發(fā)布時(shí)間：2020-04-11 14:01

【摘要】：古建筑作為華夏民族的藝術(shù)瑰寶,蘊(yùn)含著豐富的歷史和文化價(jià)值。這些歷史建筑物多由磚砌筑而成,由于磚內(nèi)部存在大量微小連通的孔隙,具有較強(qiáng)的吸水性,導(dǎo)致磚墻極易出現(xiàn)粉化、泛堿等不良現(xiàn)象。致使這些輝煌的歷史古跡正在迅速的消失著,或者經(jīng)受著不同程度的破壞,迫切需要進(jìn)行修復(fù)和保護(hù)。本文以古城開封墻體粉化脫落現(xiàn)象為研究背景,提出利用真空預(yù)壓方式對磚滲入有機(jī)硅防水劑進(jìn)行改良的方法,所用防水劑濃度分別為0%、1%、2%、3%,通過毛細(xì)吸水試驗(yàn)、耐酸堿性試驗(yàn)、凍融循環(huán)試驗(yàn)探究改良試樣的水理性質(zhì)、耐久性、力學(xué)性能和抗凍性能;利用掃描電鏡分析內(nèi)部形態(tài)變化,揭示有機(jī)硅防水劑改良?xì)v史建筑磚的作用機(jī)理,得出以下結(jié)論:(1)通過對磚進(jìn)行毛細(xì)吸水試驗(yàn),驗(yàn)證了磚改良方法的有效性。試樣5h內(nèi)的平均吸水率隨著防水劑濃度增加逐漸降低,經(jīng)濃度1%防水劑改良后試樣吸水率與改良前相差不大,防水劑濃度3%相較改良前吸水率能降低4.61%;改良后試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)密實(shí)度和防水性均有所提升,經(jīng)濃度3%防水劑改良后試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密,水珠落上呈現(xiàn)荷葉滾落現(xiàn)象,有效改善了試樣耐水性。(2)通過對磚進(jìn)行酸堿侵蝕試驗(yàn),研究了磚改良后的耐久性。改良后試樣耐酸堿性能明顯提高,外觀形貌完整,未出現(xiàn)明顯破壞,吸水性降低,質(zhì)量增長率下降,抗壓強(qiáng)度得到有效提升,最大損失率僅為8.47%,試樣能保持較好的外觀和強(qiáng)度。(3)通過對磚進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn),探究了磚改良后的抗凍性。改良后試樣仍能保持良好的形貌,較低吸水性和質(zhì)量增長率,且抗壓強(qiáng)度有所提升,經(jīng)濃度3%防水劑改良后抗壓強(qiáng)度損失率僅為8.26%,依然保持較高強(qiáng)度,表現(xiàn)出良好的抗凍性。(4)通過掃描電鏡對磚進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)分析。結(jié)果表明:經(jīng)有機(jī)硅防水劑改良后試樣內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,骨架顆粒間孔隙減少,結(jié)構(gòu)更加致密。這是由于有機(jī)硅分子經(jīng)過水解、縮聚、凝膠作用吸附于試樣內(nèi)部孔隙中,形成防水膜,增強(qiáng)試樣防水性和力學(xué)性能,使得試樣穩(wěn)定性大幅度提高。有機(jī)硅防水劑能夠改變磚塊內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu),減少內(nèi)部孔隙,增加骨架顆粒間的密實(shí)度,形成的防水膜可以提高表面張力的疏水特性,進(jìn)而有效提高磚的耐水,耐酸堿侵蝕,力學(xué)性能和耐久性能。3%濃度的有機(jī)硅防水劑能夠有效抵擋毛細(xì)水、酸堿溶液侵蝕和凍融循環(huán)破壞,研究結(jié)果為中原地區(qū)古建筑修復(fù)提供了新思路。
【圖文】：

、墻體“泛堿”、起翹和剝落等多種劣變狀況，如圖 1-1 和圖 1-2所示。圖1-1 被破壞的墻體 圖1-2 墻體泛堿古建筑墻體由磚材料組成，內(nèi)部分布著大量彼此連通的毛細(xì)孔，具有較強(qiáng)的吸水性，當(dāng)外界水分對墻體侵蝕時(shí)，就會(huì)通過毛細(xì)作用進(jìn)入墻體內(nèi)部，當(dāng)磚材料吸水飽和后，在冬季負(fù)溫作用下，孔隙內(nèi)的液態(tài)水就會(huì)結(jié)晶凝固，體積膨脹，對孔隙壁產(chǎn)生附加壓力，隨著壓力的逐漸增大，對孔隙壁的破壞逐漸加深，最終造成孔隙壁的破裂，隨著溫度的上升，孔隙內(nèi)的固態(tài)冰又轉(zhuǎn)化成液態(tài)水，此時(shí)對孔隙壁的壓力慢慢消失，平衡應(yīng)力被打破。經(jīng)過長年累月的反復(fù)循環(huán)，墻體材料逐漸變得疏松，對顆粒物質(zhì)的固結(jié)作用逐漸喪失，從而產(chǎn)生墻體?

、墻體“泛堿”、起翹和剝落等多種劣變狀況，如圖 1-1 和圖 1-2所示。圖1-1 被破壞的墻體 圖1-2 墻體泛堿古建筑墻體由磚材料組成，內(nèi)部分布著大量彼此連通的毛細(xì)孔，具有較強(qiáng)的吸水性，當(dāng)外界水分對墻體侵蝕時(shí)，就會(huì)通過毛細(xì)作用進(jìn)入墻體內(nèi)部，，當(dāng)磚材料吸水飽和后，在冬季負(fù)溫作用下，孔隙內(nèi)的液態(tài)水就會(huì)結(jié)晶凝固，體積膨脹，對孔隙壁產(chǎn)生附加壓力，隨著壓力的逐漸增大，對孔隙壁的破壞逐漸加深，最終造成孔隙壁的破裂，隨著溫度的上升，孔隙內(nèi)的固態(tài)冰又轉(zhuǎn)化成液態(tài)水，此時(shí)對孔隙壁的壓力慢慢消失，平衡應(yīng)力被打破。經(jīng)過長年累月的反復(fù)循環(huán)，墻體材料逐漸變得疏松，對顆粒物質(zhì)的固結(jié)作用逐漸喪失，從而產(chǎn)生墻體的粉化脫落現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU522.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2623674