偏高嶺土改性樂山大佛修復(fù)材料齡期性能研究

喬 榛，孫 博,4，王逢睿,4，王 捷，丁梓涵，楊天宇

(1.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，蘭州 730000；2.國家文物局石窟保護(hù)技術(shù)重點科研基地，蘭州 730000； 3.甘肅省巖土文物保護(hù)工程技術(shù)研究中心，蘭州 730000；4.蘭州大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院，蘭州 730000； 5.樂山大佛風(fēng)景名勝區(qū)管理委員會，樂山 614003)

0 引 言

樂山大佛位于四川省樂山市，地處岷江、青衣江、大渡河三江匯流處，通高71 m，是現(xiàn)存最大的石刻彌勒坐佛像，于1996年同峨眉山景區(qū)一同被列入世界自然與文化雙重遺產(chǎn)名錄[1]。長期的環(huán)境作用，使得大佛賦存巖體明顯劣化，近百年來，已先后對大佛進(jìn)行了七次較大規(guī)模的維修工作，使用的修復(fù)材料主要為捶灰[2]。捶灰是一種古老的建筑材料，屬于石灰類材料。二十世紀(jì)九十年代，四川省文物考古研究所的馬家郁等人在傳統(tǒng)捶灰研究的基礎(chǔ)上，用水泥、石灰、碳灰、麻刀等材料制備出混合捶灰，并成功應(yīng)用于2001年的大佛維修工程中[3]。混合捶灰在長期外界作用下，性能產(chǎn)生了不同程度的劣化，特別是胸腹部區(qū)域，修復(fù)層出現(xiàn)了開裂、空鼓和殘損現(xiàn)象，影響了大佛整體的完整性，同時對參觀游人的安全造成了嚴(yán)重威脅。樂山大佛胸腹部病害示意圖如圖1所示。

圖1 樂山大佛胸腹部病害示意圖
Fig.1 Disease schematic map of Leshan Giant Buddha

偏高嶺土(Metakaolin,簡稱MK)是一種火山灰活性材料，主要成分為無水硅酸鋁(Al2O3·SiO2)，在有水環(huán)境下能與熟石灰中的Ca(OH)2發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成與水泥水化類似的產(chǎn)物(C-S-H)[4-5]，從而提升材料的機(jī)械強(qiáng)度[6-10]和體積穩(wěn)定性[11]。目前國內(nèi)外關(guān)于石灰-偏高嶺土修復(fù)性砂漿的研究主要圍繞固化機(jī)理、成分配比、養(yǎng)護(hù)條件和性能改性方面[12]。……