[發明專利]一種無水泥磚制品修復劑

無效

• 申請號: 200910045610.2
• 申請日: 2009-01-20
• 公開（公告）號: CN101781105A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 戴仕炳;張德兵
• 申請（專利權）人: 同濟大學;上海德賽堡建筑材料有限公司
• 主分類號: C04B28/00
• 分類號: C04B28/00;C04B18/16;C04B14/06;C04B24/26;C04B24/38;C04B22/06;C04B103/54
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及一種新材料，尤其是涉及一種無水泥磚制品修復劑。

背景技術

1.古代磚制品的特點及其對修復劑的技術要求

磚制品是我國歷史建筑中重要的建筑材料之一，其最早可以追述到周朝。 在明清時期，制磚和用磚得到普及，近現代很多的建筑物使用燒結粘土磚砌筑 而成。和歐洲的燒結粘土磚不同的是，中國大多數的燒結粘土磚大多是青磚， 其燒制時的溫度低，一般小于1000℃，而山海關城墻的磚據發明人的初步研究 為簡單低溫烘烤而成，所以抗壓強度低，一般低于5-10Mpa(兆帕)，已經風 化的需要修補部位的強度更低，一般不到原來強度的1/10，吸水率又高，重量 吸水率達到20-30％，體積吸水率達到45-50％，也意味總孔隙率在40％以上。

各種各樣的古代磚制品在使用過程中均會發生不同程度的物理崩解、化學 的風化，在修繕時，這些磚或者被更換掉，或者被鑿除后粘貼新的磚片，或者 采用修復劑修復。

采用磚制品修復劑修復的工藝與其他工藝(如更換工藝)相比，具有多種 優點，它不需要鑿除掉舊磚或磚雕、陶土類文物等，可以最大限度的保護歷史 材料，更符合歷史建筑保護的基本原則，如原真性原則、可逆性原則等，且節 約人工，具有更好的性價比，節約資源。

但是對有重要歷史價值的舊磚進行修復的時候，需要修復劑滿足如下特殊 的要求：

1)強度不大于原來的古磚；

2)吸水；

3)透氣；

4)質感與舊磚接近；

5)耐候性不高于舊磚，或與舊磚相同；

6)與舊磚的吸水性膨脹收縮基本一致；

7)修復劑需要含很低的水溶鹽，修補部位對原材料不產生影響。

為了滿足上述要求，歐洲、美國等科學家以及發明人本人進行了大量的研 究工作。研究證明，現代水泥材料在磚石文物保護及磚石歷史建筑修繕中，水 泥與古代的材料存在排斥性。與水泥相比，石灰(氣硬石灰和水硬石灰)等傳 統材料更適合歷史建筑材料的修繕保護。

2.目前在中國使用的磚石修復劑類型

現有的修復劑主要有3類：1、水泥砂漿；2、加紅粉或青粉的石灰漿；3、 聚合物改性的水泥基修復劑，其成份及優缺點如下：

第一類：水泥砂漿，其主要成分是水泥、河砂等，通過現場配制而成，特 點是強度高(一般20Mpa)，硬化快，缺點是強度太高，含有害的水溶性鹽份， 質感與磚有很大差別，修復處易脫落，導致修復后磚的損壞加速；

第二類：加紅粉或青粉的石灰漿，是傳統方法，在上海已經有超過80年 的歷史。其主要成分是石灰膏，顏料(鐵紅、鐵黃、鐵黑等)，現通過場配 制而成，特點是強度低，可施工性好，缺點是不耐水，不耐凍，顏色容易變化， 耐候性差(耐侯性是指材料在室外使用后經受的日曬雨淋、熱脹冷縮、酸雨等 自然條件的破壞)，容易變色，修復處易脫落；

第三類：聚合物改性的水泥基修復劑，其主要成分是水泥、河砂、其他助 劑等預制而成的商品砂漿，通過現場加水配制而成，特點是強度高，可施工性 好，是使用最多的修復劑，缺點是，退色，強度太高，修復處易脫落。

3.無水泥石灰類材料國際、國內研究進展

2000年開始，美國蓋蒂保護研究所資助了專門的課題《石灰灰漿和灰泥》 (lime?mortars?and?plasters)來從事新型石灰凝結材料的原理、性能比較、老化性 能等多方面的研究。美國蓋蒂保護研究所已經取得的研究成果包括1)對石灰 材料的原料Ca(OH)₂的微觀結構和固化機理進行了詳細的闡明。指出發生在石 灰干燥過程中的不可逆固化過程會對Ca(OH)₂的膠體性能產生不利影響，會影 響到水硬性石灰的流變性和可塑性。同時還對石灰材料的老化過程也做了系統 的闡述。2)通過應用實例對傳統石灰材料和改性后的石灰材料的性能做過詳 細的比較。此項研究包括兩者顆粒性能和流變性的差別，碳酸化速率以及時間、 強度之間的關系。3)對石灰碳酸化過程中的動力學與周邊環境溫度的關系做 了具體研究。創立了一個模型來測試CO₂濃度和石灰碳化速率之間的關系。發 現石灰碳化速率和CO₂的濃度沒有直接關系，卻與石灰的表面形態有直接關 系。美國賓西法利亞大學也對天然水硬性石灰進行了專業的研究(2006)。