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潮湿环境土遗址的加固保护研究

周环  
【摘要】: 潮湿环境土遗址的加固保护是国内外公认的技术难题。本论文以完成国家科研项目为目的,结合杭州良渚文化(3300B.C.-2100B.C.)遗址群的保护开展了从环境学到材料学的多方面研究。 首先,对土遗址的病害类型、破坏机理,保护方法和保护材料进行了分析讨论。针对目前仅用大气相对湿度或者含水量来确定土遗址的状况,经过对良渚文化遗址的调查,结合含水量、相对湿度和潮湿系数三个参数,分别确定了大环境判别参数、局部环境判别参数、小环境判别参数,对土遗址保护研究中最重要的概念——潮湿环境进行了定量界定。该定义可以涵盖各种复杂土遗址环境情况的判定。 其次,以良渚塘山遗址为考察对象,选择其中两个相距仅500米,但保存状态却明显不同的断口剖面进行了比较系统的调查,通过对二处断口的建造工艺、环境条件、地面状况、地下水位、植被等的对比分析,探讨了其保存状况明显差异的影响因素。发现在大环境不可改变的情况下,可以通过改善植被覆盖、通风、光照、以及排水系统等小环境条件来改善土遗址的保存状况,达到减缓破坏速度的目的。该理念具有一定的普遍意义。 第三,以潮湿土加固为目标,根据有机硅材料的特点设计了由短链羟基封端聚硅氧烷和正硅酸乙酯等组成的一种室温硫化硅橡胶(RTV)材料,在含水量介于11.7~21.7%的两种规格潮湿土样、以及含水量为18.4%的实地土样上进行了防水加固试验,其抗压强度增加了0.1~1.7倍。经过外观、防水性、渗透性、加固强度、耐水性、人工耐候性和抗冻融性等检测,筛选出两个最佳配方(简称RTV1号和RTV2号),并用于野外实地实验,表现了较好的防水效果。通过扫描电镜分析,阐述了RTV材料的加固和防水机理。 最后,在良渚塘山遗址的两处断口上进行了野外实地试验。除研制的RTV1号外,还选择PS(硅酸钾)、WD—10(十二烷基三甲氧基硅烷)、WD—S(低聚甲氧基硅烷)、WD-W252、W-W102、WD-W02等保护材料进行了加固保护试验的对照。经过二年的现场试验,结果表明RTV1号材料各项性能不错,具有较好的加固和防水效果。RTV材料可试用于潮湿环境土遗址的加固保护。


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