CN111470830A - 壁画修复空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于文物保护领域，具体涉及一种壁画修复空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液及其制备方法。旨在解决现有技术如何制作一种更加适合于壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用的加固浆液的问题。本发明提供一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液的制备方法：所述方法包括以下步骤：将蛎壳在900℃～1100℃焙烧2h～3h小时后，先潮解、后细磨得到蛎灰；将所述蛎灰与粉土按照1：3～1：15的质量比进行混合后加入水并搅拌，直至得到流动度为200mm～240mm的浆液。本发明的浆液原料来源广泛，配方简单，浆液凝固后具有较大的孔隙率、较小的收缩性和较好的抗老化性能，完全满足壁画空鼓、裂隙及锚固的加固需求，为修复缺损壁画文物提供了一种新型材料。

Description

壁画修复空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液及其制备方法

技术领域

本发明属于文物保护领域，具体涉及一种壁画修复空鼓、裂 隙及锚固用蛎灰粉土浆液及其制备方法。

背景技术

壁画空鼓是最为严重的壁画病害类型之一，空鼓是指壁画地 仗层与支撑体(墙体、岩体或其他)间由于黏结性能丧失或减弱，导致 地仗层和支撑体分离。空鼓常发育在地仗层间、地仗层和支撑体间。空 鼓一般引起壁画表面开裂、鼓起，严重者由于壁画自身重力的影响，导 致壁画脱落。在过去的20年中，灌浆技术在国际文物保护领域得到广泛 应用，成为世界范围内治理空鼓壁画病害的一种重要手段，由于文物的 不可再生性及文物保护的特殊性，灌浆材料的选择一直以来是壁画保护 工程研究的重点研究对象。目前，壁画灌浆材料仍在不断探索、实践总 结中，同时随着科技的发展，人们对材料性能的认识也不断深入，在“最 小介入”的理念指导下对材料的更新和优化提出了更高的要求。因此，如 何制作一种更加适合于壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用的加固浆液成为 本领域亟需解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中如 何制作一种更加适合于壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用的加固浆液的问 题，本发明第一方面，提出了一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰 粉土浆液，其中，包括蛎灰、粉土和水，其中所述蛎灰与所述粉土的质 量比为1：3～1：15，所述蛎灰粉土浆液流动度为200mm～240mm。

在一些优选技术方案中，所述粉土粒径为80目～100目， 总易溶盐含量≤0.5％。

在一些优选技术方案中，所述蛎灰是由蛎壳在900℃～1100℃ 焙烧2h～3h小时后，先潮解、后细磨得到。

在一些优选技术方案中，所述蛎灰中水硬组分β型硅酸钙 β-CS含量为0％～6.8％；气硬性组分氧化钙含量为100％～93.2％。

在一些优选技术方案中，所述蛎灰颗粒直径为180目～200 目。

本发明的第二方面提供一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用 蛎灰粉土浆液的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤S100，将蛎壳在900℃～1100℃焙烧2h～3h小时后， 先潮解、后细磨得到蛎灰；将得到的蛎灰过滤，获得颗粒直径为180目～ 200目的蛎灰。

步骤S200，将所述蛎灰与粉土按照1：3～1：15的质量比进 行混合，得到混合物；

步骤S300，向所述混合物中加入水并搅拌，直至得到流动 度为200mm～240mm的浆液。

在一些优选技术方案中，所述步骤S300中的“向所述混合 物中加入水并搅拌，直至得到流动度为200mm～240mm的浆液”还包括 以下步骤：

步骤S310，向搅拌机中加水，而后加入上述混合物；

步骤S320，启动搅拌机，在第一速度下搅拌1分钟，待上 述材料充分混合后，在第二速度下搅拌1分钟；所述第一速度大于所述 第二速度；

步骤S330，将上述搅拌机搅拌后的加水混合物手工搅拌均 匀得到流动度为200mm～240mm的浆液。

本发明的有益效果:

本发明的浆液解决了壁画空鼓、裂隙及锚固修复加固后的强 度、耐久性、抗折性及抗压性，为修复缺损壁画文物提供了一种新型材 料。本发明的浆液原料来源广泛，配方简单，将各组分按相应配比混合 即可，应用时直接灌浆即可，使用方便；初凝时间长，能够为灌浆操作 提供足够的时间，容错性高，同时终凝时间短，保证了浆液在短时间内 发挥强度，提供力学支撑，确保加固效果。通过本发明制备方法制作的 浆液，其流动性好，浆液凝固体具有较大的孔隙率、较小的收缩性和较 好的抗老化性能，完全满足壁画空鼓、裂隙及锚固的加固需求，壁画修 复效果显著。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详 细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液 制备方法的流程框图。

具体实施方式

为使本发明的实施例、技术方案和优点更加明显，下面将结 合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实 施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。本领域技术人员应 当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在 限制本发明的保护范围。

本发明提供的壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液， 其包括蛎灰、粉土和水，其中所述蛎灰与所述粉土的质量比为1：3～1： 15，水的质量比依据上述蛎灰与上述粉土的混合比例添加，只要能够使 其流动度达到200mm～240mm之间即可。

