[发明专利]一种煅烧红土改性古建筑用红灰浆料及制备方法

说明书

一种煅烧红土改性古建筑用红灰浆料及制备方法，属于建筑材料与文物保护材料技术领域。所述的浆料包括红灰净浆和红灰砂浆两种；所述的红灰净浆原材料包括胶结材料及水，胶结材料为生石灰与煅烧红土的混合物；红灰砂浆原材料包括胶结材料、骨料及水，胶结材料为生石灰与煅烧红土混合物，骨料为ISO标准砂。用煅烧红土代替红土制备红灰净浆，可有效改善样品的收缩性、致密性及力学性能。在生石灰中加入煅烧红土替代红土，并添加骨料制得的红灰砂浆具备理想的力学性能、防水性及耐冻融性，使得砂浆在古建筑修缮中发挥更好的作用。

技术领域

本发明涉及一种煅烧红土改性古建筑红灰的最佳配比及制备方法。属于建筑材料与文物保护材料技术领域。

背景技术

传统红灰由纯白灰与红土混合而成，凝固后呈红色。传统建筑营造中，红灰被广泛用于黄色琉璃瓦的夹垄灰及红墙的红灰等，主要起加固、防水的作用。古建筑处于露天环境中，容易受到由雨水入侵等造成的伤害。当红灰用作屋顶夹垄灰或墙面抹灰时，其质量好坏影响到屋顶是否漏雨、墙体是否渗水。

红灰的主要成分为气硬性石灰、红土，硬化慢、碳化过程久、干燥收缩性大、力学性能不佳等缺点限制了其应用。此外，有研究用石灰处治红土时发现石灰与红土会发生互损作用，在气候的作用下造成物理、力学性能劣化，不利于长期性能。红土的主要成分是高岭土、白云母等硅酸盐矿物，含有少量的无定形硅、铝氧化物，可与石灰缓慢发生火山灰反应，该过程较为漫长，且主要成分高岭土不具备火山灰活性，因此红灰中仍是以碳化反应作为主要的强度来源。当红灰用作夹垄灰时，在琉璃瓦的阻挡下，可能无法获得充足的CO₂进行碳化，这可能会限制其力学性能的发展，不利于耐久性的提升。

红土中的高岭石在一定温度下煅烧后可形成富含大量无定形硅、铝氧化物的偏高岭石。偏高岭石具有高火山灰活性，与石灰反应可生成铝酸盐、硅酸盐等火山灰产物，可有效改善灰浆性能。

本发明将煅烧后的红土加入生石灰中，使试样内部发生火山灰反应以提升试样的性能，同时在所选煅烧温度范围内保留红土内原有的白云母等矿物。目前，未见采用煅烧红土对红灰净浆及红灰砂浆改性的报道。

发明内容

本发明的目的是通过对原材料红土改性，从而改善红灰作为古建筑修缮材料的使用性能及耐久性能。

为实现上述目的，一种煅烧红土改性古建筑用红灰浆料，其特征在于，所述的浆料包括红灰净浆和红灰砂浆两种；所述的红灰净浆原材料包括胶结材料及水，胶结材料为生石灰与煅烧红土的混合物；红灰砂浆原材料包括胶结材料、骨料及水，胶结材料为生石灰与煅烧红土混合物，骨料为ISO标准砂。

两种浆料中，煅烧红土为对红土煅烧，煅烧温度为500-900℃，进一步优选800℃；煅烧红土在胶结材料中的质量百分含量优选为10～60％，进一步优选45％。

进一步优选红灰净浆料水胶比为1.0～1.5，进一步优选1.07。

进一步优选红灰砂浆中胶结材料与骨料质量比优选1:1-1:4，进一步优选1:3；水胶比优选为1.0～1.5，进一步优选1.17。

两种浆料中采用的生石灰氧化钙含量不低于98％；红土主要成分包括：高岭土、赤铁矿、白云母、石英及浊沸石。

一种煅烧红土改性古建筑用红灰浆料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备煅烧红土，将红土置于管式炉内，在空气气氛中于600℃-900℃下煅烧2h，得到煅烧红土；如600℃煅烧红土(CR600)及800℃煅烧红土(CR800)；

(2)制备红灰浆料，按照胶结材料质量百分比分别称取生石灰及煅烧红土混合均匀，并按照水胶比向其中加入水，启动搅拌机，进行搅拌均匀，优选慢搅(140转/分)一分钟，快搅(285转/分)半分钟，循环三次，得到搅拌均匀的红灰净浆；