[發明專利]一種遺址土的無機改性劑

有效

• 申請號: 201310732577.7
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN103708806A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 呂晶;周天華;盧林楓;杜強;劉云霄;劉強;吳函恒
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: C04B28/26
• 分類號: C04B28/26;C04B14/10
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷

技術領域

本發明屬于文物保護領域，涉及一種改性劑，具體涉及一種古遺址土的無機改性劑。

背景技術

土遺址是以土為主要建筑材料的具有歷史、文化和科學價值的古遺址，在中國的歷史文化遺產中占有十分的地位，是歷史留給中國乃至世界的無價瑰寶。我國現存的土遺址從石器時代綿延至近代，廣泛分布于全國各地，尤其在西北干旱地區分布較多，西北地區的干旱氣候為土遺址的遺存提供了有利的自然環境條件。然而大部分土遺址屬于不可移動文物，長期處在野外環境中，受到自然風化、環境污染和人為破壞，均發生不同程度的破壞。降低土遺址的劣化變化速度，盡可能延長土遺址的壽命已迫在眉睫。

針對土遺址中缺損、掏蝕、沖溝等部位加固，傳統辦法通常采用和遺址土相同或相近的土摻入一定比例的石灰制得夯土、土坯、土塊及垛泥塊等來修復土遺址。然而西北地區土壤以砂土、粉土和粉質粘土為主，土壤中粘粒含量較少，通過傳統的石灰加固土來修復土遺址很難滿足設計要求。采用有機高分子材料加固土遺址，雖然修復效果良好，但有機材料耐老化性能較差，有效保護時間較短。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，提供一種遺址土的無機改性劑，用于摻在西北地區遺址土中進行修復土遺址，滿足修復土制得的夯土、土坯、土塊及其垛泥塊等材料的力學性能、水理性能和耐久性要求。

為了實現上述任務，本發明采用如下技術方案予以實現：

一種遺址土的無機改性劑，其特征在于，以重量份數計，由以下原料組成：粘土礦物材料：30%～50%，無機膠凝材料：22%～49%，無機礦物粉料：15%～30%，表面活性劑：1%～3%，原料的重量百分比之和為100%，其中：

所述的黏土礦物材料為伊利石粘土、蒙脫石粘土和高嶺石粘土中的一種及一種以上組合；

所述的無機膠凝材料為水玻璃與生石灰的組合或水玻璃與熟石灰的組合；

所述的無機礦物粉料為粉煤灰和硅灰中的一種及一種以上組合；

所述的表面活性劑為木質素磺酸鈣。

本發明還具有如下技術特征：

優選的黏土礦物材料為伊利石粘土、蒙脫石粘土和高嶺石粘土中的兩種組合時，原料的重量比為1:1；所述的黏土礦物材料為伊利石粘土、蒙脫石粘土和高嶺石粘土中的三種組合時，原料的重量比為1：1：1。

優選的無機膠凝材料為水玻璃和生石灰的組合時，水玻璃和生石灰的重量比為24：（64～75）；所述的無機膠凝材料為水玻璃與熟石灰的組合時，水玻璃與熟石灰的重量比為（3～8）:20。

優選的無機礦物粉料為粉煤灰和硅灰中的一種或者兩種組合，兩種組合時原料的重量比為1：1。

所述的古遺址土的無機改性劑用于修復土遺址時，在遺址土中的摻量為10%～20%。

本發明與現有技術相比，有益的技術效果是：

（Ⅰ）遺址土的無機改性劑屬于水硬性膠凝材料，在修復土樣中摻入無機改性劑，無機改性劑與修復土樣中的活性成分在水的作用下，發生復雜的物理化學反應，生成不溶于水的凝膠體，如水化硅酸鈣、水化鋁酸鈣等，使得摻入改性劑的修復土具有良好的耐水性；

（Ⅱ）無機改性劑、修復土和水發生物理化學反應，反應生成大量膠結物，膠結物以三維網狀結構均勻分布于修復土樣內部，逐漸由凝膠狀態向晶體狀態轉化，反應同時生成大量的無定型堿鋁硅酸鹽凝膠，具有類似沸石的三維網狀結構，使得摻入改性劑的修復土具有良好的力學性能；

（Ⅲ）遺址土的無機改性劑的生產技術較易掌握且質量易于控制、施工方便、原材料來源豐富、經濟性好和性價高等。

（Ⅳ）遺址土的無機改性劑屬于無機材料，與修復土具有良好的相容性，使得修復土樣的使用壽命大大延長。

（Ⅴ）采用遺址土的無機改性劑改性后的修復土所制的夯土、土坯、土塊及垛泥塊等材料，具有良好的透水性和透氣性，完全符合文物修復理念。

具體實施方式