【摘要】：古建筑作為華夏民族的藝術瑰寶,蘊含著豐富的歷史和文化價值。這些歷史建筑物多由磚砌筑而成,由于磚內部存在大量微小連通的孔隙,具有較強的吸水性,導致磚墻極易出現(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,或者經受著不同程度的破壞,迫切需要進行修復和保護。本文以古城開封墻體粉化脫落現(xiàn)象為研究背景,提出利用真空預壓方式對磚滲入有機硅防水劑進行改良的方法,所用防水劑濃度分別為0%、1%、2%、3%,通過毛細吸水試驗、耐酸堿性試驗、凍融循環(huán)試驗探究改良試樣的水理性質、耐久性、力學性能和抗凍性能;利用掃描電鏡分析內部形態(tài)變化,揭示有機硅防水劑改良歷史建筑磚的作用機理,得出以下結論:(1)通過對磚進行毛細吸水試驗,驗證了磚改良方法的有效性。試樣5h內的平均吸水率隨著防水劑濃度增加逐漸降低,經濃度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%;改良后試樣內部結構密實度和防水性均有所提升,經濃度3%防水劑改良后試樣內部結構更加致密,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)通過對磚進行酸堿侵蝕試驗,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,質量增長率下降,抗壓強度得到有效提升,最大損失率僅為8.47%,試樣能保持較好的外觀和強度。(3)通過對磚進行凍融循環(huán)試驗,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,較低吸水性和質量增長率,且抗壓強度有所提升,經濃度3%防水劑改良后抗壓強度損失率僅為8.26%,依然保持較高強度,表現(xiàn)出良好的抗凍性。(4)通過掃描電鏡對磚進行微觀結構分析。結果表明:經有機硅防水劑改良后試樣內部結構發(fā)生變化,骨架顆粒間孔隙減少,結構更加致密。這是由于有機硅分子經過水解、縮聚、凝膠作用吸附于試樣內部孔隙中,形成防水膜,增強試樣防水性和力學性能,使得試樣穩(wěn)定性大幅度提高。有機硅防水劑能夠改變磚塊內部微觀結構,減少內部孔隙,增加骨架顆粒間的密實度,形成的防水膜可以提高表面張力的疏水特性,進而有效提高磚的耐水,耐酸堿侵蝕,力學性能和耐久性能。3%濃度的有機硅防水劑能夠有效抵擋毛細水、酸堿溶液侵蝕和凍融循環(huán)破壞,研究結果為中原地區(qū)古建筑修復提供了新思路。
【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，內部分布著大量彼此連通的毛細孔，具有較強的吸水性，當外界水分對墻體侵蝕時，就會通過毛細作用進入墻體內部，當磚材料吸水飽和后，在冬季負溫作用下，孔隙內的液態(tài)水就會結晶凝固，體積膨脹，對孔隙壁產生附加壓力，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，孔隙內的固態(tài)冰又轉化成液態(tài)水，此時對孔隙壁的壓力慢慢消失，平衡應力被打破。經過長年累月的反復循環(huán)，墻體材料逐漸變得疏松，對顆粒物質的固結作用逐漸喪失，從而產生墻體?

、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，內部分布著大量彼此連通的毛細孔，具有較強的吸水性，當外界水分對墻體侵蝕時，就會通過毛細作用進入墻體內部，，當磚材料吸水飽和后，在冬季負溫作用下，孔隙內的液態(tài)水就會結晶凝固，體積膨脹，對孔隙壁產生附加壓力，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，孔隙內的固態(tài)冰又轉化成液態(tài)水，此時對孔隙壁的壓力慢慢消失，平衡應力被打破。經過長年累月的反復循環(huán)，墻體材料逐漸變得疏松，對顆粒物質的固結作用逐漸喪失，從而產生墻體的粉化脫落現(xiàn)象。
【學位授予單位】：河南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU522.1

【參考文獻】

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本文編號：2623674