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石灰-偏高岭土修复性砂浆的研究进展 2018-06-10

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石灰-偏高岭土修复性砂浆的研究进展
宋彦军1 周振君,1,2
(1.长安大学地球科学与资源学院,西安710000;2.长安大学材料科学与工程学院,西安710000)
摘要:随着人们对建筑遗址保护意识的提高,寻找并探索适宜的古建筑修复材料逐渐成为当前的研究热点。石
灰偏高岭土(LMK)砂浆作为一种新型古建筑修复材料,不仅具有水泥砂浆的水硬性特征,而且同石灰砂浆一样
与古建筑本体有良好的兼容性。本文详细介绍了LMK修复性砂浆的发展及研究现状,阐述了LMK修复性砂浆
的固化反应机理、成分配比、养护条件以及性能改性等方面的国内外研究进展,最后对LMK修复性砂浆研究存在
的问题及今后的研究方向进行了探讨。
关键词:石灰偏高岭土;制备;火山灰反应;研究进展

引言
目前,全世界范围内遗存有大量岩土质及砖石
结构的古代建筑遗址,如古城墙、壁画、桥梁、墓葬以
及房屋等。对这类古建筑进行修护时使用的砂浆要
求在外观和性质上能与建筑本体良好地匹配和兼
容[1,2]。现代建筑业中被广泛使用的水泥砂浆由于
机械强度和粘结力过大,在修缮过程中无法与古建
筑良好地兼容,反而会因其较大的机械力和所含的
可溶性盐类对古建筑造成进一步的破坏[3];石灰砂
浆虽然与古代岩土质或砖石结构建筑兼容性良
好[4],但硬化速度慢,强度不足,同时因缺少水硬性
而不适用于潮湿环境中[5]
石灰偏高岭土(LMK)砂浆是将熟石灰与偏高
岭土作为主要胶凝材料按一定比例混合后制成的修
复性砂浆。偏高岭土作为一种火山灰活性材料,其
主要活性成分无水硅酸铝(Al2
O3·2SiO2)在有水存
在的情况下能与熟石灰中的主要成分氢氧化钙(Ca
(OH)2)发生火山灰反应,生成与水泥水化类似的
产物[6,7],使砂浆在获得水硬性的同时减小体积收
缩[8]、提升机械性能[913]。因此LMK砂浆既保留
了石灰砂浆良好的兼容性,又具有水泥的水硬性,同
时还具有适中的机械强度,这在古建筑修护的实际
应用中具有不可忽略的优势。此外,生产熟石灰与
偏高岭土的煅烧温度和CO2排放量较低,硬化过程
中还会吸收大气中的CO2,因而LMK砂浆也是一
种环境友好型材料。
目前,欧美发达国家已对LMK修复性砂浆展
开了广泛的实验研究并取得了大量成果。相比之
下,国内对LMK修复性砂浆的研究起步较晚、研究
较少。为此,本文结合国内外研究现状,围绕LMK
修复性砂浆的固化机理、成分配比、养护条件以及性
能改性等方面进行综述
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