一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料制造技术

本发明专利技术涉及一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料的配方及制备方法，其步骤是：a.将烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0.6:0.4混合；b.在混合物中加入占总质量10%的膨胀剂AEA在搅拌器中拌合均匀；c.再将这种混和好的粉状物以0.50～0.60水灰比搅拌15分钟后备用。本发明专利技术加固材料其孔隙率达41.72%，平均抗压强度不低于15.00 MPa，浸泡300天后仍基本完好，经冻融循环后抗压强度为13.00MPa。解决了砂岩石窟岩体裂隙渗水问题，为保护砂岩石窟做出了贡献。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无机加固材料，具体说是一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固 材料。
技术介绍
石窟危岩体锚固与裂隙注浆是石窟加固工程中两项非常重要的工程措施。锚固的 作用主要从结构上稳定危岩体，对地处干旱或半干旱地区的石窟来说，岩体裂隙注浆的作 用主要是防止雨水入渗，以防锚杆锈蚀，确保锚杆的锚固强度。另外，岩体裂隙注浆对一些 小的危岩体起到与基岩粘连，使整个岩体保持完整。对于地处潮湿和多雨水地区的石窟，岩 体裂隙注浆还有一个很重要的作用，就是防止岩体内的水向外渗漏，避免石质文物风化。 针对我国不同岩体的结构形式，从上世纪六十年代开始，我国的文物保护工作者 根据各地石窟所处的环境特点及石窟岩体的特性，因地制宜地进行了大量石窟岩体裂隙注 浆的研究工作和抢救性的保护加固工程，抢救了大批濒危的石窟文物，如上世纪七十年代， 在河南洛阳的龙门石窟，采用环氧树脂进行岩体裂隙注浆；八十年代，在四川重庆的大足石 窟采用了小分子量的水性环氧树脂进行了岩体裂隙注浆；九十年代初，敦煌研究院采用了 PS-F对甘肃瓜州县榆林窟的砾石岩体进行了锚固和岩体裂隙注浆，这些石窟岩体裂隙注浆 的工程措施都对石窟文物起到了抢救性的保护作用。
技术实现思路
鉴于上述，本专利技术的目的在于提供一种用于砂岩石窟岩体裂隙注楽的加固材料， 具体配方如下： 填料：烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0. 6:0. 4混合 膨胀剂：AEA，占填料总质量的10% 主剂：纯净水 水灰比：〇. 50?0. 60 本专利技术的优点和产生的有益效果是： 1、料礓石是第四纪黄土中沉积的钙质结石，主要由70%左右的CaC03& 30%左右的粘 土矿物组成。当料礓石在900°C以上焙烧后，会产生气硬性胶凝材料CaO和水硬性胶凝材 料@-CaSiOjPCa2Al2Si207。烧料礓石的重要特性便是其中的气硬组分CaO先与水作用生 成Ca(OH) 2胶凝体，Ca(OH) 2再与大气中的CO2、H20作用，逐渐生成孔隙率较大的CaCOJ交凝 体。在环境相对湿度较高时，水硬组分P-CaSiOjPCa2Al2Si2O7快速水化产生的P-CSHjP C2ASH1JI高结石体的早期强度。这种逐渐碳化生成孔隙率较大的CaCO3胶凝体和快速水化 产生的P-CSHjPC2ASHJ$凝体强度互补，不但能完全满足文物修复的要求，同时，使修复 胶凝体与被修复加固的文物本体很好兼容，结合牢固而不会产生剥离，并具有强的耐候性， 达到好的保护加固效果。 2、该加固材料中，填加剂除选石英砂外，另外选用偏高岭土，以控制偏高岭土的掺 加量控制孔隙率的大小，同时，浆液中掺加偏高岭土能明显提高浆液结石体的早期强度。偏 高岭土具有很高的活性，可与水硬石灰中的氧化钙CaO作用，形成水泥的化学组分之一铝 硅酸钙（Ca2Al2Si2O7),铝硅酸钙再经过水化形成水化铝硅酸钙，即水泥石，而明显地提高浆 液结石体的龄期强度，特别是早期强度，这对堵砂岩石窟裂隙渗水非常有利。 3、该加固材料中，选用了混凝土膨胀剂AEA。AEA的主要化学组分是铝酸钙 CaOAl2O3熟料、明矾KAl(SO4) 2. 12H20和石膏CaSOJ^混合物。当AEA加入烧料礓石水硬石 灰中后，高铝熟料中的CaOAl2O3 (简CA)首先与CaS04&水硬石灰中的Ca(OH)2作用并水化 生成可膨胀结晶体--水化硫酸钙（C3A. 3CaS04. 