CN102943568A

CN102943568A - 一种微损防潮层化学修复方法

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Publication number: CN102943568A
Application number: CN2012104528629A
Authority: CN
Inventors: 冯军; 李巍; 吴猛; 戴仕炳
Original assignee: TIANJIN HISTORICAL ARCHITECTURE RESTORATION AND DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: TIANJIN HISTORICAL ARCHITECTURE RESTORATION AND DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-11-13
Filing date: 2012-11-13
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-11-13
Also published as: CN102943568B

Abstract

本发明涉及建筑物砖石砌体防潮层的修复技术，尤其涉及一种微损防潮层化学修复方法。本方法采取不破坏墙体砌筑的粘土砖的水平打孔方式，向孔内注射以硅烷为主要组分的膏状憎水剂（硅烷膏体）,憎水剂渗透到砌筑灰浆、粘土砖中固化，使后者变成憎水，从而隔断上升毛细水，达到修复防潮层的目的。本方法操作以及设备要求简单，施工成本低，施工工期短、效率高。经过检测，修复处理后的墙体其上升毛细水的量大大降低；对墙体损坏低，特别适合清水墙的防潮层修复（只破坏防潮层部位8%左右的砌筑灰浆），对砖没有任何损伤，符合对历史建筑材料保护的少干预原则，可在既有建筑和历史风貌建筑防潮层的修复中进一步推广应用。

Description

一种微损防潮层化学修复方法

技术领域

本发明涉及建筑物砖石砌体防潮层的修复技术，尤其涉及一种微损防潮层化学修复方法。

背景技术

大多数在上世纪五十年代之前建造既有建筑、历史风貌建筑，或者没有安装防潮层的建筑，或者当时安装的防潮层已经损坏的建筑，采取修复或重置防潮层是保护与综合利用这些既有建筑、历史风貌建筑的技术手段之一。

目前，修复防潮层的技术方法基本有两类：机械物理方法和化学注射方法。

化学方法是通过压力或自然重力、毛细作用等（无压力）将憎水材料注射到墙体中，在墙体内形成连续防潮层的技术手段。此方法从20世纪50年代开始在德国等国家开始研究并在工程中实施。英国在1985年颁布了英国化学方法修复防潮层的技术标准BS 6576: 1985 ‘Installation for chemical damp-proof courses’。目前被认知的化学修复防潮层方法是打斜孔注射（无压力或加压）甲基硅酸钾等水性或溶剂型有机硅。

但是, 斜打孔方法存在明显缺陷,打孔过程中破坏砌筑墙体的粘土砖，不能满足历史风貌建筑（特别是重要历史风貌建筑）的“少干预的原则”。从大约2000年开始，欧洲尝试采用水平打孔的方法修复防潮层，例如德国Friedrich Janning 申请Method and system for manufacturing a facade cream（一种墙面膏体的生产方法及系统），（欧盟专利公开号为EP1070689），这种含15%硅烷、硅氧烷的膏体用作注射防潮层使用。在英国，Safeguard Europe Ltd.将此类膏体开发出类似硅胶小包装，采用硅胶抢打入墙体中，有机硅扩散形成防水层。

但是，以上有机硅的膏体的有效组分含量仅为15%，这种低有效组分的有机硅必须经过多次（一般3-4次）施工才能达到设计效果，而且，因为其中水的含量达到重量比75%，在潮湿墙体中不易扩散。这种膏体也可以通过高压注浆设备，工序上采用打孔-埋设注浆头-高压注射-取掉注浆头等复杂工序，在打孔、埋设、取出注浆头等过程中容易破坏原有墙体。

此外，现有水平打孔的施工材料在市场不宜采购到，如“防潮层修复注浆料”（德国专利公开号 K50862）目前市场没有销售；而且现有工艺过于复杂而不宜实施，如“防潮层修复的毛细管法”（德国专利公开号4306687）。

上海市房地产科学研究院公开一种新型防潮层修复注浆材料（专利号 201010600079.3），注浆材料为有机硅、聚氨酯和助剂。助剂为偶联剂、聚氨酯发泡反应调节剂的混合物，但是此配方在上海理工大学校长楼等工地使用被证明效果很差。

发明内容

本发明的目的是研发一种满足历史风貌建筑的微损防潮层化学修复方法。本方法采取不破坏墙体砌筑的粘土砖的水平打孔方式，向孔内注射以硅烷为主要组分的膏状憎水剂（硅烷膏体）,憎水剂渗透到砌筑灰浆、粘土砖中固化，使后者变成憎水，从而隔断上升毛细水，达到修复防潮层的目的。

本方法通过实验对比发现，砖及砌筑灰浆采用有机硅类材料处理后，其毛细吸水系数可以大大降低。如紫色粘土砖的毛细吸水系数处理前毛细吸水系数，采用有效组分含量80%的硅烷膏体处理后，毛细吸水系数

