【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種高厚磚城墻表層防風化方法，屬于歷史建筑保護領域。
技術介紹
1、
2、磚城墻表面的病害防治是文物部門的重點工作，相對于土城墻表面保護，磚城墻保護傾向于“順其自然”的被動策略，等到外表面磚酥堿到嚴重程度，采用大面積換磚砌筑法進行修補，引起城墻內部的應力重分布，帶來城墻本體的安全隱患，造成歷史原貌破壞和文化信息的丟失。
3、隨著學科交叉融合發展，為阻止雨雪對城墻表層磚的影響，城墻磚保護也采用表層噴涂疏水材料的方法，并申請了很多專利(201610115783.7、201510639789.x、200610007879.8、200810059775.0、201010173702.1、201310523281.4)。表層噴涂的方法，適用于處理較薄的材料，如衣服、雨傘等，可以完全滲透，對于城墻較厚的處理對象，疏水材料的滲透過程遵循液體流動的達西定律，滲透深度受磚滲透阻力影響很大，疏水材料滲透過程，既是疏水材料化學反應過程，也是磚自身滲透阻力迅速增大的過程，滲透阻力的增大阻礙了疏水材料滲透，也決定了疏水材料滲透的深度是有限的。表層噴涂方法可以解決雨雪對城墻的不利作用，但地基中的水在毛細作用下，沿著城墻內部繼續上升，造成內部鹽分繼續增加，同時，受外界溫度變化，在具有疏水作用的城墻表層與未處理部分的交界處，水汽逐漸凝結，含水率增加，加速材料的劣化，可見，噴涂方法無法完全解決水對城墻的劣化作用。另外，噴涂方法造成城墻表層產生殼體現象，即疏水材料處理層的材料性質與內部未處理的材料性質差異較大，在太陽光照射下，
4、為解決防水材料滲透深度不夠的問題，專利201810121349.9提供一種歷史建筑地基和底層墻體的滲透式防潮系統，通過真空負壓作用施加外力加快浸潤速度，使得疏水材料溶液對歷史建筑的地基和底層墻體進行全面的滲透填充，達到改善歷史建筑地基和底層墻體防水性的目的。但該方法僅僅適合墻厚較薄的常規磚墻，對于高厚的磚包城墻不適用。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種高厚磚城墻表層防風化方法，針對高厚磚城墻尺寸大、風化嚴重特點，解決現有的防風化技術僅有噴涂的保護方法，依靠疏水材料自然滲透的原理在城墻表面形成較薄防雨雪防水層，無法抵抗溫度等因素帶來的防水層殼體應力積聚帶來的城墻二次損傷問題；
2、通過控制疏水材料的化學反應，減少滲透過程化學反應產生的疏水物質量，避免較弱疏水物質滲透過程對城墻表層磚滲透系數產生較大影響，延長疏水材料的滲透時間，提高疏水材料在城墻表層的滲透深度，減弱干縮往復變化發生，實現城墻表層防水層與內部墻體的變形和應力協調，避免防水層殼體應力集中現象的發生，進而達到阻止外部雨雪浸入城墻表層的風化作用和限制城墻內部水分的蒸發引起的鹽分積聚，實現疏水材料向城墻滲透更深的目的，以解決高厚磚包城墻風化的病害。
3、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
4、一種高厚磚城墻表層防風化方法，步驟如下：
5、(1)根據城墻現狀確定疏水材料的滲透深度、滲透時間以及空氣膜的大小和布置方式；
6、(2)對城墻進行脫鹽處理，并在城墻外側安裝隔絕空氣膜；
7、(3)在隔氣膜和城墻間的空腔內添加疏水材料，并抽取空腔內的空氣，使疏水材料滲透至城墻磚，所述疏水材料為聚乙烯醇與甲基硅酸鈉或甲基硅酸鉀的混合液；
8、(4)排出多余的疏水材料后向空腔內充入二氧化碳使城墻磚內的疏水材料碳化；
9、(5)對城墻外表面清洗。
10、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進：
11、進一步，步驟(1)所述城墻現狀包括城墻所處環境的溫度、地下水水位深度、城墻磚的力學性能、城墻磚的風化程度、城墻磚的含鹽量和城墻磚的滲透系數。
12、進一步，步驟(1)所述確定方式為基于殼體模型，以外表層產生的拉應力小于材料的抗拉應力為滲透深度計算依據，并滿足疏水層的滲透阻力大于地下水位上升引起的城墻內水壓力。
13、進一步，疏水材料為聚乙烯醇與甲基硅酸鈉的混合液，聚乙烯醇的濃度為1％-4％，甲基硅酸鈉的濃度為0.7-1.5％，聚乙烯醇與甲基硅酸鈉的體積比為1：1，聚乙烯醇滲透性能好，干后在顆粒表面成膜較厚，具有疏水性能，但耐久性性能差，甲基硅酸鈉滲透性能差，反應后有鈉離子產生，干后在顆粒表面成膜較薄，具有很好的疏水性能，但成膜的均勻性差，不能很好的約束鈉離子，甲基硅酸鈉反應生成的甲基硅醇可以借助于聚乙烯醇分散得更均勻，更好的與磚內的化合物進行反應，聚乙烯也可以很好的吸附鈉離子。
14、進一步，步驟(2)所述脫鹽處理為電滲或清水清洗，以避免鹽分結晶脹力的積聚。
15、進一步，步驟(2)所述隔絕空氣膜顏色以深顏色為主，包括防滲土工膜，所述防滲土工膜的四周和中間具有密封橡膠圈，所述密封橡膠圈的截面為中空的方形或圓形，內部中空管內注水，通過橡膠圈外側施加壓力以固定空氣膜，并實現阻止疏水材料滲漏和空氣進入的目的。
16、進一步，所述橡膠圈壁厚至少大于30mm。