32H20)，即钙矾石，使烧料礓石水硬石灰浆 液结石体产生适度膨胀、浆液结石体的早期强度明显提高，同时能使浆液结石体的孔隙率 明显下降。 4、浆液的流动性好，注浆时能达到一定的深度和注浆密实度。 5、浆液结石体与砂岩石窟岩体具有较好的兼容性和粘连性，浆液结石体具备适宜 的抗拉、抗压强度、低收缩性和较好的抗老化性能等。 6、材料易得，成本低，制作简便，经济实用。【具体实施方式】 下面通过下述实施例再对本专利技术作进一步的描述： (1)料礓石是第四纪黄土中沉积的钙质结石，主要由70%左右的CaC03& 30%左右的粘 土矿物组成。当料礓石在900°C以上焙烧后，会产生气硬性胶凝材料CaO和水硬性胶凝材 料@-CaSiOjPCa2Al2Si207，这种混合物便是烧料礓石，将其作为砂岩石窟岩体裂隙注浆加 固材料的填料之一。 (2) -种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料，由以下原料和配比组成： 1) 填料：烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0. 6:0. 4混合 2) 膨胀剂：AEA，占填料总质量的10% 3) 主剂：纯净水 4) 水灰比：0. 50?0. 60 (3)上述加固材料的制备步骤是： 1) 烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0. 6:0.4混合； 2) 向上述混合物中加入总质量10%的AEA在搅拌器内拌和均勻，再向这种混和好的粉 状物中加入纯净水，以〇. 50?0. 60水灰比，即为每1000克粉状物中加入500克水?600 克水，搅拌15分钟后备用； 3) 将制备好的胶凝材料置入三联模具（4cmX4cmX16cm和7cmX7cmX7cm)中成型，28 天龄期后测试其物理力学性能(见表I?表8)。 表1流动度【主权项】1. 一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料，由以下原料和配比组成： 1) 填料：烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0. 6:0. 4混合； 2) 膨胀剂：AEA，占填料总质量的10% ; 3) 主剂：纯净水； 4) 水灰比：0· 50?0· 60。2. 制备权利要求1所述一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料的方法是：使用时 将烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0. 6:0. 4混合，然后加入占总质量10%的膨胀剂 AEA，再将这种混和好的粉状物以0. 50?0. 60水灰比搅拌15分钟后，备用。【专利摘要】本专利技术涉及一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料的配方及制备方法，其步骤是：a.将烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0.6:0.4混合；b.在混合物中加入占总质量10%的膨胀剂AEA在搅拌器中拌合均匀；c.再将这种混和好的粉状物以0.50～0.60水灰比搅拌15分钟后备用。专利技术加固材料其孔隙率达41.72%，平均抗压强度不低于15.00 MPa，浸泡300天后仍基完好，经冻融循环后抗压强度为13.00MPa。解决了砂岩石窟岩体裂隙渗水问题，为保护砂岩石窟做出了贡献。【IPC分类】C04B28-04, C04B28-06【公开号】CN104556910【申请号】CN201510042093【专利技术人】王旭东, 赵林毅, 郭青林, 蒋思维, 严绍军, 李最雄 【申请人】敦煌研究院, 敦煌研究院文物保护技术服务中心【公开日】2015年4月29日【申请日】2015年1月28日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于砂岩石窟岩体裂隙注浆的加固材料，由以下原料和配比组成：1）填料：烧料礓石、偏高岭土、石英砂以质量比1:0.6:0.4混合；2）膨胀剂：AEA，占填料总质量的10%；3）主剂：纯净水；4）水灰比：0.50～0.60。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，赵林毅，郭青林，蒋思维，严绍军，李最雄，
申请(专利权)人：敦煌研究院，敦煌研究院文物保护技术服务中心，
类型：发明
国别省市：甘肃;62