 乙醇的用量比例為20g :100ml :1000ml。
[0032] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述氫氧化鉀、乙醇的用量比例為 5~15g ： 1000ml〇
[0033] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述氫氧化鉀、乙醇的用量比例為 15g : 1000 ml〇
[0034] 前述的復(fù)合型土遺址加固材料，其特征在于，前述氫氧化鉀和乙醇在80°C下攪拌 回流形成AG-III加固劑。
[0035] 利用前述的復(fù)合型土遺址加固材料加固土遺址的方法，其特征在于，包括以下步 驟：
[0036] St印1 :用AG- I加固劑進(jìn)行滴滲加固，自然干燥2-5天；
[0037] St印2 :用AG- II加固劑進(jìn)行滴滲加固，自然干燥2-5天；
[0038] Step3 :用AG- III加固劑進(jìn)行滴滲加固，自然干燥2-5天；
[0039] Step4 :從Stepl到Step3為一個加固周期，重復(fù)Stepl至Step3,共加固2-3遍。
[0040] 本發(fā)明的有益之處在于：
[0041] (1)本發(fā)明的復(fù)合型土遺址加固材料：能夠在遺址土體中形成難溶于水的碳酸 鈣、檸檬酸鈣、氧化鐵膠結(jié)物以及形成以二氧化硅為主的粘土礦物膠結(jié)物，從而有效增添了 土顆粒之間的結(jié)合力，進(jìn)而有效防止了土遺址風(fēng)化病害的發(fā)生；
[0042] (2)本發(fā)明的復(fù)合型土遺址加固材料：適用范