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硅酸乙酯类加固材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用研究

朱杰;蔡乐刚;郭戈

【摘要】潮湿环境土遗址因含水率高、成分及所处环境复杂等特点,是文物保护工

作中最难保护的文物之一,深入开展加固保护材料适用性及优化组合研究对于潮湿

环境土遗址保护具有现实意义.以上海广富林文化遗址F12房址为对象,选取硅酸

乙酯类加固材料RemmersSAE300和SAE300E,对其不同比例配合下的加固效

果进行试验研究.通过表观形貌、渗透性、强度及抗水崩解性等指标分析,结果表明

不同比例配合下的加固效果虽存在一定差异,但均能有效提高土体抗粉化能力和抑

制霉菌生长,且当含水率较低时,加固作用将显著提高土体无侧向抗压强度和抗剪强

度.研究结果对综合评定硅酸乙酯类加固材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用

性有参考价值.

【期刊名称】《文物保护与考古科学》

【年(卷),期】2015(027)004

【总页数】8页(P7-14)

【关键词】土遗址;潮湿环境;加固保护;硅酸乙酯类;加固剂

【作者】朱杰;蔡乐刚;郭戈

【作者单位】上海市房地产科学研究院,上海200031;上海市房地产科学研究院,上

海200031;上海市房地产科学研究院,上海200031

【正文语种】中文

【中图分类】K928.5

根据赋存环境，土遗址主要分为两大类：干旱环境土遗址和潮湿环境土遗址，针对

干旱环境土遗址保护，国内已开展了广泛研究，在病害机理、保护加固技术措施方

面均有所突破，已在我国北方地区的一些大型土遗址保护中得到了有效应用［1］；

对于潮湿环境土遗址，含水率高、自身成分及所处环境复杂等特征，其与干旱环境

土遗址有明显差别，保护难度更大。目前，潮湿环境土遗址研究主要基于潮湿环境

概念、保护理念和保护加固材料研制与应用等方面，也取得了一定成效，但从国内

几个重要的潮湿环境土遗址如良渚文化遗址、金沙遗址等来看，保护状况依旧不容

乐观。因此，进一步开展潮湿环境土遗址保护研究是文化遗址保护工作中的迫切任

务。

潮湿环境土遗址保护面临的主要问题，也即研究重点，便是加固保护材料研制与适

用性研究。当前，潮湿环境土遗址加固保护材料繁多，主要有高模数硅酸钾溶液、

有机硅类材料、丙烯酸类保护材料等。许多研究者［2～4］通过试验研究，探索

各种加固剂在潮湿环境土遗址保护中的加固效果和适用性，还有学者研制开发新型

加固材料，如魏国锋等［5］在改进传统的石灰加固剂的基础上，研制了钙基液态

水硬性无机胶凝材料；汪海港［6］以KH－570和G04作为含氟硅改性剂，以氟、

硅单体含量作为变量，设计合成了有机氟硅改性丙烯酸酯防护材料，并研究其在潮

湿环境土遗址保护中的应用性。另外，硅酸乙酯是目前唯一大量使用于石质石迹保

护的材料，既有研究［7～10］表明，硅酸乙酯类加固材料加固保护潮湿环境土遗

址效果良好，可优先选择进行筛选试验。然而，现有研究往往注重单一加固材料的

加固效果，而未考虑几种加固材料配合使用的情况，且在加固材料评价选择试验中，

以重塑土小试样为主，导致得出的结论与实际使用状况存在偏差。

本研究以上海广富林文化遗址“F12房址”保护工程［11］为背景，选取硅酸乙

酯类加固材料，通过取样试验、现场试验研究，并优选加固保护效果最佳的加固方

式，应用于实践工程，探索不同配比方式下的加固效果，综合评定硅酸乙酯类加固

材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用性。

试验土样取自“F12房址”房址邻近区域，按《土工试验方法标准》GB／T

50123－1999进行测试分析，结果如表1。

可以看出，土样含水率达25．4%（取样前3天未降雨），极为潮湿，可判断遗址

土体属潮湿环境土遗址［12］范畴。根据颗粒分析，遗址土体属粉质粘土，且

掺杂少许瓷器、瓦片等杂质。

取样试验分为重塑土加固试验和取样原状土加固试验，其中，无侧限抗压强度试验

和直接剪切试验采用重塑土试样，其余均为取样原状土试样。重塑土加固试验指将

土样粉碎过筛处理后，按要求制备标准土样，养护后进行加固作业；取样原状土加

固试验是指现场切取房址相邻区域土样，尺寸为长×宽×高＝30cm×30cm×20

cm，于实验室内养护和加固作用，模拟遗址土经加固作用后的性状变化。

根据课题组已有工程实践经验，加固材料选用德国雷马仕Remmers公司生产的

加固剂：Antihygro、SAE300和SAE300E，具体性能