硅溶膠-硅丙復(fù)合土遺址加固劑的合成與應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)是土遺址文物大國(guó)。土遺址面臨的最大威脅是風(fēng)化、酸雨侵蝕、地震等自然災(zāi)害的破壞。以高昌故城土遺址為例進(jìn)行防風(fēng)化加固材料的研究有一定的代表性,可以對(duì)西北干旱地區(qū)土遺址的化學(xué)防護(hù)提供理論與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本課題針對(duì)西北干旱地區(qū)土遺址特點(diǎn),對(duì)土遺址的病害原因行了分析調(diào)查,探討了土遺址風(fēng)化機(jī)理及風(fēng)化成因。結(jié)合高昌古城土遺址現(xiàn)狀,根據(jù)常用的抗風(fēng)化加固材料在實(shí)際保護(hù)工作中的使用優(yōu)勢(shì)與缺陷,以及影響土遺址加固材料加固效果的影響因素,制備了有機(jī)

2、無機(jī)復(fù)合乳液型加固劑應(yīng)用于高昌古城土遺址原土,得到一些有意義的結(jié)論。
　　(1)通過研究高昌故城遺址的賦存環(huán)境,認(rèn)為高昌故城所處環(huán)境的主要特點(diǎn)是高溫、干旱、少雨、多風(fēng);實(shí)驗(yàn)分析了高昌故城遺址地區(qū)的土體化學(xué)成分特征,從數(shù)據(jù)可知高昌故城遺址的土屬于富含空隙的一種黃土,具有很強(qiáng)的收縮性、膨脹性。高昌故城土遺址的病害的主要是風(fēng)化風(fēng)蝕。
　　(2)選擇了硅溶膠、有機(jī)硅偶聯(lián)劑(A-151、KH-570)以及丙烯酸酯單體為原料,用乳液聚合

3、的方法,制備了不同丙烯酸酯單體配方兩個(gè)系列共14種加固劑。在改性硅溶膠的實(shí)驗(yàn)中探討了反應(yīng)體系pH值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、有機(jī)硅偶聯(lián)劑用量對(duì)硅溶膠改性的影響。得到了理想的反應(yīng)條件:溫度為40℃,體系pH值為5左右,反應(yīng)時(shí)間為3h,有機(jī)硅偶聯(lián)劑用量為3％(占硅溶膠中固體質(zhì)量的百分?jǐn)?shù))。
　　(3)對(duì)制備的加固劑進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn),包括耐水性試驗(yàn)、耐鹽性試驗(yàn)、耐凍融性試驗(yàn)、抗老化性試驗(yàn)等。通過這些試驗(yàn),在兩個(gè)系列中分別選出了加固效果最好

4、的加固劑,并和硅丙乳液加固劑進(jìn)行了比較。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本課題制備、篩選出的有機(jī)無機(jī)復(fù)合乳液型加固劑,能較大提高土體的強(qiáng)度,且具有良好的耐水性,耐凍融性,耐鹽堿性和耐老化性。加固土塊的抗風(fēng)化能力明顯提高。加固后的高昌古城土遺址原土土體的顏色和孔隙率沒有明顯改變,符合土遺址加固的使用要求。同目前廣泛應(yīng)用于土遺址保護(hù)中的硅丙乳液加固劑相比,本課題制備的硅溶膠/硅丙復(fù)合加固劑不僅在各項(xiàng)試驗(yàn)中表現(xiàn)良好,尤其是改變了硅丙乳液加固劑滲透性差