發(fā)布時(shí)間：2020-09-24 11:12

　　 土遺址作為中華民族的瑰寶,蘊(yùn)含了許多歷史、科學(xué)、文化、社會(huì)價(jià)值,為后代子孫留下許多寶貴的信息。我國(guó)廣泛分布的土遺址是文物保護(hù)中最難保護(hù)的一類(lèi),由于其歷經(jīng)久遠(yuǎn),土自身的基本物理性質(zhì)較差,且環(huán)境影響嚴(yán)重,又因人類(lèi)文物保護(hù)意識(shí)淡薄,許多文物已經(jīng)遭到不同程度的損壞,迫切需要進(jìn)行修復(fù)保護(hù)。開(kāi)封半干旱區(qū)對(duì)文物的保護(hù)還未形成一個(gè)成熟的理論體系,對(duì)文物加固保護(hù)的研究方法、技術(shù)不夠成熟。因此對(duì)開(kāi)封地區(qū)的遺址土保護(hù)研究具有重要的價(jià)值和意義。目前對(duì)土遺址的加固材料主要分為三大類(lèi),分別是有機(jī)材料、無(wú)機(jī)材料和有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合材料。有機(jī)硅憎水劑SHP-60作為有機(jī)材料的一種,被廣泛應(yīng)用于建筑墻體、石膏等領(lǐng)域,表現(xiàn)出良好的耐水性,但是在遺址土的應(yīng)用中還未看到相關(guān)研究。本文以開(kāi)封古城墻基礎(chǔ)土為例,以遺址土的抗壓強(qiáng)度為參考,利用石灰粉配制仿遺址土,探究有機(jī)硅憎水劑SHP-60對(duì)仿遺址土的改良效果。經(jīng)前期試驗(yàn)試配,本文確定4類(lèi)16種試樣的仿遺址土,分別含有0%、1%、3%、5%質(zhì)量比的有機(jī)硅憎水劑,通過(guò)毛細(xì)吸水、浸水崩解、力學(xué)性質(zhì)、凍融循環(huán)和耐酸堿試驗(yàn),并通過(guò)掃描電鏡分析內(nèi)部形貌變化,揭示SHP-60加固仿遺址土的作用機(jī)理。主要的研究?jī)?nèi)容如下:(1)通過(guò)室內(nèi)毛細(xì)吸水試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)SHP-60能夠明顯改變土的毛細(xì)吸水規(guī)律,土樣的24h毛細(xì)吸水質(zhì)量隨SHP-60摻量增加而逐漸降低。1%有機(jī)硅憎水劑摻量改良效果較差,吸水質(zhì)量依然較高,毛細(xì)水上升高度大;5%有機(jī)硅憎水劑摻量的仿遺址土較改良前吸水質(zhì)量降低達(dá)90%左右,土樣外觀完整,有效的改變了土樣的毛細(xì)作用,從而使土的耐水性提高。(2)通過(guò)仿遺址土的浸水崩解試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)SHP-60能夠很好的抵抗浸泡水的侵蝕。改良后土樣的浸水耐崩解性能明顯提高,氣泡產(chǎn)生的多少與反應(yīng)劇烈程度隨SHP-60摻量的增加而降低。1%有機(jī)硅憎水劑含量的土樣依然發(fā)生崩解或產(chǎn)生大量氣泡;5%有機(jī)硅憎水劑含量的土樣水穩(wěn)定性最好,入水幾乎無(wú)氣泡,浸水7d內(nèi)部依然干燥,基本達(dá)到隔絕水的作用,同時(shí)猜想不同密度土樣的防水性能存在差異。(3)通過(guò)力學(xué)性能試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)SHP-60能夠提高土的抗壓強(qiáng)度和粘聚力與內(nèi)摩擦角。土樣的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度與SHP-60的摻量和養(yǎng)護(hù)齡期均成正比,28d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度提高最高可達(dá)2.94倍;土樣的粘聚力提升97.47%,內(nèi)摩擦角提高48.9%。(4)為探究仿改良土的耐久性,進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)和耐酸堿侵蝕試驗(yàn),得到侵蝕后土樣的抗壓強(qiáng)度。土樣經(jīng)凍融循環(huán)后抗壓強(qiáng)度與質(zhì)量損失率均比未摻加SHP-60憎水粉末的土樣降低,表現(xiàn)出良好的抵抗凍融循環(huán)的破壞作用。經(jīng)酸堿溶液侵蝕5次循環(huán)后,強(qiáng)度僅下降14.25%,土樣依然保持完整的外觀和較高的強(qiáng)度。(5)經(jīng)SHP-60改良后,土樣的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,內(nèi)部孔隙減少,SHP-60分子吸附土顆粒表面發(fā)生團(tuán)聚和連接作用,形成防水膜,增加土樣的耐水性和力學(xué)性能,土樣的穩(wěn)定性大幅度提高。有機(jī)硅憎水劑SHP-60能夠改變仿遺址土的微觀結(jié)構(gòu),減少內(nèi)部孔隙,增加土樣密實(shí)度,形成的防水膜可以提高表面張力的疏水特性,進(jìn)而有效的提高仿遺址土的耐水、力學(xué)和耐久性能。3%~5%的有機(jī)硅憎水劑摻量能夠有效的阻擋地下毛細(xì)水和水浸泡的侵蝕,提高力學(xué)性能和耐久性,研究結(jié)果為開(kāi)封地區(qū)土遺址修復(fù)提供了新思路。
【學(xué)位單位】：河南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TU41
【部分圖文】：