，仅为原来的1/360。因此，可以采用有机硅硅烷处理墙体内的材料达到隔断上升毛细水的目的。

一个有机硅化学材料是否适合作为防潮层修复材料使用，除了能够使砖、砌筑灰浆的吸水性能降低外，尚需要有很好的渗透性。通过对比发现，高浓度的小分子硅烷膏体（有效组分80%）比甲基硅酸钾、纳米硅氧烷微溶液、硅氧烷-硅油膏体、欧盟专利公开号EP1070689公布的含重量比15%硅烷、硅氧烷的膏体除具有更好憎水性能的同时，还具有更好的渗透性(见表1)。

表1：代表性有机硅材料的憎水效果与渗透深度

硅烷膏体高渗透性的原理是烷基三乙氧基硅烷的分子量小，容易渗透扩散，但是它也有个缺点（也是能够利用作为防潮层材料的优点），即聚合固化的速度慢，碱性环境有利于硅烷的聚合。

经以上对比分析后决定采用具有很好憎水性能同时渗透深度非常高的高浓度的小分子硅烷膏体作为防潮层修复的材料。

与德国的发明专利公开号EP1070689不同的是，本发明采用的硅烷膏体为有效组分含量超过50%的2,4,4-三甲基戊基三乙氧基硅烷，含量超过0.5%的硬脂基氨基乙醇盐，其余为水的膏状有机硅，不含大分子的硅氧烷，以保证其好的渗透性。商业产品如德国瓦克(Wacker AG )或者德国巴斯夫(BASF)公司生产的硅烷膏体(品牌：SILRES® BS CREME C；MASTERSEAL® 360 CRÈME)。材料来源广泛而且质量稳定，为本方法的推广应用提供了基础。

硅烷膏体材料具有如下性能：

1. 硅烷膏体材料为水性、膏状，注射到墙体后不发生流动，但逐渐渗透扩散，使墙体内的材料由吸水变为憎水，硅烷扩散后没有残余。

2.有效组分含量比较高，这样只需要少量的材料就可达到修复效果。

3.高效，经过修复处理的粘土砖、灰浆等毛细吸水系数降低到<0.1 kg/m² ·h^1/2。

4.在中性材料中，如粘土砖等能够聚合反应，形成硅树脂。

5.耐久，在墙体中耐久十年以上。

6.在含水率5-10%的砖石材料中仍然具有非常好的渗透性能（见表2）。

表2：注射两次后硅烷膏体渗透深度测定结果

Figure 2012104528629100002DEST_PATH_IMAGE005

本发明采取的技术方案是：一种微损防潮层化学修复方法，其特征在于，采取以下步骤：

（一） .沿墙砖石砌体的缝水平打孔，孔直径为8-12mm；

（二） .吸除掉孔内灰尘；

（三） .向孔内注射硅烷膏体,达到饱满；

（四） .24小时后,向孔内再注射一次硅烷膏体；

（五） .24小时后,采用灰浆封孔；

（六） .24小时后，墙砖石砌体的缝表面采用灰浆勾缝修补。

本发明所产生的有益效果是：本方法操作以及设备要求简单，施工成本低，施工工期短、效率高。经过检测，修复处理后的墙体其上升毛细水的量大大降低；对墙体损坏低，只破坏防潮层部位8%左右的砌筑灰浆, 对砖没有任何损伤，特别适合清水墙的防潮层修复，符合对历史建筑材料保护的少干预原则，可在既有建筑和历史风貌建筑防潮层的修复中进一步推广应用。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明：一种微损防潮层化学修复方法，其特征在于，采取以下步骤：

(一）.采用市购的冲击钻沿墙砖石砌体的缝水平打双排孔,以避免出现盲区，钻孔间距：每沿米水平打孔十个，孔直径取决缝的宽度，一般孔直径为8-12mm。相邻的两排墙砖石砌体的缝交错打孔。孔深度与墙体厚度有关，当墙体厚度小于或等于370mm时,沿墙砖石砌体单侧的缝水平打孔，打孔深度小于墙体厚度20mm。

当墙体厚度大于370mm时,沿墙砖石砌体双侧的缝交叉水平打孔，打孔深度为墙体厚度的2/3（见表3）。

表3：钻孔深度

墙厚度(mm)	120	240	370	480	600
						钻孔深度 (mm)	100	220	350	320	400
打孔位置	单侧沿砖缝打孔	单侧沿砖缝打孔	单侧沿砖缝打孔	双侧沿砖缝交叉打孔, 深度为墙体厚度的2/3	双侧沿砖缝交叉打孔, 深度为墙体厚度的2/3

（二）.采用吸尘器吸除掉孔内灰尘。

（三）.向孔内注射硅烷膏体,达到饱满。

（四）.24小时后,向孔内再注射一次硅烷膏体。

硅烷膏体是市售膏状有机硅，含有重量比为50-80%的2,4,4-三甲基戊基三乙氧基硅烷，0.5%的硬脂基氨基乙醇盐，其余为水制备而成。其适宜性检测指标为：

1.处理后的砖石、石灰灰浆等材料七天后的毛细吸水细数小于0.1 kg/m²·h^0.5。

2.在重量含水率小于5%的标准所有类型的烧结粘土砖中的渗透深度大于30 mm。

注射硅烷膏体采用市售的5L气压喷雾器(如Worth 沃施品牌 5L气压喷雾器), 切割掉喷雾头后即可。

（五）.24小时后，采用灰浆封孔。

（六）.24小时后，墙砖石砌体的缝表面采用灰浆勾缝修补。

填孔灰浆含有重量比为50-100%的消石灰或石灰膏，添加0-50%的颗粒大小为中等粒径（0.063mm～2m）的干净河砂，并加水混合搅拌而成，即加少量水达到可施工的膏体稠度。填缝封孔工具可采用铜管、不锈钢管或PVC管。

