聚合物胶粉和纤维素醚对NHL砂浆粘结强度的影响研究

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1、实验与研究L一⋯⋯⋯～，⋯一⋯⋯j聚合物胶粉和纤维素醚对NHL砂浆粘结强度的影响研究InfluenceofpolymerpowderandcelluloseetheronNHLmortarperfonnance周霄1胡源1褚飞2(1中国文化遗产研究院文物保护科学技术研究所，北京100029；2中国地质大学文化遗产和岩土文物保护工程中心，湖北武汉430074)摘要：水硬石灰(NHL)砂浆兼具石灰和水泥的优点，低收缩、耐盐、适中的抗压和抗折强度，水溶盐含量低，同时与传统的砖石建筑兼容性好，是一种天然、无污染、耐老化的

2、加固粘结材料。本文主要研究了聚合物胶粉和纤维素醚这两种助剂在NHL砂浆体系中对粘结强度的贡献。同时探讨了适合文物加固保护材料的聚合物胶粉和纤维素醚的添加量。关键词：NHL砂浆；粘结强度；聚合物胶粉；纤维素醚Abstract：Hydrauliclimeisakindofnaturalinorga血cmaterialwhichhaslowershrinkage，mediumcompressiveandnexuralstren舒h，lowcontentofsolublesaltandcheiTlicaHy，physic

3、aⅡy，mechanicallycompatible诵ththemasonrymaterials．Thefocusofthestudypresentedint11ispaperistostudythecontributionofpolymerpowderandceUuloseethercothebondstren昏hoftheNHLmomr．Anddiscussthepropercontentofpolymerpowderandcenuloseethertomasonryrepairmaterial．Keywor

4、d：NHLmortar；bondstren殍h；p01ymerpowder；ceUuloseether中图分类号：Tu5261文献标志码：A文章编号：1r)03—8965(2011)01一rJ043一041前言目前在实践中，作为砖石质文物修复的砂浆使用比较多的有两大类材料，即水泥材料和有机树脂高分子材料。水泥材料由于粘结强度高、具有优异的抗老化及抗潮湿能力，得到了广泛应用。但是大量的科学研究与工程实例证明，现代水泥材料与传统砖石等材料不兼容，如水泥中的水溶盐会严重损坏砖石材料。而高分子材料(如环氧树脂)与砖石材料

5、的物理化学性质差异更大，在实践中出现了更多更严重的兼容性问题，主要表现为强度太高、发脆、老化产物与砖石完全不同、不吸水、不透气。因此近年来研究人员把目光又投向了传统石灰材料与传统工艺。传统砖石建筑本身曾经大量采用石灰类材料，所以石灰类材料的使用在兼容性方面天然具有优势。但是，传统石灰材料与水泥、环氧树脂等现代材料相比，仍存在固化慢、强度低、收缩较大、耐水性差等问题，造成粘结、填补及加固的保护效果并不理想，特别是在潮湿或干湿度变化较大的环境下。因此不符合施工的要求。基于这种现状，水硬性石灰(NHL)材料作为一种文物

6、建筑保护中的新型材料开始日益受到人们重视。例如，李最雄研究发现在甘肃秦安大地湾遗址房屋地面建筑中发现的胶结材料是以当地的料礓石(含CaCO。60％一80％，含其他粘土矿物40％～20％)为原料烧制⋯。陈庚龄，马清林等采用水合烧料礓石无机胶凝材料对酒泉丁家闸五号壁画进行加固粘结也取得较好的效果暖1。1994～1998年，德国联邦环保基金会(DBU)资助了“文物建筑保护中的水硬性石灰材料研究”，该研究表明水硬性石灰(NHL)在文物建筑保护领域具有广阔的应用前景旧1。虽然水硬性石灰材料的具体配方和施工工艺等方面的研究还

7、存在很多不足，但是整体上来说作为石灰粘结剂使用的，带有天然水硬成分的砂浆的优点非常突出：它兼基金项目：中国文化遗产研究院2008年度基本科研业务费课题，2008一GBI(Y一5表1NHL2化学成分分析结果(按照欧标459—1)I成分(％)氧化钙氧化镁S02自由钙C02自由水结晶水烧失量测试结果68．52．51．0329．50．8O．713．213．9表2NHL2物理性能分析结果(按照欧标459—1)参数细度容重Kg／需水量扩散贯入量空气量初凝稳定性O．09mmO．2mmdm2时间结果0．2％0％O．7129091

8、86mm24mm3．2vOf％250mjnO．3mm具石灰和水泥的优点，具有低收缩、耐盐、适中的抗压和抗折强度、低水溶盐含量等优点，同时与传统的砖石建筑兼容性好，是一种天然、无污染、耐老化的加固粘结材料。由于NHL的固化周期长，粘结强度提高较为缓慢，因此为了保证其最初的粘结强度和工作性能，通常需要在NHL砂浆体系中添加一定量的助剂。这些助剂包括聚合物胶粉、纤维素醚、减水剂