硅溶膠-硅丙復合土遺址加固劑的合成與應用.pdf

1、我國是土遺址文物大國。土遺址面臨的最大威脅是風化、酸雨侵蝕、地震等自然災害的破壞。以高昌故城土遺址為例進行防風化加固材料的研究有一定的代表性,可以對西北干旱地區(qū)土遺址的化學防護提供理論與實驗依據。
　　本課題針對西北干旱地區(qū)土遺址特點,對土遺址的病害原因行了分析調查,探討了土遺址風化機理及風化成因。結合高昌古城土遺址現狀,根據常用的抗風化加固材料在實際保護工作中的使用優(yōu)勢與缺陷,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

2、無機復合乳液型加固劑應用于高昌古城土遺址原土,得到一些有意義的結論。
　　(1)通過研究高昌故城遺址的賦存環(huán)境,認為高昌故城所處環(huán)境的主要特點是高溫、干旱、少雨、多風;實驗分析了高昌故城遺址地區(qū)的土體化學成分特征,從數據可知高昌故城遺址的土屬于富含空隙的一種黃土,具有很強的收縮性、膨脹性。高昌故城土遺址的病害的主要是風化風蝕。
　　(2)選擇了硅溶膠、有機硅偶聯(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系列共14種加固劑。在改性硅溶膠的實驗中探討了反應體系pH值、反應溫度、反應時間、有機硅偶聯(lián)劑用量對硅溶膠改性的影響。得到了理想的反應條件:溫度為40℃,體系pH值為5左右,反應時間為3h,有機硅偶聯(lián)劑用量為3％(占硅溶膠中固體質量的百分數)。
　　(3)對制備的加固劑進行了實際應用試驗,包括耐水性試驗、耐鹽性試驗、耐凍融性試驗、抗老化性試驗等。通過這些試驗,在兩個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行了比較。
　　實驗結果表明本課題制備、篩選出的有機無機復合乳液型加固劑,能較大提高土體的強度,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。同目前廣泛應用于土遺址保護中的硅丙乳液加固劑相比,本課題制備的硅溶膠/硅丙復合加固劑不僅在各項試驗中表現良好,尤其是改變了硅丙乳液加固劑滲透性差