CN117088666A - 一种黄土地区古建筑仿古修复材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种黄土地区古建筑仿古修复材料及其应用，属于砂浆混凝土技术领域。由硫铝酸盐水泥、胶粉、纤维素醚、PP纤维按比例拌合而成，硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维的质量比为1:0.01～0.3:0.005～0.2:0.05～0.6。将上述方案用于黄土地区古建筑或仿古建筑的修复，具有优异的粘结、抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等优点，修复可以就地取材，产品终凝后呈当地的黄土颜色和质感，能够契合当地的古建筑风貌、色彩和质感等方面保护的要求。
Description
技术领域
本申请涉及一种黄土地区古建筑仿古修复材料及其应用，属于砂浆混凝土技术领域。
背景技术
由于历史源远流长，在中国各地区都保留有大量的、不同历史时期的古建筑。随着我国经济文化和旅游事业的发展，各种仿古建筑成为建设内容的一个必不可少的构成。古建筑和仿古建筑均应遵循“原格局、原样式、原工艺”的原则进行修缮和修建。我国北方黄土地区的古建筑墙体多采用土坯砌筑、黄土泥浆抹面等方式，因此，为达到仿真效果，黄土地区的仿古建筑墙体多采用砖砌体砌筑、黄土泥浆抹面的做法。
但由于黄土泥浆存在强度低、憎水(防水)性差、耐久性低等缺点，容易造成墙体开裂、墙皮(特别是外墙墙皮)脱落、墙根酥碱等现象的发生，给古建筑、仿古建筑墙体修缮、修建带来不小的难度。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种黄土地区古建筑仿古修复材料及其应用，不仅很好的与黄土地区的古建筑和仿古建筑修复完全契合、做到修旧如旧的效果，还赋予修复墙体以良好的抗裂、耐老化效果。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种黄土地区古建筑仿古修复材料，由硫铝酸盐水泥、胶粉、纤维素醚、PP纤维(聚丙烯纤维)按比例拌合而成，硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维的质量比为1:0.01～0.3:0.005～0.2:0.05～0.6。
上述配方的修复材料具有良好的和易性和保水性，粘结性能优异，不仅解决了黄土地区古建筑土坯强砌筑材料强度低、易开裂的问题，且具有抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能，在用于墙体抹灰修复时，也能解决墙体抹灰层防水性差、易脱落、耐久性差的问题，实现修复产品与原有建筑风貌、外观、色彩、质感一致的效果。
进一步的，作为优选：
所述硫铝酸盐水泥的初凝时间不少于25min，终凝时间不大于180min；3天的抗压强度达到42.5MPa；3天抗折强度达到7.0MPa。更优选的，所述硫铝酸盐水泥为标号为42.5硫铝酸盐水泥。
所述胶粉是乙烯/月桂酸乙烯酯/氯乙烯三元共聚胶粉，遇水可再分散，其主要颗粒尺寸为0.3～92μm，最低成膜温度是0℃。其与余下成分配合，可以很好的改善修复材料的粘合性、抗折强度、可塑性、耐磨性能和施工性外，赋予材料以较强的柔韧性。
所述纤维素醚的pH值为4.0～8.0，颗粒度≤100目，粘度为80000～200000mpa.s，具有极好的表面活性，能有效阻止聚合粒子产生凝聚。
所述PP纤维的抗拉强度≥560MPa，断裂延伸率≥10％，耐酸碱性强。
所述硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维的质量比为1:0.018～0.022:0.008～0.012:0.05～0.1。更优选的，硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维＝1:0.02:0.01:0.06。该比例的修复材料硬化速度快，强度适宜，易操作，施工简单，质量易保证。
还包括有稻草，稻草相对硫铝酸盐水泥的添加比例为1:1:0.005～0.015，可有效降低成本，特别是在1:0.008～0.012时，与剩余成分复配得到的修复材料的性能和成本兼容性最佳。
同时，申请人还提供了上述材料的应用，将修复材料与待修复建筑物周边的黄土按比例加水拌合后，所得浆料直接砌筑砌块，水平灰缝宽度L2和竖向灰缝宽度H2均控制在8～12mm；或者对待修复的土坯或砖砌体清理后，以所得浆料直接在其表面抹灰即可。其中抹灰包括打底和罩面，打底靠近待修复墙体/砌体，罩面位于打底上，罩面厚度为打底厚度的1/3～2/3，并以一半为最佳。
上述修复材料不仅能够用于建筑墙体砌筑，还能在古建筑、仿古建筑修缮和修建过程中用于墙体抹灰。其工作原理和有益效果主要如下：
(1)与传统的黄土泥浆修复做法相比，本案所提供的修复材料施工简单，浆料具有良好的和易性和保水性，可在现场与当地黄土按比例加水拌合后，直接砌筑砌块，或只需对基层的土坯或砖砌体稍作处理即可直接进行墙体抹灰；施工后的墙体抹面效果与古建筑原墙面具有相同的质感和观感，能够真正做到“修旧如旧”。该修复材料不但保留了黄土泥浆的质感和观感，而且与当地黄土掺和具有良好的粘接性能，憎水(防水)性能高。
(2)与传统的水泥砂浆做法相比，虽然本案修复材料的强度等结构性能要略低于水泥砂浆，但受古建筑风貌保护的要求，水泥砂浆作为现代建筑材料的代表，在古建筑立面中往往限制使用；而黄土地区的古建筑多为1～2层的低层建筑，且墙体多为非承重填充墙，本案修复材料的强度等结构性能足可满足该区域的古建维修要求；材料的主要配方黄土可以就地取材，使其经济性和绿色环保性能远超水泥砂浆。
