[发明专利]一种用于砖石质文物加固的无机胶凝材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧制建筑材料的方法，具体说是一种加固砖石质文物的无机胶凝材料的制备方法。

背景技术

我国的砖石质文物分布广泛，种类丰富，如长城、墓葬、岩画、石雕、砖等。作为极其脆弱的一类文物实体，承载着大量珍贵的历史信息，蕴藏着我国历代政治、经济、艺术、建筑、科技诸方面极为重要的形象资料，是我国古代文明的实物标本，是民族文化传承的物质载体，具有民族团结和文化认同的感召力和凝聚力，也是我国优质国有资产和当代极其珍贵的文化旅游资源。

但是，受自然环境诸多因素的影响，长城、石雕、摩崖造像等的砖石产生严重风化、疏松、片状剥落等病害，对文物造成很大的破坏，有些甚至是毁灭性的，为了挽救砖石古建筑灭逝，亟待寻求一种适宜的保护材料对砖石质文物进行保护加固。用于砖石质文物的保护加固材料必须与文物本体有相近的物理力学性质，这样才能有良好的兼容性，即保护加固材料与文物本体很好的结合。同时，保护加固材料结石体必须具备良好的耐候性，即耐环境诸因素，如水、温湿度变化、冻融、风蚀、雨蚀等对其稳定性的影响，具有水硬和气硬特性的无机胶凝材料。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的在于提供一种用于砖石质文物加固的无机胶凝材料制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于砖石质文物加固的无机胶凝材料制备方法，其步骤是：

a.将石灰石（含99.9%CaCO₃）、红粘土（其中含~53.90%SiO₂、~13.48% Al₂O₃、~8.40%Fe₂O₃）、黄粘土（其中含~62.32%SiO₂、~12.09% Al₂O₃、~4.02%Fe₂O₃）和粉煤灰（含～48.61%SiO₂、~36.28% Al₂O₃、~3.94%Fe₂O₃）按质量百分比60%、15%、15%和10%混合；

b.将上述混合物在1100℃的焙烧炉中焙烧2～3小时，生成含～38.5%生石灰（CaO）、～44.1%β-硅酸钙（β-CaSiO₃）和～17.2%铝硅酸钙（Ca₂Al₂Si₂O₇）的胶凝材料，后自然冷却；

其反应式如下：

（1）混合物的焙烧：

石灰石（CaCO₃）+红粘土+黄粘土+粉煤灰                                                2CaO·SiO₂(C₂S) +2CaO·Al₂O₃·SiO₂(C₂AS) +CaO+ CO₂↑

c. 将b步骤焙烧后的胶凝材料在球磨机中研磨，过180目筛后得无机胶凝材料的粉末，备用；

d. 在搅拌器内分别将c步骤过筛的无机胶凝材料的粉末与石英砂拌和均匀，石英砂与无机胶凝材料的质量比为1︰1，再将这种混和好的粉状物以0.50～0.80水灰比搅拌15分钟后，备用；

其反应式如下：

（2）水硬过程：

β-CaO·SiO₂(β-CS)＋nH₂O→β-CaO·SiO₂·nH₂O(β-CSH_n)

2CaO·Al₂O₃·SiO₂(C₂AS)＋nH₂O→2CaO·Al₂O₃·SiO₂·nH₂O(C₂ASH_n)

（3）气硬过程：

CaO＋H₂O → Ca(OH)₂＋Q [放热]