[發明專利]一種古建筑修補膠凝材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202210098818.6
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114804796A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 張云升;沈旸;劉國建;肖建強;趙鵬;逄博;朱盼盼
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B28/10
• 分類號: C04B28/10;C04B111/72;C04B111/82
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 常孟

本發明公開了一種古建筑修補膠凝材料及其制備方法，該古建筑修補膠凝材料按照質量百分比包括以下組成：熟石灰30～60%、硅酸三鈣5～20%、硅酸二鈣5～20%、礦渣微粉10～30%、粉煤灰微珠10～30%、鋁制添加劑1～4%、纖維0.1～0.4%、石絨1～5%；其制備方法為先按比例將熟石灰和硅酸三鈣、硅酸二鈣混合，之后球磨機球磨得到混合料；然后按比例將得到的混合料與礦渣微粉、粉煤灰微珠、鋁制添加劑、纖維、石絨進行混合和均化，得到所述的古建筑修補膠凝材料。本發明與古城墻的粘結材料顏色一致，可達到修舊如舊的效果；利用微珠的填充和顆粒形貌效應，降低了修補膠凝材料的需水量，同時還提高廢物利用率，符合環保經濟的要求。

技術領域

本發明屬于古建筑修繕材料，具體涉及一種古建筑修補膠凝材料及其制備方法。

背景技術

隨著社會的進步和歷史文化遺產保護意識的增強，歷史遺留的古城墻日益受到重視，但由于歷史因素，古城墻受到了一定程度的破壞，因此古城墻修繕工作得以支持并廣泛開展。古建筑的修補是公認難題，根據要求：古城墻修繕上須遵循古法進行，以減少新舊材料的差異性，避免造成結構行為的改變而破壞原有建筑物的安全。大多數古城墻在建造時均使用石灰作為膠凝材料，經歷史實踐證明其性能是極為優異的。因此，在古城墻的修繕中仍優先推選石灰質修補材料。然而，氣硬性石灰質材料的早期強度低，凝結硬化慢，硬化時體積變形大和耐水性差，在潮濕或水下環境下易分解潰散，使用效果不理想。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于提供一種塑性好、收縮率低，與待修古建筑磚石材料粘結性好、強度適應性高的古建筑修補膠凝材料；本發明的第二目的在于提供上述古建筑修補膠凝材料的制備方法。

技術方案：本發明的一種古建筑修補膠凝材料，由以下質量百分比的原料組成：

進一步的，所述熟石灰中包括至少95wt％的Ca(OH)₂，熟石灰的細度為200～300目。

進一步的，所述礦渣微粉為礦渣硅鋁酸鹽精細微粉，其比表面積為700～1000m^2/kg，粒徑分布范圍為d15≤0.5μm、d50≤5μm、d95≤20μm。

進一步的，所述粉煤灰微珠為粉煤灰硅鋁酸鹽精細微珠，其粒徑分布范圍為d10≤0.5μm、d50≤3μm、d95≤10μm。

進一步的，所述粉煤灰微珠包括以下化學組成：50～52wt％SiO₂、30～31wt％Al₂O₃、6.8～7.0wt％Fe₂O₃、4.30～4.50wt％CaO、0.9～0.95wt％MgO、0.6～0.63wt％Na₂O、1.3～1.4wt％K₂O。

進一步的，所述鋁制添加劑包括KAl(SO₄)₂、Al₂(SO₄)₃或AlCl₃中的任一種。鋁制添加劑以替代古代明礬使用。

進一步的，所述纖維為聚丙烯纖維，長度為6～12mm。

上述古建筑修補膠凝材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按比例將熟石灰和硅酸三鈣、硅酸二鈣混合，之后球磨機球磨得到混合料；

2)按比例將步驟1)得到的混合料與礦渣微粉、粉煤灰微珠、鋁制添加劑、纖維、石絨進行混合和均化，得到所述的古建筑修補膠凝材料。

進一步的，所述步驟1)中，球磨時間10～15min；球磨機轉速100～300rpm。

進一步的，所述步驟2)中，混合和均化時間為5～10min，混合機轉速為600～1000rpm。