砖石古建筑风化性能的测定方法_2

文档序号:9372951阅读:来源:国知局
br>[0033] 以下将通过具体实施例来对本发明的砖石古建筑风化性能的测定方法进行详细 说明。
[0034] 一种砖石古建筑风化性能的测定方法,包括以下步骤:
[0035] A、在与待测砖石古建筑地理环境相同的地方,寻找多块与所述砖石古建筑材料性 能相近的替代古砖;根据所述砖石古建筑所在地理环境特点,人工模拟风化环境,把所述替 代古砖放在人工模拟的风化环境中进行风化处理,模拟出多组不同风化状态的替代古砖。
[0036] 本步骤中人工模拟风化环境时,不仅要考虑目前的地理环境特点,还应当考虑当 地地理环境变迁因素的影响,用人工模拟风化环境来替代地理环境变迁因素的影响。为了 使多组不同风化状态的替代古砖所用的风化处理时间接近,节约测定时间,优选地,为每一 组不同风化状态的替代古砖模拟出各不相同的风化环境(换而言之,每组不同风化状态的 替代古砖所对应的人工模拟的风化环境各不相同),以便于各组不同风化状态的替代古砖 同时开始、并同时完成(或近乎同时)风化处理。当然也可以采用相同的、人工模拟的风化 环境,则可以通过设定不同的风化处理时间以及进行不同次数的重复风化处理,来模拟出 多组不同风化状态的替代古砖。总之,只要人工模拟出多种不同风化处理参数,就能得到相 应地不同风化状态的替代古砖。
[0037] 为了避免对文物建筑造成破坏、触犯法律,优选地,所述替代古砖采用非文物建筑 的古砖。
[0038] B、按照我国国家标准GB2542-2012《砌墙砖试验方法》的规定,对步骤A中多组不 同风化状态的替代古砖进行饱和系数试验;分别记录下它们各自的饱和系数值Y1 ;
[0039] 再利用步骤A中多组不同风化状态的替代古砖进行压汞实验,分别计算出它们各 自的孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值X1。
[0040] 因为压汞实验对样品数量的需求很少,lcm3-2Cm3的体积即可满足压汞实验要求, 所以,优选地,用于做压汞实验的不同风化状态的替代古砖均采用体积为lcm3-2cm3古砖 块;为了有利于结果比对,优选地,这些用于做压汞实验的不同风化状态的古砖块均取自同 一块替代古砖。
[0041] C、以所述饱和系数为纵坐标Y、以孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值 为横坐标X,建立坐标系,将步骤B中多组不同风化状态的替代古砖的饱和系数值Yi、孔径 为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值X1分别标于建立的坐标系,根据这些坐标点拟合 出曲线图,建立Y和X的函数关系式Y = f (X)。
[0042] 根据实际试验可知,所述古砖的孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值X 与其饱和系数Y具有很好的线性关系,因此Y和X的函数关系式优选地采用Y = aX+b,其 中,a、b为常数,由曲线图求出具体数值。
[0043] D、捡取所述砖石古建筑上脱落的古砖碎块,通过压汞实验计算出所述古砖碎块的 孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值X,利用步骤C求得的函数关系式Y = f (X), 计算出所述砖石古建筑的古砖的饱和系数Y ;
[0044] 根据我国国家标准GB5101-2003《烧结普通砖》规定的Y〈0. 85时抗风化性能合格, 测定所述砖石古建筑的抗风化性能是否合格。
[0045] 因为压汞实验对样品数量的需求很少,lcm3-2cm3的体积即可满足压汞实验要求, 所以,优选地,所述古砖碎块的体积为I cm3-2cm3。
[0046] 从饱和系数试验和压汞实验的工作量,以及Y和X的函数关系式Y = f (X)的准确 度考虑,优选地,步骤A中多组不同风化状态的替代古砖包括六种不同风化状态。
[0047] 实施例一