本案所提供的修复材料不仅具有良好的和易性和保水性，与黄土具有良好的粘结性能，同时还具备抗裂、防水、防氯离子渗透、耐磨、耐老化等性能，与传统的黄土泥浆、水泥砂浆相比，在黄土地区的古建筑、仿古建筑建设修复过程中，本案所提供的修复材料优势明显，修复产品终凝后可以呈现出黄土地区当地的黄土颜色和质感，完全契合当地古建筑的风貌、色彩和质感要求。
附图说明
图1为本申请中砌筑灰缝的设置要求；
图2为本申请中抹面工程做法。
图中标号：1.基础砌体；2.打底；3.罩面。
具体实施方式
实施例1
本实施例中，黄土地区古建筑仿古修复材料的配方如下：
硫酸盐水泥： 100kg，42.5级；
胶粉： 2kg，10μm，最低成膜温度是0℃；
纤维素醚： 1kg，pH4.8，80目，120000mpa.s；
PP纤维： 6kg，抗拉强度≥560MPa，断裂延伸率≥10％，。
其中，
胶粉为乙烯/月桂酸乙烯酯/氯乙烯三元共聚胶粉，由兰州德亿建筑科技有限公司生产。
纤维素醚：由山东新大地集团生产，具有极好的表面活性。
PP纤维：由常州市天怡工程纤维有限公司生产，具有较强的耐酸碱性能。
按上述配比称取各组分后，将其混合搅拌均匀即可得到修复材料。
上述修复材料，初凝时间35min，终凝时间170min。
施工方式：施工现场黄土、修复材料、水按1：0.26：0.2的质量比例拌合成浆料，备用。
作为砌筑材料时，结合图1，砌体长L1为240mm，高H1为115mm。
(1)浆料灰缝横平竖直，水平灰缝宽度L2和竖向灰缝宽度H2均控制在10mm左右。
(2)灰缝浆料饱满，水平灰缝的浆料饱满度不小于80％，竖向灰缝无透明缝出现。
作为抹面材料时，结合图2，修复过程如下：
(1)清理基层砌体1；
(2)本抹面上述浆料形成打底2，打底2的厚度D1约为12mm，而后扫毛或划出纹道；
(3)本抹面上述浆料，压实赶光形成罩面3，罩面3的厚度D2约为6mm。
对上述使用效果进行检测，其憎水率达到92.0％，耐久性强，浸水48h后与砖拉伸粘接强度达到了0.3MPa；28d抗压强度达到3.6Mpa，各项受力性能均优于传统黄土泥浆。
除上述最优配方外，申请人还试验了其他配比(硫铝酸盐水泥为100kg)，如表1所示。
表1：不同配比的修复材料及其性能对照
对比表1可以看出：
1)稻草可替代修复材料中的部分PP纤维，适量加入可以有效降低成本，但其相对硫铝酸盐水泥添加比例宜控制在1:0.005～0.015，并以1:0.008～0.012为最佳，才能既降低成本，又确保修复材料具有抗裂、憎水性能。
2)在相同硫铝酸盐水泥添加量下，胶粉、纤维素醚、PP纤维对修复材料性能的影响最为显著的是胶粉，其添加量是以控制在0.018～0.022为最佳；其次是纤维素醚，其添加量是以控制在0.008～0.012为最佳。
Claims (10)
1.一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：由硫铝酸盐水泥、胶粉、纤维素醚、PP纤维按比例拌合而成，硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维的质量比为1:0.01～0.3:0.005～0.2:0.05～0.6。
2.根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥的初凝时间不少于25min，终凝时间不大于180min。
3.根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥为标号为42.5硫铝酸盐水泥。
4.根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：所述胶粉是乙烯/月桂酸乙烯酯/氯乙烯三元共聚胶粉，主要颗粒尺寸为0.3～92μm，最低成膜温度为0℃。
5. 根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：所述纤维素醚的pH值为4.0～8.0，颗粒度≤100目，粘度为80000～200000 mpa.s。
6.根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：所述硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维的质量比为1:0.018～0.022:0.008～0.012:0.05～0.1。
7.根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：硫铝酸盐水泥：胶粉：纤维素醚：PP纤维=1:0.02:0.01:0.06。
8. 根据权利要求1所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料，其特征在于：还包括有稻草，稻草相对硫铝酸盐水泥的添加比例为1: 0.005～0.015。
9.一种权利要求1所述黄土地区古建筑仿古修复材料的应用，其特征在于：将修复材料与待修复建筑物周边的黄土按比例加水拌合后，所得浆料直接砌筑砌块，水平灰缝宽度L2和竖向灰缝宽度H2均控制在8～12mm；或者对待修复的土坯或砖砌体清理后，以所得浆料直接在其表面抹灰即可。
10.根据权利要求9所述的一种黄土地区古建筑仿古修复材料的应用，其特征在于：抹灰包括打底和罩面，打底靠近待修复墙体/砌体，罩面位于打底上，罩面厚度为打底厚度的1/3～2/3。
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