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
壁画修复空鼓、裂隙及锚固用蛎灰粉土浆液及其制备方法 Download PDFInfo
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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
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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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200731 |