CN113611202B - 考古地层断面的模拟展示施工工艺及考古地层断面模型 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种考古地层断面的模拟展示施工工艺及考古地层断面模型，尤其涉及考古遗址模拟展示的领域，施工工艺包括以下步骤：步骤一、放线：按照考古报告描述及考古报告显示数据，在模拟展示施工范围内放线，并绘制出考古地层断面的各层轮廓线；步骤二、浇筑施工：按照轮廓线从下至上逐层施工，每层施工时，先按照轮廓线浇筑基层混凝土，形成混凝土基层，之后再在混凝土基层的展示面一侧抹砌改性面土，形成改性面土层，最后对改性面土层展示面进行雕琢，模拟出垮塌及雨淋的自然效果；其中，改性面土原料包括混合灰、砂和水，所述混合灰为水泥和染料的混合物。考古地层断面模型采用上述工艺步骤制得。本申请具有仿真度高且适于长期展示的效果。
Description
技术领域
本申请涉及考古遗址模拟展示的领域，尤其是涉及一种考古地层断面的模拟展示施工工艺及考古地层断面模型。
背景技术
为了展示遗址发掘成果，通常在遗址上修建遗址博物馆，以供人们了解历史、感受历史文化氛围。遗址博物馆中除展示已发掘的遗址外，还会修建各种模拟展示设施，以供人们了解整个考古发掘流程。
其中，由于同一个遗址中经常包含有不同时代、不同文化或同一文化不同时期的堆积地层，而各个时期堆积形成的原因不尽相同，反映在土质、土色与包含物等方面均有所区别，所以在考古过程中，常通过区分各个时期堆积地层的层次，判定古文化遗址中各个时期堆积地层的先后顺序，进而确定各层次遗迹、遗物的地层关系。因此，对于考古地面断层的模拟展示就是展示整个考古发掘流程展示的重要环节之一。
目前，为了观感逼真，考古地面断层的模拟展示主要采用传统夯土工艺模拟构筑堆积地层，但是由于夯土工艺构筑的遗址强度、耐久性均较低，不利于长期展览展示。
针对上述中的相关技术，发明人认为亟需提供一种仿真度高、适于长期展示的考古地层断面的模拟展示施工工艺和考古地层断面模型。
发明内容
为了提升模拟考古地面断层的仿真度，并使模拟考古地面断层适于长期展示，本申请提供一种考古地层断面的模拟展示施工工艺及考古地层断面模型。
第一方面，本申请提供一种考古地层断面的模拟展示施工工艺，采用如下的技术方案：
考古地层断面的模拟展示施工工艺，包括以下步骤：
步骤一、放线：按照考古报告描述及考古报告显示数据，在模拟展示施工范围内放线，并绘制出考古地层断面的各层轮廓线；
步骤二、浇筑施工：按照轮廓线从下至上逐层施工，每层施工时，先按照轮廓线浇筑基层混凝土，形成混凝土基层，之后再在混凝土基层的展示面一侧抹砌改性面土，形成改性面土层，最后对改性面土层展示面进行雕琢，模拟出垮塌及雨淋的自然效果；
其中，改性面土原料包括混合灰、砂和水，所述混合灰为水泥和染料的混合物。
通过采用上述技术方案，根据考古报告的真实数据信息绘制轮廓线，真实还原原始遗址地层情况，有益于提升浇筑施工过程的还原度；在浇筑时先浇筑基层混凝土形成模拟地层形貌的基础，再在形成的混凝土基层上抹砌改性面土模拟地层断面颜色及外观，使得最终形成的模拟考古地面断层不仅仿真度高，而且相较于土夯工艺形成的模拟考古地面断层具有较高的强度和耐久性，适于长期展示。
可选的，所述改性面土原料包括重量比为1:（0.9-1.1）:（0.08-0.1）:（0.015-0.019）:（0.75-0.85）的混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水。
通过采用上述技术方案，一方面通过丙烯酸酯粘合剂作为补强剂，利用丙烯酸酯粘合剂酯的粘合作用增强改性面土的强度和成型性，另一方面通过丙烯酸酯粘合剂作为防渗剂，利用丙烯酸酯粘合剂酯的填充作用对改性面土中的孔隙进行填充，使得改性面土的防水性得以提升，能够更好的应用于潮湿或者多雨环境，有效抵抗雨水冲刷，且具有较高的抗冻性，充分提升了改性面土的耐久性，使得采用模拟考古地面断层的耐久性得到充分提升，适于长时间展览；同时，由于丙烯酸酯粘合剂的使用使得改性面土的流动性降低，使得改性面土层表面易形成类似自然凹凸和孔洞的肌理形貌，有助于提升模拟考古地面断层的仿真度。
可选的，所述基层混凝土采用筑坍落度小于10mm的干硬性混凝土。
