红砂岩的化学加固方法.pdf

本发明公开了一种红砂岩的化学加固方法，该方法先用氟硅酸镁溶液均匀喷淋红砂岩，等溶液被红砂岩吸收后，再用WD－W02有机硅渗透加固剂均匀喷淋红砂岩，使其充分吸收，以不改变红砂岩原貌，达到加固红砂岩的目的，非常适合用于涉及红砂岩的文物保护。本发明具有方法简单、易行，明显提高红砂岩的强度，成本低，且保持原红砂岩的原始颜色等外观特征的优点。

1、  一种红砂岩的化学加固方法，该方法按下列步骤进行：
a、将需加固的红砂岩表面清理干净；
b、将氟硅酸镁与蒸馏水按1∶70的质量比配制成氟硅酸镁溶液；
c、用氟硅酸镁溶液均匀喷淋红砂岩表面至饱和，即红砂岩表面出现挂水；
d、等到氟硅酸镁溶液被红砂岩吸收后，重复步骤c，直至每平方米红砂岩表面的氟硅酸镁溶液用量达到10-11公斤；
e、再直接用武汉绿科文物建筑保护材料有限公司生产的WD-W02有机硅渗透加固剂均匀喷淋在红砂岩表面至饱和；
f、等到WD-W02有机硅渗透加固剂被红砂岩吸收后，重复步骤e，直至红砂岩不再吸收WD-W02有机硅渗透加固剂。

红砂岩的化学加固方法
技术领域：
本发明涉及岩体的加固保护方法，更具体涉及红砂岩的化学加固方法。本发明尤其适合用于涉及红砂岩的文物保护。
背景技术：
岩石虽然具有牢固的结晶联结或胶结联结，但自然界的各种岩体，在成岩过程和后期的内外动力作用改造下，或多或少形成了一些强度低和渗透性强的结构面，致使岩体性状变差，给工程建筑带来不良影响，甚至无法满足工程建筑要求。对此，除通过改变建筑物结构的途径加以改善和解决外，通过人工方法改善岩体性质则是另一重要途径，特别是对于一些结构无法改变的建筑物如古石质文物的加固，则只有通过人工改良的办法得以解决。
目前，岩体性质的人工改良方法很多，如锚杆加固、水泥灌浆等。但其适用范围、效果以及成本和技术条件等各不相同，使用时必须综合考虑各种因素。而且现有的常规岩体工程加固方法中，基本上都未考虑加固后对原岩原始风貌地影响，致使加固后的岩体外观及颜色与原岩相差很大。这一缺点使常规的岩体工程加固方法在石质文物保护中受到限制。而文物作为古代文化信息的“存储库”，有着极高的历史、艺术、科学研究价值，同时也是一种重要的旅游资源。如何采取有效措施，保护这些遗产，是当前摆在我们面前的重要课题。
如被人们称为“世界第九大奇迹”的浙江龙游石窟，由于红砂岩受风化、水溶液侵蚀、人类活动等的作用及破坏，目前稳定性已受到严重威胁，部分地段由于风化、水溶液侵蚀等作用已风化成砂土。常规的岩土工程加固方法的应用又受到限制，如何采取合理的加固方法，在不改变红砂岩原岩外观的情况下对其进行加固，成为石质文物保护的一大难题。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种红砂岩的化学加固方法，该方法先用氟硅酸镁溶液均匀喷淋红砂岩，等溶液被红砂岩吸收后，再用WD-W02有机硅渗透加固剂均匀喷淋红砂岩，使其充分吸收，以不改变红砂岩原貌，达到加固红砂岩的目的，非常适合用于涉及红砂岩的文物保护。
为了达到上述目的，本发明按下列步骤进行：
1、将需加固的红砂岩表面清理干净；
2、将氟硅酸镁与蒸馏水按1∶70的质量比配制成氟硅酸镁溶液；
3、用氟硅酸镁溶液均匀喷淋红砂岩表面至饱和，即红砂岩表面出现挂水；
4、等到氟硅酸镁溶液被红砂岩吸收后，重复步骤3，直至每平方米红砂岩表面的氟硅酸镁溶液用量达到10-11公斤；
5、再直接用武汉绿科文物建筑保护材料有限公司生产的WD-W02有机硅渗透加固剂均匀喷淋在红砂岩表面至饱和；
6、等到WD-W02有机硅渗透加固剂被红砂岩吸收后，重复步骤5，直至红砂岩不再吸收WD-W02有机硅渗透加固剂。
本发明具有以下优点和积极效果：
(1)本发明利用氟硅酸盐水解产物来填充岩石的孔隙，然后通过有机硅与红砂岩中的羟基反应，以脱水缩合，达到加固目的，方法简单、易行，非常适合用于涉及红砂岩的文物保护。
(2)与未加固的红砂岩相比，加固后的红砂岩弹性波速度提高15％；围压分别为5、20MPa时，相应的三轴压缩峰值强度分别提高49％、13％；内聚力提高50％；利用本发明处理后，明显提高了红砂岩的强度，收到了很好的加固效果。
(3)使用本发明成本低，且加固后不改变红砂岩的原貌，即保持原红砂岩的原始颜色等外观特征。
(4)试验中取自浙江龙游石窟一号洞窟一渗水严重裂隙处的岩样，取样时因裂隙处渗水严重，岩石已经软化，稍有碰撞即碎裂。未进行任何处理的原岩样品自然干燥后，其强度非常低，一掰即断；样品经用本发明的方法处理后，强度得到很大提高，且原岩颜色未受影响。
具体实施方式：
一种红砂岩的化学加固方法，该方法按下列步骤进行：
1、将需加固的红砂岩表面清理干净；
2、将氟硅酸镁与蒸馏水按1∶70的质量比配制成氟硅酸镁溶液；
3、用氟硅酸镁溶液均匀喷淋红砂岩表面至饱和，即红砂岩表面出现挂水；
4、等到氟硅酸镁溶液被红砂岩吸收后，重复步骤3，直至每平方米红砂岩表面的氟硅酸镁溶液用量达到10-11公斤；
5、再直接用武汉绿科文物建筑保护材料有限公司生产的WD-W02有机硅渗透加固剂均匀喷淋在红砂岩表面至饱和；
6、等到WD-W02有机硅渗透加固剂被红砂岩吸收后，重复步骤5，直至红砂岩不再吸收WD-W02有机硅渗透加固剂。