圖 1-1 被破壞的開(kāi)封古城墻 圖 1-2 開(kāi)封土遺址生存現(xiàn)狀本文依據(jù)文物保護(hù)“保護(hù)第一、搶救第一、修舊如舊”的原則，結(jié)合開(kāi)封夏季多雨冬季寒冷的氣候特點(diǎn)，探討開(kāi)封地區(qū)遺址土的修復(fù)技術(shù)，進(jìn)而降低遺址土的鹽害、凍害及干縮的不利作用。通過(guò)室內(nèi)仿遺址土改良后的毛細(xì)吸水試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)，探究改良后土樣水理性質(zhì)的變化，并根據(jù)力學(xué)性質(zhì)、耐久性得到憎水劑的加固效果，利用掃描電鏡微觀分析，探究改良后土樣性能提升的內(nèi)在原因，揭示 SHP-60 加固土的作用機(jī)理。從研究方法和結(jié)果可以總結(jié)出有機(jī)硅憎水劑對(duì)遺址土加固修補(bǔ)的可行性，對(duì)開(kāi)封遺址土和古城墻基礎(chǔ)防潮防水提供新思路。1.2 研究現(xiàn)狀1.2.1 土遺址保護(hù)研究現(xiàn)狀土遺址保護(hù)的定義為“為保護(hù)土遺址實(shí)物遺存及其歷史環(huán)境而進(jìn)行的全部活動(dòng)”[14]。

圖 1-1 被破壞的開(kāi)封古城墻 圖 1-2 開(kāi)封土遺址生存現(xiàn)狀本文依據(jù)文物保護(hù)“保護(hù)第一、搶救第一、修舊如舊”的原則，結(jié)合開(kāi)封夏季多雨冬季寒冷的氣候特點(diǎn)，探討開(kāi)封地區(qū)遺址土的修復(fù)技術(shù)，進(jìn)而降低遺址土的鹽害、凍害及干縮的不利作用。通過(guò)室內(nèi)仿遺址土改良后的毛細(xì)吸水試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)，探究改良后土樣水理性質(zhì)的變化，并根據(jù)力學(xué)性質(zhì)、耐久性得到憎水劑的加固效果，利用掃描電鏡微觀分析，探究改良后土樣性能提升的內(nèi)在原因，揭示 SHP-60 加固土的作用機(jī)理。從研究方法和結(jié)果可以總結(jié)出有機(jī)硅憎水劑對(duì)遺址土加固修補(bǔ)的可行性，對(duì)開(kāi)封遺址土和古城墻基礎(chǔ)防潮防水提供新思路。1.2 研究現(xiàn)狀1.2.1 土遺址保護(hù)研究現(xiàn)狀土遺址保護(hù)的定義為“為保護(hù)土遺址實(shí)物遺存及其歷史環(huán)境而進(jìn)行的全部活動(dòng)”[14]。

技術(shù)路線示意圖

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2825651