古城墻泥灰類粘結(jié)材料的性能研究與機(jī)理探討.pdf

1、我國(guó)古城墻的歷史非常悠久，且數(shù)量眾多。但由于自然災(zāi)害及人為破壞，許多古城墻已經(jīng)岌岌可危、瀕臨毀滅，迫切需要人們合理的修復(fù)加固。然而在對(duì)損壞了的歷史遺產(chǎn)進(jìn)行修復(fù)加固時(shí)，簡(jiǎn)單地采用現(xiàn)代建筑材料和工藝對(duì)損壞部位進(jìn)行處理，并隨意加以修飾、美化。這不僅違背了古城墻的保護(hù)原則和方法，而且會(huì)給原有古城墻帶來(lái)更大的破壞。因此，古城墻維修上應(yīng)遵循古法進(jìn)行，使用石灰漿，而不宜完全采用水泥等材料來(lái)維修。這就使得人們要全面、正確地認(rèn)識(shí)并掌握這種凝聚了我國(guó)先人智

2、慧并經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)的傳統(tǒng)泥灰技術(shù)，即有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合泥灰類粘結(jié)材料技術(shù)。
　　為此本研究基于結(jié)構(gòu)決定性能的基本研究思想，利用XRD、IR和SEM等現(xiàn)代分析測(cè)試技術(shù)分析了古代泥灰類粘結(jié)材料中各種關(guān)鍵組分間(糯米漿-石灰、桐油-石灰以及豬血-石灰)相互作用機(jī)理，通過(guò)檢測(cè)古代泥灰類粘結(jié)材料相應(yīng)性能，將性能與微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)系，得到傳統(tǒng)工藝中蘊(yùn)涵的科學(xué)道理。
　　本文首先對(duì)典型且有代表性的四處古城墻泥狄類粘結(jié)材料進(jìn)行取樣和對(duì)比試驗(yàn)分析，發(fā)

3、現(xiàn)泥灰類粘結(jié)材料的主要無(wú)機(jī)成份是方解石晶型的碳酸鈣；其有機(jī)物為尚未完全降解的糯米支鏈淀粉成分。其次，基于古城墻遺址代表樣的試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)了試驗(yàn)配合比，系統(tǒng)研究了泥灰類粘結(jié)材料的物理力學(xué)性能和耐久性能，包括材料的密度、吸水率和抗壓、抗折強(qiáng)度，以及材料的變形性能和碳化性能等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，泥灰類粘結(jié)材料的密度低、干燥收縮較大、強(qiáng)度發(fā)展慢。相比較而言，摻糯米漿的灰漿強(qiáng)度較高，在碳化箱中養(yǎng)護(hù)28d灰漿強(qiáng)度最高達(dá)9.91Mpa，而且糯米漿的摻量以30

4、％最佳。最后，利用新型超聲監(jiān)測(cè)儀和無(wú)電極電阻率測(cè)量?jī)x，原位、持續(xù)追蹤觀測(cè)常溫下灰漿的早期微結(jié)構(gòu)形成過(guò)程，結(jié)果表明添加劑(糯米漿、熟桐油、血料)的摻入加快了石灰漿的早期結(jié)構(gòu)形成過(guò)程。還利用了XRD、IR和SEM微觀性能表征技術(shù)探討了古代泥狄類粘結(jié)材料中的各種關(guān)鍵組分間相互作用機(jī)理，發(fā)現(xiàn)糯米、桐油、血料等有機(jī)添加劑NCaCO3之間存在相互作用，彼此制約；添加劑起著生物礦物模版的作用，對(duì)碳酸鈣晶體的生長(zhǎng)過(guò)程有明顯的調(diào)控作用，使顆粒度變細(xì)，結(jié)構(gòu)