通过采用上述技术方案，利用干硬性混凝土流动性较低的特点，使得浇筑时无需支模即可模拟出自然地层垮塌的效果，简化了施工工艺，且有助于进一步提升模拟考古地面断层的自然感和仿真度。
可选的，所述步骤二中，待所述干硬性混凝土基层初凝后，向所述干硬性混凝土基层的展示面一侧刷涂粘结浆液，并待粘结浆液初凝后再在粘结浆液表面抹砌改性面土。
通过采用上述技术方案，由于采用的干硬性混凝土粘结性能较差，如果直接进行改性面土施工，会对改性面土层的粘结强度产生影响，因此，在干硬性混凝土基层的展示面一侧刷涂粘结浆液，以增加干硬性混凝土基层和改性面土层的粘结效果，进一步提升模拟考古地面断层的耐久性。
可选的，所述粘结浆液包括重量比为1:（0.9-1.1）:（0.08-0.1）:（0.015-0.019）:（0.75-0.85）的混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水。
通过采用上述技术方案，采用的混合灰和砂的比例以及加入的丙烯酸酯粘合剂增强了粘结浆液的粘结性能，不仅有助于干硬性混凝土基层和改性面土层的粘结，使得干硬性混凝土基层和改性面土层能够有效粘结，有效减少了改性土面层空鼓现象的产生，而且使得模拟考古地面断层的抗渗性得以增加，有助于进一步提升模拟考古地面断层的耐久性。而添加的杜拉纤维对粘结浆液进行补强，使得粘结浆液固化后的强度得以提升，进而有助于提升模拟考古地面断层的强度。
可选的，所述步骤二中，在干硬性混凝土浇筑前，先在下层基础上埋设钢筋桩，并在钢筋桩间绑扎钢筋网片。
通过采用上述技术方案，采用钢筋桩和钢筋网片配合，不但能够增强各模拟地层的强度，而且有助于增强模拟地层之间的整体性，进而达到提升模拟考古地面断层强度的效果。
可选的，所述步骤二中，所述干硬性混凝土层浇筑和改性面土抹砌时均对应高出本层轮廓线20-30mm，在上层的模拟地层浇筑施工前雕琢、清理至实际轮廓线位置，并将顶部接触面雕琢成自然毛面状。
通过采用上述技术方案，一方面便于使得相邻两层模拟地层之间形成自然的对接结构，另一方面也有助于提升相邻两模拟地层之间的结合强度。
可选的，所述干硬性混凝土原料包括混合灰、砂、碎石、丙烯酸粘合剂、水以及减水剂，所述干硬性混凝土原料中的砂为粗砂。
通过采用上述技术方案，由于干硬性混凝土要求的坍落度较低，即水灰比较小，故对骨料的理想级配和质量要求增大，因此干硬性混凝土原料中的砂采用粒径较大的粗砂，利用粗砂较好的嵌锁能力以补偿干硬性混凝土水灰比较小带来的质量影响。
可选的，所述混合灰配制包括以下步骤：
S1、按照施工预估用量称取水泥，将全部水泥混合均匀；
S2、按照试制配比称取颜料和步骤S1混合得到的水泥，搅拌混合均匀，得到混合灰。
通过采用上述技术方案，采用对水泥进行提前预混，使得水泥颜色统一的工艺，能够有效降低不同批次水泥的色差对于模拟地层颜色还原度的影响，还能降低配色难度，减小色差，提升色彩还原度，极大改善了由于水泥本身色差导致的改性面土层色彩还原度较低的问题。
第二方面，本申请提供一种考古地层断面模型，采用如下技术方案：
考古地层断面模型，采用上述任一项所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺制得。
通过采用上述技术方案，使得制得的考古地层断面模型不仅仿真度高，而且具有出色的强度和耐久性，适于长期展示。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.根据考古报告的真实数据信息绘制轮廓线，真实还原原始遗址地层情况，由于与提升浇筑施工过程的还原度；在浇筑时先浇筑干硬性混凝土形成模拟地层形貌的基础，再在形成的干硬性混凝土基层上抹砌改性面土模拟地层断面颜色及外观，使得最终形成的模拟考古地面断层不仅仿真度高，而且相较于土夯工艺形成的模拟考古地面断层具有较高的强度和耐久性，适于长期展示；
2.利用丙烯酸酯作为改性面土的补强剂和防渗剂，使得采用模拟考古地面断层的耐久性得到充分提升，适于长时间展览；同时，由于丙烯酸酯粘合剂的使用使得改性面土的流动性降低，使得改性面土层表面易形成类似自然凹凸和孔洞的肌理形貌，有助于提升模拟考古地面断层的仿真度；