本方法的原理是：硅烷膏体缓慢扩散在砖与灰浆之间，将灰浆与粘土砖之间的界面转变为防潮层。灰浆及砖的含水率及相对空气湿度直接影响硅烷膏体的扩散程度，本方法特别适合含有一定潮气，但是含水率小于重量比15-18%的砖砌体，当含水率比较高时，宜等待墙体变干或缩短钻孔间距或采用加压的方法。适合施工的季节为春、夏、秋天的干燥季节。

实施例1：天津疙瘩砖墙体防潮层的修复，墙体厚度370mm，含水率重量比14%：

1）钻孔间距：从墙内侧沿墙砖石砌体的缝每米水平打孔十个，打孔直径为9mm，深度350mm；相邻的两排墙砖石砌体的缝交错打孔。

2）采用吸尘器吸除掉孔内灰尘。

3）向孔内注射硅烷膏体,达到饱满。

注射的硅烷膏体含有重量比为80%的2,4,4-三甲基戊基三乙氧基硅烷，0.5%的硬脂基氨基乙醇盐，其余为水制备而成。

4）第二天，向孔内再注射一次相同质量的硅烷膏体。

5）第三天，采用灰浆封孔。

6）第四天，墙砖石砌体的缝表面采用灰浆勾缝修补。

封孔及勾缝修补采用的灰浆含有重量比为80%的消石灰，添加20%颗粒大小为中等粒径的干净河砂，加水混合搅拌至可施工的膏体稠度。

修复前：微波法测定的墙体11cm深度含水率重量比14%。

修复后：两个月后：微波法测定的墙体11cm 深度含水率重量比9% (完全干燥达到含水率小于5%时，一般需要3-6个月)。

实施例2：致密红砖（1920年代）砖墙体防潮层的修复，墙体厚度240mm，含水率重量比14%：

1）钻孔间距：从墙内侧沿每米水平打孔十个，打孔直径为9mm, 深度220mm；相邻的两排墙砖石砌体的缝交错打孔。

2）采用吸尘器吸除掉孔内灰尘。

3）向孔内注射硅烷膏体,达到饱满。

4）第二天，向孔内再注射一次相同质量的硅烷膏体。

5）第三天，采用灰浆封孔。

6）第四天，墙砖石砌体的缝表面采用灰浆勾缝修补。

封孔及勾缝修补采用的灰浆含有重量比为100%的消石灰，添加水混合搅拌至可施工的膏体稠度。

修复前：视觉有明显潮湿。

修复后：两个月后：视觉显示干燥。

实施例3：青砖实验墙体：采用1910-1930年代旧砖砌筑，墙体厚度370mm，含水率重量比8%：

1）钻孔间距：从墙内侧沿每米水平打孔十个，打孔直径为9mm, 深度350mm；相邻的两排墙砖石砌体的缝交错打孔。

2）采用吸尘器吸除掉孔内灰尘。

3）向孔内注射硅烷膏体,达到饱满。

4）第二天，向孔内再注射一次相同质量的硅烷膏体。

5）第三天，采用灰浆封孔。

6）第四天，墙砖石砌体的缝表面采用灰浆勾缝修补。

封孔及勾缝修补采用的灰浆含有重量比为100%的石灰膏，加水混合搅拌至可施工的膏体稠度。

修复前：微波法测定的墙体距底层40cm高度、11cm深度含水率重量比8%。

修复后：加水模拟试验两周后，微波法测定的墙体距底层40cm高度、11cm 深度含水率重量比4%。

Claims

1.一种微损防潮层化学修复方法，其特征在于，采取以下步骤：

（一）.沿墙砖石砌体的缝水平打孔，孔直径为8-12mm；

（二）.吸除掉孔内灰尘；

（三）.向孔内注射硅烷膏体,达到饱满；

（四）.24小时后,向孔内再注射一次硅烷膏体；

（五）.24小时后,采用灰浆封孔；

（六）.24小时后，墙砖石砌体的缝表面采用灰浆勾缝修补。

2.根据权利要求1所述的一种微损防潮层化学修复方法，其特征在于，所述的封孔灰浆含有重量比为50-100%的消石灰或石灰膏，添加0-50%的河砂，并加水混合搅拌而成。

3.根据权利要求1所述的一种微损防潮层化学修复方法，其特征在于，当墙体厚度小于或等于370mm时,沿墙砖石砌体单侧的缝水平打孔，打孔深度小于墙体厚度20mm；当墙体厚度大于370mm时,沿墙砖石砌体双侧的缝交叉水平打孔，打孔深度为墙体厚度的2/3。