古建筑是人类历史文化传承的重要载体,我国具有丰富的文物古建筑资源。千百年来,在自然营造力和人类活动的破坏下,古建筑出现了风化酥粉、缺损、空鼓、裂缝和泛碱等病害,严重危害着其结构安全。加强对古建筑的保护,首先需要对病害进行科学治理,因此病害治理材料的选择至关重要。石灰类胶凝材料是古代建筑的主要材料,鉴于文物保护“修旧如旧”的原则,本文以火山灰-石灰为基体材料,制备了四种烷基链长的硅烷偶联剂改性净浆,对净浆的性能及改性机理进行了研究;另外,以胶砂比、硅烷掺量为变量研究了硅烷改性砂浆的各项性能;最后,采用辛基三乙氧基硅烷对聚丙烯粉末(PP)、碳纤维粉末(CF)及偏高岭土(MK)进行预处理得到载体硅烷,用于火山灰-砂浆的改性并对改性砂浆的性能进行分析。1.己基、辛基和十二烷基硅烷在养护前期均能有效减小净浆的体积收缩性和质量损失率,且改性净浆软化系数大于0.85,达到高耐水材料的标准,而丙基硅烷改性效果较差;另外,四种改性净浆的抗折强度和抗压强度均明显提升。分析测试表明,硅烷能与净浆基体以化学键的形式结合,起到交联、耦合的作用;硅烷在养护初期延缓了水化反应,之后促进了 C-S-H的生成,而在整个养护期内会对碳化反应产生不利影响。2.胶砂比1:3时,砂浆各项性能最佳;烷基链较短的硅烷对砂浆的流动度、体积稳定性和质量稳定性有利,而烷基链较长的硅烷具有更强的交联耦合作用和疏水性能,对砂浆的抗折强度和防水、耐水性能更有利,M-Octyl和M-Dodecyl试件的防水、耐水及耐久性能最佳;硅烷掺量1.5%时,砂浆的体积稳定性和质量损失率改性效果较好,而掺量较低时,砂浆的力学性能更优。3.与直接添加辛基硅烷改性砂浆相比,载体硅烷改性火山灰-砂浆在凝结时间、力学性能和耐水性能方面进一步提升;其中MK载体硅烷对凝结时间、线性收缩率、吸水率和含水率改性效果最好,最佳掺量为5%,而PP和CF载体硅烷改性效果稍差,在掺量3%时性能最佳,且CF和MK载体硅烷分别在抗折强度和抗压强度上表现出最佳的改性效果。