3.由于干硬性混凝土要求的坍落度较低，即水灰比较小，故对骨料的理想级配和质量要求增大，因此干硬性混凝土原料中的砂采用粒径较大的粗砂，利用粗砂较好的嵌锁能力以补偿干硬性混凝土水灰比较小带来的质量影响。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
以下实施例中涉及的丙烯酸酯粘合剂购自大连化工（江苏）有限公司的DA102型丙烯酸酯，其固含量≥55wt%，粘度2500-3700cP，pH4.5-6.5，自由单体≤0.1wt%。其余材料均为普通市售产品。
本申请实施例公开一种考古地层断面的模拟展示施工工艺。考古地层断面的模拟展示施工工艺包括以下步骤：
步骤一、放线：按照考古报告描述及考古报告显示数据，在模拟展示施工范围内按网格放线法放线，绘制出考古地层断面的各层轮廓线。
步骤二：浇筑施工：先按照1000mm的间距在施工范围内的地基上矩阵状埋设钢筋桩，本实施例中所用钢筋桩直径为6.5mm，长度为200mm，埋设深度120mm，外露80mm，在其他实施例中钢筋桩埋设间距也可为800mm或900mm；之后在外露的钢筋桩间绑扎钢筋网片，本实施例中所用钢筋网片横纵向间距均为200mm，在其他实施例中也可为150mm或180mm；
然后按轮廓线从下至上逐层施工，其中，每层施工时，先浇筑坍落度小于10mm的干硬性混凝土，形成干硬性混凝土基层，待干硬性混凝土基层初凝后，向干硬性混凝土基层的展示面一侧洒水润湿后刷涂粘结浆液，待粘结浆液初凝后抹砌改性面土，形成改性面土层，待改性面土层初凝后，对改性面土层展示面进行雕琢，以模拟出垮塌以及雨淋的自然效果；以上干硬性混凝土基层浇筑施工以及改性面土层抹砌施工时，施工高度均对应高出本层轮廓线20-30mm，在上层的模拟地层浇筑施工前雕琢、清理至实际轮廓线部位，并将顶部接触面雕琢成自然毛面状。
其中，在干硬性混凝土和改性面土施工前均需要试制观测以确定配比，即对干硬性混凝土的颜色和水灰比以及改性面土的颜色进行调整，直至制得的干硬性混凝土的颜色和坍落度以及改性面土的颜色达到设计施工要求，再确定配比，按照配比现场配制、生产干硬性混凝土和改性面土。
上述干硬性混凝土原料主要包括混合灰、砂、碎石和丙烯酸酯粘合剂，混合灰为水泥和染料的混合物，砂采用细度模数为3.1-3.7、平均粒径为0.5mm-1mm且粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50%的粗砂，混合灰、砂、碎石以及丙烯酸酯粘合剂的重量比为1：（1.0-1.2）：（2.6-2.8）：（0.15-0.30）。
除此之外还包括水和聚羧酸高效减水剂，水和减水剂的用量根据实际施工现场气温以及砂的含水量现场试验决定。本实施例的干硬性混凝土原料中混合灰、砂、碎石、丙烯酸酯粘合剂、水以及聚羧酸减水剂的重量比为1:1.1:2.7:0.25:0.35:0.002。
上述改性面土原料包括重量比为1:（0.9-1.1）:（0.08-0.1）:（0.015-0.019）:（0.55-0.65）的混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水，砂也采用细度模数为3.1-3.7、平均粒径为0.5mm-1mm且粒径大于0.5mm的颗粒含量超过全重50%的粗砂；经检测，采用该配比的原料制得的改性面土为坍落度不大于10mm的干硬性改性面土。
本实施例的改性面土中混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水采用的重量比为1:1:0.09:0.017:0.6。
上述粘结浆液原料包括重量比为1:（0.9-1.1）:（0.08-0.1）:（0.015-0.019）:（0.55-0.65）的混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水，砂采用细度模数在2.4-2.8之间的中砂。本实施例的粘结浆液中混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水采用的重量比为1:1:0.09:0.017:0.6。
干硬性混凝土、改性面土以及粘结浆液的制备均包括如下步骤：
S1、按照施工预估用量称取水泥，将全部水泥混合均匀；