下面通过下述实施例对本发明做出进一步的详细说明。

实施例1

一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，原材料 配比按所述要求如下：

1)蛎灰：1质量份

2)粉土：3质量份

3)水：2.08质量份

通过上述配比得到的浆液流动度为200mm，上述蛎灰是由 蛎壳在1000℃焙烧2小时，然后经过潮解、采用干法细磨成灰，其水硬 组分β型硅酸钙β-CS含量为6.2％，气硬性组分氧化钙CaO含量为92.8％ (质量百分比)，其它含量为1.0％，其颗粒粒直径为180～200目；

上述粉土粒径为80目～100目，总易溶盐含量≤0.5％；

实施例2

一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，原材料 配比按所述要求如下：

1)蛎灰：1质量份

2)粉土：9质量份

3)水：4.7质量份

通过上述配比得到的浆液流动度为206mm，上述蛎灰是由 蛎壳在1000℃焙烧2小时，然后经过潮解、采用干法细磨成灰，其水硬 组分β型硅酸钙β-CS含量为6.2％，气硬性组分氧化钙CaO含量为92.8％ (质量百分比)，其它含量为1.0％，其颗粒粒直径为180～200目；

上述粉土粒径为80目～100目，总易溶盐含量≤0.5％；

实施例3

一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，原材料 配比按所述要求如下：

1)蛎灰：1质量份

2)粉土：15质量份

3)水：7.04质量份

通过上述配比得到的浆液流动度为220mm，上述蛎灰是由 蛎壳在1000℃焙烧2小时，然后经过潮解、采用干法细磨成灰，其水硬 组分β型硅酸钙β-CS含量为6.2％，气硬性组分氧化钙CaO含量为92.8％ (质量百分比)，其它含量为1.0％，其颗粒粒直径为180～200目；

上述粉土粒径为80目～100目，总易溶盐含量≤0.5％；

对照组1

一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，原材料 配比按所述要求如下：

1)蛎灰：1质量份

2)粉土：15质量份

3)水：5.76质量份

通过上述配比得到的浆液流动度为185mm，上述蛎灰是由 蛎壳在1000℃焙烧2小时，然后经过潮解、采用干法细磨成灰，其水硬 组分β型硅酸钙β-CS含量为6.2％，气硬性组分氧化钙CaO含量为92.8％ (质量百分比)，其它含量为1.0％，其颗粒粒直径为180～200目；

上述粉土粒径为80目～100目，总易溶盐含量≤0.5％。

本发明提出的蛎灰粉土是传统石灰材料,属于传统材料的 再研发再应用，与现有的材料相比，本发明提出的材料具有更好的兼容 性和耐久性，具体来讲，这种材料具有较高的力学强度，可满足壁画加 固修复的力学需求；另一方面，本发明材料的孔隙率，可保证壁画加固 后的透水透气性，同时，本发明浆液原材料的成本较低,，由海蛎壳烧结 改性而成，易于获得。

本发明另一方面提供一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎 灰粉土浆液的制备方法。具体地，

步骤S100，将蛎壳在900℃～1100℃焙烧2h～3h小时后， 先潮解、后细磨得到蛎灰；

步骤S200，将所述蛎灰与粉土按照1：3～1：15的质量比进 行混合，得到混合物；

步骤S300，向所述混合物中加入水并搅拌，直至得到流动 度为200mm～240mm的浆液。

将上述浆液在可灌期内注入壁画待修复部位，其初凝时间为 1h～2h，终凝时间约为11h～16h，形成凝固体的时间为2d～4d。

将砺灰、粉土和水按照以上实施例1～3和对照组1中的质 量分数分别称取备用。分别按照先水后砺灰和粉土的顺序倒入搅拌机中， 而后启动搅拌机，在第一速度模式下搅拌1分钟，待上述各材料充分混 合后，在第二速度模式下搅拌1分钟；最后手工搅拌均匀制备成浆液备 用。需要说明的是，第一速度为高速模式，第二速度为低速模式，第一 速度大于第二速度；先加水后加蛎灰和粉土是为了蛎灰中的氧化钙充分 反应并缓慢放出热量，若先蛎灰后水容易造成反应不充分和过热现象， 不利于材料的混合和反应。同时，搅拌机的速度可由本领域技术人员灵 活调整，先高速搅拌的目的是让材料各组分充分混合接触，后低速搅拌 的目的是避免材料太热，因为蛎灰中含有大量的氧化钙，遇水放热量太 大。

浆液流动度测定参考GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度测定 方法》；凝结时间的测定参考GB/T 1346-2001《水泥标准稠度用水量、 凝结时间、安定性检测方法》测试结果见表1。

分别将上述实施例1、实施例2、实施例3以及对照组1制 备好的浆液分为两组，第一组的实施例1、实施例2、实施例3以及对照 组1均采用规格为40mm×40mm×160mm的钢制试模制作试样，第二组的

