CN105272094B

CN105272094B - 一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法

Info

Publication number: CN105272094B
Application number: CN201510667091.9A
Authority: CN
Inventors: 吕舟; 张�荣; 王麒; 吕宁; 于鹏超; 李悦; 白伟亮
Original assignee: Beijing Guowenyan Cultural Heritage Conservation Center Ltd
Current assignee: Beijing Guowenyan Cultural Heritage Conservation Center Ltd
Priority date: 2015-10-01
Filing date: 2015-10-01
Publication date: 2017-07-21
Anticipated expiration: 2035-10-01
Also published as: CN105272094A

Abstract

一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法，属于建筑材料技术领域。该原料组分及含量按重量百分比计为：水硬性石灰40％‑80％，磨细矿粉5％‑50％(S95级)，亚硝酸钙1％‑5％，碳酸锂1％‑3％，葡萄糖酸钠0.5％‑2％，黏性阻剂0.5％‑2％，粘结阻剂0.5％‑2％，触变阻剂1％‑3％，抗裂阻剂1％‑3％，减水剂为世纪星源XY—4青岛奈系减水剂0.5％‑1.5％。其制备方法为：将上述成分按比例混合均匀，置于研磨机中研磨得到混合料。本发明原料容易获得，制作工艺简单，养护简单，与普通水硬性石灰相比，具有较高的抗压、抗折和粘结强度，拥有良好的耐水、耐酸、耐碱、耐紫外线性能，能够良好地用于古文物修复工作。

Description

一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法

技术领域

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法。

背景技术

我国有为数众多的不可移动文物。这些不可移动文物往往体量巨大，而且大多暴露在野外坏境中。由于自然风化、环境污染和人为因素，加之缺乏有效的保护，这些珍贵的历史遗迹都受到了不同程度的损坏。如不采取有效的保护措施，许多文物古迹将逐渐破坏。文物修复要求“修旧如旧”，因此现代材料大多都不能完全满足此类文物的保护需求。所以，研制高性能的文物保护材料已成为文物保护领域的重要任务之一。

水硬石灰作为传统的硅酸盐建筑材料，欧美自20世纪70年代就开始广泛应用于历史建筑物的修复中。在我国，这类材料在几千年前的古代房屋或寺院就已经使用，但研究和应用与国外相比还相对滞后。这些传统建筑材料是先祖千百年经验的积累和智慧的结晶，值得人们继续去研究和传承。结合不可移动文物保护材料的研究现状，以土遗址、古建筑和石质文物的加固保护为目标，发明了一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法。

从材料的化学成分分析，本发明的改性水硬性石灰中，含有较多成分的氧化钙CaO和二氧化硅SiO₂，在水化以后形成的水硬性胶凝材料中含有较多量的3CaO·SiO₂、2CaO·SiO_2，40～50％Ca(OH)₂和5～15％的3CaO·Al₂O₃，在自然条件下养护以后，能够缓慢碳化，生成强度较高的CaCO₃，在矿粉的作用下，又能够使得到的水硬性胶凝材料拥有良好的和易性、透气、透水、耐酸、耐碱性和较高的强度，在以往的石材文物修补材料，往往不具有耐久性和粘结性能，随着时间的推移，以往的修补材料易和石材文物发生脱落，产生裂纹，而本发明中添加了黏性阻剂，粘结阻剂，触变阻剂，抗裂阻剂，正好弥补了这一缺陷。试验证明本发明的水硬性石灰基材料拥有了较强的粘结强度、抗折强度和抗压强度，从而可以和石材文物牢牢的结合在一起，不易脱落，防止了裂纹的出现，葡萄糖酸钠的加入在一定程度上增加了水硬性胶凝材料的可塑性，试验证明碳酸锂和亚硝酸钙的加入，使得改性水硬性石灰基材料拥有了较高的早期的抗折强度和抗压强度。因此，本发明的改性水硬性石灰基材料能够良好地用于古文物修复工作。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足与石桥文物修复对材料结构性能的要求，提出一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法，其原料容易获得，制作工艺简单，且效果显著。