17、進一步，所述隔絕空氣膜的安裝方式為在城墻外側固定反力架，用外力把橡膠圈壓緊，橡膠圈內的水在外力作用下自適應凸出，使橡膠圈與城墻緊密結合。
18、進一步，所述抽取空腔內的空氣，目的在于通過大氣壓的作用，使疏水材料與更多的墻體進行接觸，提高疏水材料的滲透速度和深度，增加滲透效果，減少疏水材料應用，提高施工速度，抽取空氣程度以疏水材料均勻分布為終止條件，不宜過大。
19、進一步，步驟(4)所述二氧化碳濃度為1％-5％，具體濃度取值根據疏水材料的深度進行調整，深度越深，濃度越高，以加速疏水材料的碳化反應速度；
20、疏水材料與二氧化碳反應后，可以形成防水膜，同時，充入二氧化碳后能提高空腔內的氣壓，提高滲透深度。
21、進一步，所述步驟(1)還包括設置濕度傳感器和/或鹽度傳感器的操作。
22、進一步，步驟(5)所述清洗的操作為根據鹽度傳感器數值對城墻表面進行清水浸泡處理或以高壓水噴射清洗，具體的，當城墻表層含鹽量較高時，應在城墻表層未干燥形成疏水膜時，用清水進行浸泡處理；當城墻表層含鹽量符合標準要求時，應在城墻表層干燥形成疏水膜后，用具有一定壓力的清水進行噴射清洗；該清洗操作也可以檢驗城墻表層防護處理的效果。
23、本專利技術的有益效果在于：
24、(1)利用疏水材料在微孔內形成疏水膜，基于表面張力原理，對水產生反向表面張力，形成“推力”，實現阻止雨水和地下水向城墻磚滲透的目的。
25、(2)基于疏水材料的化學反應特性，通過設置隔氣膜，實現控制疏水材料化學反應速度的目的，延緩疏水材料在城墻磚外表層的化學反應，減小滲透阻力，提高疏水材料的滲透深度。
26、(3)基于疏水材料的化學反本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(1)所述城墻現狀包括城墻所處環境的溫度、地下水水位深度、城墻磚的力學性能、城墻磚的風化程度、城墻磚的含鹽量和城墻磚的滲透系數。
3.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(1)所述確定方式為基于殼體模型，以外表層產生的拉應力小于材料的抗拉應力為滲透深度計算依據，并滿足疏水層的滲透阻力大于地下水位上升引起的城墻內水壓力。
4.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(2)所述脫鹽處理為電滲或清水清洗。
5.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(2)所述隔絕空氣膜包括防滲土工膜，所述防滲土工膜的四周和中間具有密封橡膠圈，所述密封橡膠圈的截面為中空的方形或圓形，內部中空管內注水；
6.根據權利要求5所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，所述隔絕空氣膜的安裝方式為在城墻外側固定反力架，用外力把橡膠圈壓緊，橡膠圈內的水在外力作用下自適應凸出
7.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(3)所述疏水材料為聚乙烯醇與甲基硅酸鈉的混合液，所述聚乙烯醇的濃度為1％-4％，甲基硅酸鈉的濃度為0.7-1.5％，聚乙烯醇與甲基硅酸鈉的體積比為1：1。
8.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(4)所述二氧化碳濃度為1％-5％。
9.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，所述步驟(1)還包括設置濕度傳感器和/或鹽度傳感器的操作。
10.根據權利要求9所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(5)所述清洗的操作為根據鹽度傳感器數值對城墻表面進行清水浸泡處理或以高壓水噴射清洗。
...【技術特征摘要】
1.一種高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟如下：
2.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(1)所述城墻現狀包括城墻所處環境的溫度、地下水水位深度、城墻磚的力學性能、城墻磚的風化程度、城墻磚的含鹽量和城墻磚的滲透系數。
3.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(1)所述確定方式為基于殼體模型，以外表層產生的拉應力小于材料的抗拉應力為滲透深度計算依據，并滿足疏水層的滲透阻力大于地下水位上升引起的城墻內水壓力。
4.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(2)所述脫鹽處理為電滲或清水清洗。
5.根據權利要求1所述高厚磚城墻表層防風化方法，其特征在于，步驟(2)所述隔絕空氣膜包括防滲土工膜，所述防滲土工膜的四周和中間具有密封橡膠圈，所述密封橡膠圈的截面為中空的方形或圓形，內部中空管內注水；
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