土遗址抗风化加固材料及机理初探

发布时间：2020-09-05 08:15

　　 本课题以国家级文物保护单位高昌故城土遗址为研究对象，针对干旱半干旱地区土质文物特点、风化特征、保护原则及要求出发，在对土遗址地区的环境背景、土质化学成分分析的基础上，结合有机硅和丙烯酸树脂的结构特点和独特的性能，合成多功能的有机硅改性丙烯酸酯乳液加固材料，并尝试将其应用于土质多孔文物保护，初步探讨了加固机理。 选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等单体为原料，合成了有机硅改性丙烯酸树脂乳液。对单体配方选择、聚合体系pH值、有机硅单体用量、乳化剂的用量、引发剂用量等因素进行了实验，得到较为优化的合成条件：丙烯酸类单体为甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸等，有机硅单体聚合为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；乳液聚合体系pH值在6.0～7.0；聚合温度为70℃；引发剂用量为单体总量的0.6％；乳化剂用量为单体用量的6.0％。利用FTIR等方法对合成的有机硅改性丙烯酸酯乳液加固材料进行了表征，结果表明有机硅主要以共聚形式参与聚合。 参考国际通用文物保护研究方法与评估准则，比较了正硅酸乙酯、硅溶胶、有机硅改性丙烯酸树脂等加固材料作用于土遗址原状土构筑件的效果，通过对加固材料使用前后，遗址土体试样的抗压强度、抗风蚀性质、冻融性质、表面形貌、紫外老化性质、耐水崩解性质、外观颜色色差等非原位分析测试，对有机硅改性丙烯酸酯乳液加固材料在土质文物加固保护和表面防护中的可行性和保护效果进行了系统研究。结果表明，有机硅改性丙烯酸酯乳液加固材料提高了土体强度和抗风蚀能力，具有良好的耐候性，能明显降低土质文物材料的亲水性，增强抵抗水的侵蚀作用，并且不明显影响土质文物的透气性，保持了遗址的必要呼吸，可起到长效保护的作用。这种加固材料能显著提高文物自身强度，提高土质文物的抗风蚀风化能力，提高对水侵蚀的抵抗能力，且不明显改变遗址外观颜色，有效起到保护作用。
【学位单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2007
【中图分类】：K878;TQ320
【部分图文】：

分析的结果与XRD、EDS、化学分析、物理性质分析结果是完全一致的:土坯原状土的风化程度高于和夯土原状土。图2一3夯土原状土样内部结构SEM图Fig.2一 3InnerSEMPhotooframmingsamPle图2一4土坯原状土样内部结构SEM图Fig.2一 4InnerSEMPhotoofadobesamPle图2一5夯土原状土样表面SEM图 F19.2一 5SurfaeeSEMPhotooframmingsamPle

图2一3夯土原状土样内部结构SEM图Fig.2一 3InnerSEMPhotooframmingsamPle图2一4土坯原状土样内部结构SEM图Fig.2一 4InnerSEMPhotoofadobesamPle图2一5夯土原状土样表面SEM图 F19.2一 5SurfaeeSEMPhotooframmingsamPle

西安建筑科技大学硕士学位论文图2一6土坯原状土样表面SEM图Fig.2一 6SurfaeeSEMPhotoofadobesamPle图2一7夯土原状土样内部高放大倍率(sooox)SEM图Fig.2一 7HighresolutionPhotoinnerSEMPhotooframmingsamPle图2一8土坯原状土样内部高放大倍率(5000X)SEM图Fig.2一 8HighresolutionPhotoirmerSEMPhotoofadobesamPle35

【引证文献】

相关期刊论文 前3条

1 杨强义;李承蔚;;毛细水干湿循环对土遗址风化影响的试验研究[J];地下空间与工程学报;2012年03期

2 孙丽娟;王博;赵丛苍;王炜林;张伟;;陕西高陵杨官寨遗址考古发掘现场遗迹劣化机理初步研究[J];考古与文物;2011年06期

3 杨梦妮;杨清龙;黄四平;李玉虎;;土遗址盐分抑制保护研究进展及其发展趋势[J];丝绸之路;2011年02期

相关博士学位论文 前1条

1 赵林毅;应用于岩土质文物保护加固的两种传统材料的改性研究[D];兰州大学;2012年

相关硕士学位论文 前9条

1 杜建华;石拱桥防风化材料研发理论及试验方案研究[D];重庆交通大学;2011年

2 戴宁;高昌故城土遗址保护理论研究[D];西安建筑科技大学;2011年

3 熊兵;土遗址加固与保护[D];西安建筑科技大学;2008年

4 王石斌;北方土遗址的病害成因与环境区划研究[D];兰州大学;2009年

5 杨强义;环境因素对大明宫丹凤门遗址的影响探究[D];西北大学;2012年

6 王菲;植物保护土遗址的可行性研究[D];西北大学;2012年

7 陈利君;硅溶胶/硅丙复合土遗址加固剂的合成与应用[D];西安建筑科技大学;2012年

8 孙秀娟;石质文物加固材料性能及其加固机理研究[D];兰州理工大学;2013年

9 朱伯轩;虎门威远炮台石质文物病害成因分析[D];西北大学;2013年

本文编号：2812780