实现上述目的的技术方案是：一种改性水硬性石灰基材料及其制备方法，各种原料组分及含量如下(均按重量百分比计)：水硬性石灰40％-80％，矿粉5％-50％，亚硝酸钙1％-5％，碳酸锂1％-3％，葡萄糖酸钠0.5％-2％，黏性阻剂0.5％-2％，粘结阻剂0.5％-2％，触变阻剂1％-3％，抗裂阻剂1％-3％，减水剂0.5％-1.5％。

水硬性石灰比表面积大于300cm²/g，其成分包含质量分数；

25.7％的CaO；

48.7％的Ca(OH)₂；

25.6％的β-CaSiO₃；

上述各种材料的特征在于：水硬性石灰比表面积大于300cm2/g，矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣，比表面积大于300cm2/g；减水剂为北京化工建材厂生产的FDN-I型立交桥牌奈系减水剂，(棕色、粉末状)；黏性阻剂为黄原胶(无色、粉体、)；粘结阻剂为丙烯酸甲酯-丙烯酸羟丙酯共聚物的衍生物(无色、粉体)；触变阻剂为凹凸棒土(无色、粉体)；抗裂阻剂为双酚A二缩水甘油醚(无色、粉体)；碳酸锂(白色、粉末)；葡萄糖酸钠(白色、结晶颗粒)；亚硝酸钙(白色、粉末)。将上述各种原材料按比例混合均匀，置于研磨机中研磨得到混合料，细度小于40μm。

本发明无毒无害，对古建筑物没有腐蚀作用，在自定水胶比和不掺加集料的情况下，水硬性石灰净浆的100d抗压强度到达18MPa，抗折强度达到4.5MPa，粘结强度达到3.5MPa；能够很好地用于古文物修复工作。

具体实施方式

1.下面结合实施例对本发明进行具体说明，但本发明不局限于下述实施例。用德国发明并成功应用于石质文物保护的水硬性石灰NHL2代替本文中所选用的水硬性石灰作为对比。德国发明水硬性石灰NHL2，其特征在于：其主要成分包含质量分数：

23.93％的CaO；

56.82％的Ca(OH)₂；

18.26％的β-CaSiO₃；

1.改性水硬性石灰基材料的制备

按照本发明提出的材料组成和制备方法制备出改性水硬性石灰材料，各组分含量如表1(均按重量百分比计)：

表1各组分含量

2.性能测试

2.1试验方法：测试方法按《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GBT17671-1999)进行抗压和抗折强度试验，调整用水量使石灰浆体达到标准稠度；将水硬性石灰与石灰石板粘结后进行拉拔强度试验，以测试石灰—石材之间的粘结强度。

2.2测试结果：相关性能指标如表2：

表2相关性能指标

从以上实施例可以看出，与欧洲发明的水硬性石灰NHL2相比，本发明水硬性石灰基材料能够显著提高抗压强度、抗折强度和粘结强度，完全能够用于古文物的修复中。

Claims

1.一种改性水硬性石灰基材料，其特征在于，含有以下质量百分比含量的各组分：水硬性石灰40％-80％，矿粉5％-50％，亚硝酸钙1％-5％，碳酸锂1％-3％，葡萄糖酸钠0.5％-2％，黏性阻剂0.5％-2％，粘结阻剂0.5％-2％，触变阻剂1％-3％，抗裂阻剂1％-3％，和减水剂0.5％-1.5％。

2.如权利要求1所述的一种改性水硬性石灰基材料，其特征在于：

水硬性石灰比表面积大于300cm²/g，其成分包含质量分数；

25.7％的CaO；

48.7％的Ca(OH)₂；

25.6％的β-CaSiO₃；

矿粉为S95级磨细粒化高炉矿渣，比表面积大于300cm²/g；减水剂为世纪星源XY—4萘系减水剂；葡萄糖酸钠0.5％-2％；碳酸锂1％-3％；黏性阻剂为黄原胶；粘结阻剂为丙烯酸-丙烯酸甲酯-丙烯酸羟丙酯共聚物；触变阻剂为凹凸棒土；抗裂阻剂为双酚A二缩水甘油醚。

3.如权利要求1所述的一种改性水硬性石灰基材料的制备方法，其特征是，将水硬性石灰、矿粉、亚硝酸钙、碳酸锂、葡萄糖酸钠、黏性阻剂、粘结阻剂、触变阻剂、抗裂阻剂和减水剂，按比例混合均匀，置于研磨机中研磨得到混合料，细度小于40μm。