紅砂巖的化學加固方法
2023-07-01 21:30:56 2
專利名稱：紅砂巖的化學加固方法
技術領域：
本發明涉及巖體的加固保護方法，更具體涉及紅砂巖的化學加固方法。本發明尤其適合用於涉及紅砂巖的文物保護。
背景技術：
巖石雖然具有牢固的結晶聯結或膠結聯結，但自然界的各種巖體，在成巖過程和後期的內外動力作用改造下，或多或少形成了一些強度低和滲透性強的結構面，致使巖體性狀變差，給工程建築帶來不良影響，甚至無法滿足工程建築要求。對此，除通過改變建築物結構的途徑加以改善和解決外，通過人工方法改善巖體性質則是另一重要途徑，特別是對於一些結構無法改變的建築物如古石質文物的加固，則只有通過人工改良的辦法得以解決。
目前，巖體性質的人工改良方法很多，如錨杆加固、水泥灌漿等。但其適用範圍、效果以及成本和技術條件等各不相同，使用時必須綜合考慮各種因素。而且現有的常規巖體工程加固方法中，基本上都未考慮加固後對原巖原始風貌的影響，致使加固後的巖體外觀及顏色與原巖相差很大。這一缺點使常規的巖體工程加固方法在石質文物保護中受到限制。而文物作為古代文化信息的「存儲庫」，有著極高的歷史、藝術、科學研究價值，同時也是一種重要的旅遊資源。如何採取有效措施，保護這些遺產，是當前擺在我們面前的重要課題。
如被人們稱為「世界第九大奇蹟」的浙江龍遊石窟，由於紅砂巖受風化、水溶液侵蝕、人類活動等的作用及破壞，目前穩定性已受到嚴重威脅，部分地段由於風化、水溶液侵蝕等作用已風化成砂土。常規的巖土工程加固方法的應用又受到限制，如何採取合理的加固方法，在不改變紅砂巖原巖外觀的情況下對其進行加固，成為石質文物保護的一大難題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種紅砂巖的化學加固方法，該方法先用氟矽酸鎂溶液均勻噴淋紅砂巖，等溶液被紅砂巖吸收後，再用WD-W02有機矽滲透加固劑均勻噴淋紅砂巖，使其充分吸收，以不改變紅砂巖原貌，達到加固紅砂巖的目的，非常適合用於涉及紅砂巖的文物保護。
為了達到上述目的，本發明按下列步驟進行1、將需加固的紅砂巖表面清理乾淨；2、將氟矽酸鎂與蒸餾水按1∶70的質量比配製成氟矽酸鎂溶液；3、用氟矽酸鎂溶液均勻噴淋紅砂巖表面至飽和，即紅砂巖表面出現掛水；4、等到氟矽酸鎂溶液被紅砂巖吸收後，重複步驟3，直至每平方米紅砂巖表面的氟矽酸鎂溶液用量達到10-11公斤；5、再直接用武漢綠科文物建築保護材料有限公司生產的WD-W02有機矽滲透加固劑均勻噴淋在紅砂巖表面至飽和；6、等到WD-W02有機矽滲透加固劑被紅砂巖吸收後，重複步驟5，直至紅砂巖不再吸收WD-W02有機矽滲透加固劑。
本發明具有以下優點和積極效果(1)本發明利用氟矽酸鹽水解產物來填充巖石的孔隙，然後通過有機矽與紅砂巖中的羥基反應，以脫水縮合，達到加固目的，方法簡單、易行，非常適合用於涉及紅砂巖的文物保護。
(2)與未加固的紅砂巖相比，加固後的紅砂巖彈性波速度提高15％；圍壓分別為5、20MPa時，相應的三軸壓縮峰值強度分別提高49％、13％；內聚力提高50％；利用本發明處理後，明顯提高了紅砂巖的強度，收到了很好的加固效果。
(3)使用本發明成本低，且加固後不改變紅砂巖的原貌，即保持原紅砂巖的原始顏色等外觀特徵。
(4)試驗中取自浙江龍遊石窟一號洞窟一滲水嚴重裂隙處的巖樣，取樣時因裂隙處滲水嚴重，巖石已經軟化，稍有碰撞即碎裂。未進行任何處理的原巖樣品自然乾燥後，其強度非常低，一掰即斷；樣品經用本發明的方法處理後，強度得到很大提高，且原巖顏色未受影響。
具體實施例方式一種紅砂巖的化學加固方法，該方法按下列步驟進行1、將需加固的紅砂巖表面清理乾淨；2、將氟矽酸鎂與蒸餾水按1∶70的質量比配製成氟矽酸鎂溶液；3、用氟矽酸鎂溶液均勻噴淋紅砂巖表面至飽和，即紅砂巖表面出現掛水；
4、等到氟矽酸鎂溶液被紅砂巖吸收後，重複步驟3，直至每平方米紅砂巖表面的氟矽酸鎂溶液用量達到10-11公斤；5、再直接用武漢綠科文物建築保護材料有限公司生產的WD-W02有機矽滲透加固劑均勻噴淋在紅砂巖表面至飽和；6、等到WD-W02有機矽滲透加固劑被紅砂巖吸收後，重複步驟5，直至紅砂巖不再吸收WD-W02有機矽滲透加固劑。
權利要求
1.一種紅砂巖的化學加固方法，該方法按下列步驟進行a、將需加固的紅砂巖表面清理乾淨；b、將氟矽酸鎂與蒸餾水按1∶70的質量比配製成氟矽酸鎂溶液；c、用氟矽酸鎂溶液均勻噴淋紅砂巖表面至飽和，即紅砂巖表面出現掛水；d、等到氟矽酸鎂溶液被紅砂巖吸收後，重複步驟c，直至每平方米紅砂巖表面的氟矽酸鎂溶液用量達到10-11公斤；e、再直接用武漢綠科文物建築保護材料有限公司生產的WD-W02有機矽滲透加固劑均勻噴淋在紅砂巖表面至飽和；f、等到WD-W02有機矽滲透加固劑被紅砂巖吸收後，重複步驟e，直至紅砂巖不再吸收WD-W02有機矽滲透加固劑。
全文摘要
本發明公開了一種紅砂巖的化學加固方法，該方法先用氟矽酸鎂溶液均勻噴淋紅砂巖，等溶液被紅砂巖吸收後，再用WD－W02有機矽滲透加固劑均勻噴淋紅砂巖，使其充分吸收，以不改變紅砂巖原貌，達到加固紅砂巖的目的，非常適合用於涉及紅砂巖的文物保護。本發明具有方法簡單、易行，明顯提高紅砂巖的強度，成本低，且保持原紅砂巖的原始顏色等外觀特徵的優點。
文檔編號C09K3/00GK1614153SQ20041006083
公開日2005年5月11日 申請日期2004年9月10日 優先權日2004年9月10日
發明者馮夏庭, 丁梧秀, 程昌炳 申請人:中國科學院武漢巖土力學研究所