S2、按照试制配比称取颜料和步骤S1混合得到的水泥，搅拌混合均匀，得到混合灰；
S3、按照试制配比将除水和丙烯酸酯粘合剂外的其他原料混合搅拌均匀，再加入丙烯酸酯粘合剂和水拌和均匀，得到干硬性混凝土、改性面土或粘结浆液。
其中，粘结浆液制备时，步骤S3中的搅拌时间控制在2.5min-3min，且拌制完成的浆料应在3h内使用完成。在粘结浆液施工完成后应对粘结浆液固化质量进行检查，检查时采用手指触摸法检查，如触摸有划手感，而且拉毛不掉则为合格。
本实施例中涉及到的混合灰中的颜料用于将颜色调节至与考古报告记录颜色一致，本实施例中以一种混合灰为例说明，混合灰原料包括水泥、氧化铁红、氧化铁橙、氧化铁黑、氧化铁兰和钛白粉，水泥、氧化铁红、氧化铁橙、氧化铁黑、氧化铁兰和钛白粉重量比为50:0.055:0.17:0.06:0.09:0.09。对于同一地层的改性面土和粘结浆液，混合灰配比相同。
本申请实施例还公开一种考古地层断面模型，采用上述的考古地层断面的模拟展示施工工艺制得。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (8)
1.考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、放线：按照考古报告描述及考古报告显示数据，在模拟展示施工范围内放线，并绘制出考古地层断面的各层轮廓线；
步骤二、浇筑施工：按照轮廓线从下至上逐层施工，每层施工时，先按照轮廓线浇筑干硬性混凝土，形成干硬性混凝土基层，之后再在干硬性混凝土基层的展示面一侧抹砌改性面土，形成改性面土层，模拟地层断面颜色及外观，最后对改性面土层展示面进行雕琢，模拟出垮塌及雨淋的自然效果；
其中，所述改性面土原料包括重量比为1:（0.9-1.1）:（0.08-0.1）:（0.015-0.019）:（0.55-0.65）的混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水，所述混合灰为水泥和染料的混合物；
所述干硬性混凝土基层浇筑和改性面土层抹砌时均对应高出本层轮廓线20-30mm，在上层的模拟地层浇筑施工前雕琢、清理至实际轮廓线位置，并将顶部接触面雕琢成自然毛面状。
2.根据权利要求1所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：所述干硬性混凝土采用筑坍落度小于10mm的干硬性混凝土。
3.根据权利要求2所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：所述步骤二中，待所述干硬性混凝土基层初凝后，向所述干硬性混凝土基层的展示面一侧刷涂粘结浆液，并待粘结浆液初凝后再在粘结浆液表面抹砌改性面土。
4.根据权利要求3所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：所述粘结浆液包括重量比为1:（0.9-1.1）:（0.08-0.1）:（0.015-0.019）:（0.55-0.65）的混合灰、砂、丙烯酸酯粘合剂、杜拉纤维和水。
5.根据权利要求2所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：所述步骤二中，在干硬性混凝土浇筑前，先在地基上埋设钢筋桩，并在钢筋桩间绑扎钢筋网片。
6.根据权利要求2所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：所述干硬性混凝土原料包括混合灰、砂、碎石、丙烯酸粘合剂、水以及减水剂，所述干硬性混凝土原料中的砂为粗砂。
7.根据权利要求1-6任一项所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺，其特征在于：所述混合灰配制包括以下步骤：
S1、按照施工预估用量称取水泥，将全部水泥混合均匀；
S2、按照试制配比称取颜料和步骤S1混合得到的水泥，搅拌混合均匀，得到混合灰。
8.考古地层断面模型，其特征在于：采用权利要求1-7任一项所述的考古地层断面的模拟展示施工工艺制得。
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