实施例1、实施例2、实施例3以及对照组1均采用规格为 70.7mm×70.7mm×70.7mm的钢制试模制作试样。

其中，第一组规格为40mm×40mm×160mm的试样进行不同 龄的收缩率、抗折、抗压强度测试；第二组规格为 70.7mm×70.7mm×70.7mm试样进行波速、含水率、密度及孔隙率测试， 每组试样成型需要的浆液必须重新搅拌，不得重复使用。波速及收缩率试 验方法参考JGJ/T70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》进行；含水 率、密度、孔隙率试验方法参考GB/T50123-1999《土工试验方法标准》 进行，测试结果见表1。浆液凝固体的龄期抗折、抗压及冻融、温湿度试 验前后的抗折、抗压强度试验方法参考GB/T17671-1999《水泥胶砂强度 检验方法(ISO法)》进行，试验结果见表2～表5。

表1浆液及浆液凝固体的基本物理性质

表2浆液凝固体龄期抗折强度(/MPa)

表3浆液凝固体龄期抗压强度(/MPa)

表4浆液凝固体冻融、温湿度试验前后抗折强度(/MPa)

表5浆液凝固体冻融、温湿度试验前后抗压强度(/MPa)

从表1～表5可以看出：砺灰与粉土在不同质量分数的配比 后，浆液凝固体的孔隙率均在40％左右，浆液凝固28天后的抗压强度在 1.328MPa～0.978MPa之间。对照组1浆液的流动度为185mm，不利于 灌浆操作。

而上述实施例1、实施例2和实施例3的浆液的流动度均在 200mm～240mm之间。作为空鼓、裂隙及锚固用的加固浆液，上述三组 实施例的试样均满足可灌性、适宜的强度和小的收缩性。浆液的流动度 ＜200mm时其结实体收缩更小，但无法灌入裂隙内部。当浆液的流动度 ＞240mm时，浆液凝固体的收缩性较大(≥2.15％)，容易形成二次裂隙。 上述试验证明，蛎灰与粉土以质量比1:(3～15)，加水搅拌均匀后浆液 的流动度在200mm～240mm之间时，浆液流动性好。浆液的初凝时间100 分钟左右，为灌浆操作提高了足够的时间，终凝时间11.2小时～16.4小 时，保证了浆液在短时间内发挥强度，提供力学支撑，确保加固效果。 本发明的浆液凝固体与其他壁画修复浆液相比有更小的收缩性，其本身 具有较大的孔隙率、较好的耐环境性以及较好的抗老化性能，能够完全 满足壁画空鼓、裂隙及锚固的加固需求。

上述本申请实施例中的技术方案中，至少具有如下的技术效 果及优点：

本发明的浆液解决了壁画空鼓、裂隙及锚固修复加固后的强 度、耐久性、抗折性及抗压性，为修复缺损壁画文物提供了一种新型材 料。本发明的浆液原料来源广泛，配方简单，将各组分按相应配比混合 即可，应用时直接灌浆即可，使用方便；初凝时间长，能够为灌浆操作 提供足够的时间，容错性高，同时终凝时间短，保证了浆液在短时间内 发挥强度，提供力学支撑，确保加固效果。通过本发明制备方法制作的 浆液，其流动性好，浆液凝固体具有较大的孔隙率、较小的收缩性和较 好的抗老化性能，完全满足壁画空鼓、裂隙及锚固的加固需求，壁画修 复效果显著。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“包括”或者任何 其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过 程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的 其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合实施例的优选实施方式描述了本发明的技术 方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不 局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技 术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之 后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，其特征在于，包括蛎灰、粉土和水，其中所述蛎灰与所述粉土的质量比为1：3～1：15,所述蛎灰粉土浆液流动度为200mm～240mm。

2.根据权利要求1所述的壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，其特征在于，所述粉土粒径为80目～100目，总易溶盐含量≤0.5％。

3.根据权利要求1所述的壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，其特征在于，所述蛎灰是由蛎壳在900℃～1100℃焙烧2h～3h小时后，先潮解、后细磨得到。

4.根据权利要求3所述的壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，其特征在于，所述蛎灰中水硬组分β型硅酸钙β-CS含量为0％～6.8％；气硬性组分氧化钙含量为100％～93.2％。

5.根据权利要求4所述的壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液，其特征在于，所述蛎灰颗粒直径为180目～200目。

6.一种壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100，将蛎壳在900℃～1100℃焙烧2h～3h小时后，先潮解、后细磨得到蛎灰；

步骤S200，将所述蛎灰与粉土按照1：3～1：15的质量比进行混合，得到混合物；

步骤S300，向所述混合物中加入水并搅拌，直至得到流动度为200mm～240mm的浆液。

7.根据权利要求6所述的壁画修复中空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液的制备方法，其特征在于，所述步骤S300中的“向所述混合物中加入水并搅拌，直至得到流动度为200mm～240mm的浆液”还包括以下步骤：

步骤S310，向搅拌机中加水，而后加入上述混合物；

步骤S320，启动搅拌机，在第一速度下搅拌1分钟，待上述材料充分混合后，在第二速度下搅拌1分钟，所述第一速度大于所述第二速度；

步骤S330，将上述搅拌机搅拌后的加水混合物手工搅拌均匀得到流动度为200mm～240mm的浆液。

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