[发明专利]用于高含水量土遗址保护的固体晶憎水材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种文物土遗址的加固保护材料，尤其涉及一种用于高含水量土 遗址保护的固体晶憎水材料及其制备方法。

背景技术

古遗址一经发现，大多在经过考古发掘取得相关资料信息后便就地回填掩 埋；对于重要的古遗址往往在经过综合考察分析论证后，或实行原地保存，或实 行整体、局部搬迁保存，以达到长期留存的目的。无论是原地保存还是搬迁保存 都必须经过技术保护处理才能实现，否则遗址长期暴露于大气环境中，受气候和 环境等各种因素的影响，会发生损害性变化，甚至是毁灭性变化，从而影响到遗 址及其赋存文物的安全，也违背了遗址保存的初衷。

高含水量土遗址，在我国有相当数量，如湖北枣阳九连墩车马坑遗址、湖北 枣阳雕龙碑遗址、湖北随州曾侯乙墓墓坑遗址、湖北大冶铜绿山古铜矿遗址、湖 北应城门板湾古建筑遗址、浙江绍兴印山大墓遗址、浙江萧山跨湖桥独木舟遗址 等。高含水量土遗址大多分布在南方地区，目前所能见到的此类遗址都是经过考 古发掘而露于地表的土建筑群体的残迹。由于出土时含水量较高，出土后在气候 及环境等多种因素影响下难以保存。土遗址出现病害主要是受土体自身成分及结 构和环境因素影响，土体难以保持平衡的持水值。水分呈自由进出状态，若吸水 过多，会造成土体承载力下降；若失水过头，则会出现土质松散沙化。此过程不 加以控制，任其反复发生，要不了多久整个遗址便会崩溃瓦解。

高含水量土遗址其组分主要是蒙脱石(微晶高岭土)、蛭石、伊利石(水云 母)和硫化铁等。它们的主要理化性质是：

1、蒙脱石

蒙脱石化学组成为(Na，Ca)_0.33(Al，Mg)₂【Si₄O₁₀】(OH)₂·nH₂O，晶体属单斜晶 系的含水层状结构硅酸盐矿物。蒙脱石颗粒细小，约0.2～1微米，具胶体分散 特性，通常都呈块状或土状集合体产出。

2、蛭石

蛭石属化学成分复杂的含水铝硅酸盐矿物，由于其变化不定，一般很难用准 确的化学式表达，即使同为蛭石，但因水化程度不同，氧化作用不一，其化学成 分也难相同。由于外形似云母，通常由黑(金)云母经热液蚀变作用或风化而成。 因其受热失水膨胀时呈挠曲状，形态酷似水蛭，故称蛭石。

3、伊利石

伊利石是白云母、蒙脱石、高岭石以及长石等矿物经风化作用而转变为粘土 矿物的中间过渡产物。是一种钾硅酸盐矿物，又称水云母。矿物成分除伊利石外， 伴生的有石英、绢云母、地开石、高岭石等，不具有膨胀性和可塑性。常见于云 母片岩、片麻岩等风化后所形成的粘土中，也常见于由中、酸性火山岩经风化而 形成的土壤中。

由于高含水量土遗址的土体含有较多的上述物质，出土时土体即表现为高含 水状态。遇水时，土体即膨胀隆起，一般自由膨胀率在10％以上，具有明显的 湿胀干缩表现，产生较大的上举力，使文物上升可高达10cm；失水时土体即收 缩下沉。由于这种体积膨胀收缩的反复可逆运动，以及文物各部位挖方深度、上 部荷载以及浸湿、脱水的差异，使文物产生不均匀的升、降运动，造成文物出现 裂缝、位移、倾斜，甚至倒塌。

因此高含水量土遗址的保护已成为国内外文物保护中急需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种用于高含水 量土遗址保护的固体晶憎水材料及其制备方法；具体地说，是要寻找到新的加固 材料，使高含水量土遗址得到妥善保护并为开发利用提供可能。

本发明的目的是这样实现的：

选择合适的加固材料并克服高含水量对遗址土体及泥化文物保护处理的阻 力：加固材料必须具有高渗透性，高强度，抗老化性强，能自动调节文物及土体 水分的平衡(即把吸水率调节在可控范围内)；所形成的土壤结构体，不仅能大 大提高抗水性，还要能保持土体与赋存文物的牢固而稳定的结合，还不影响文物 外观色泽，以适应南方地区土遗址的保护。