[0048] 以山西某古建筑群为例,该古建筑群包括四幢砖石古建筑,分别建造于公元十世 纪、公元十一世纪、公元十四世纪、公元十六世纪,这四幢砖石古建筑均为文物建筑。现在, 我们要测定这些砖石古建筑的抗风化性能,认定这些砖石古建筑的风化程度,评定这些砖 石古建筑是否需要进行维护。
[0049] 那么,步骤A的具体内容如下:
[0050] 首先,在与该古建筑群地理环境相同的地方,寻找多块与该古建筑群材料性能相 近的替代古砖,该替代古砖为非文物建筑的古砖;比如,采用和该古建筑群相距20公里、因 拆迁而废弃的公元十九世纪的古民居古砖。
[0051] 然后,根据该古建筑群目前所在地理环境特点,分析所在地理环境变迁的特征,人 工模拟多种不同的风化环境,把古民居古砖分别放在人工模拟的多种不同风化环境中进行 风化处理,模拟出多组不同风化状态的古民居古砖。每组不同风化状态的古民居古砖包括 10整块用于做饱和系数试验的古民居古砖,以及一块用于做压汞实验的体积为lcm 3-2cm3 的古民居砖块。各不同风化状态的、用于做压汞实验的、体积为lcm3-2cm3的古民居砖块均 取自同一整块古民居古砖。
[0052] 因为山西气候温差变化大、黄土高原土质为湿陷性黄土,该古建筑群所处环境特 征为水溶盐和气候温差共同作用;故本实施例采用寻找到的古民居古砖按照下表的模拟 风化环境模拟出六组(10整块/组)不同风化状态、用于做饱和系数试验的古砖:BX、YX、 DX30、DX50、YDX30、YDX50,以及 6 件用于做压汞实验的古砖块:BG、YG、DG30、DG50、YDG30、 YDG50 ;该6件用于做压萊实验的古砖块取自同一整块古民居古砖,体积为lcm3-2cm3。
[0053]
[0054] 说明:上表中"标准"项的BX古砖以及BG古砖块均为直接从古民居获得、不经任 何后续风化处理的古砖和古砖块,它们用于与其它经过后续风化处理的古砖和古砖块进行 比对,因此这里的"标准"又称作"标准比对"。
[0055] 步骤B的具体内容如下:
[0056] 按照我国现行国家标准GB2542-2012《砌墙砖试验方法》的规定,对本实施例步骤 A中六组不同风化状态的古砖进行饱和系数试验;记录下它们各自的饱和系数值,详见下 表:
[0057]
[0058] 其中,m。为一组古民居古砖置于105 °C干燥箱中烘至恒重的重量;m24为烘至 恒重的一组古民居古砖放在水中浸泡24小时、拭去表面水分后的重量,m 5为重量m24 的一组古民居古砖放入蒸煮箱中沸煮5小时的重量,该组古民居古砖的饱和系数即: (m24-m0) + (m5-m0) 〇
[0059] 再分别对本实施例步骤A中6件不同风化状态的古民居古砖块进行压汞实验,计 算出它们各自的孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值,详见下表:
[0060]
[0062] 其中,古民居古砖块的孔径为1μπι-5μπι的孔隙占总孔隙体积的比值=(孔径 > 1 μ m的孔隙进汞体积-孔径> 5 μ m的孔隙进汞体积)+总进汞体积,孔径〈1 μ m的孔 隙占总孔隙体积的比值=(总进汞体积-孔径> 1 μ m的孔隙进汞体积总进汞体积。
[0063] 步骤C的具体内容如下:
[0064] 如图1所示,以所述饱和系数为纵坐标Y、以孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体 积的比值为横坐标X,建立坐标系,将本实施例步骤B中六个不同风化状态的各古民居古砖 的饱和系数值、孔径为1 μ m-5 μ m的孔隙占总孔隙体积的比值分别标于建立的坐标系:由 十九世纪的古民居直接取得的古砖所对应的坐标值l(Xi、Y1)、经4% NaCl水溶液浸泡的 十九世纪古民居古砖所对应的坐标值2 (X2、Y2)、经淡水冻融循环30次的十九世纪古民居古 砖所对应的坐标值3 (X3、Y3)、经淡水冻融循环50次的十九世纪古民居古砖所对应的坐标值 4 (X4、Y4)、经4% NaCl水溶液冻融循环30次的十九世纪古民居古砖所对应的坐标值5 (Χ5、
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