题目：古砖与可溶性盐相互作用及其盐害抑制研究

砖石文物析盐病害及防风化加固保护是一个具有挑战性的课题。砖石文物大多处于室外，受自然环境影响更严重。同时，砖石组成复杂多样，且砖石渗透性较差。因此，给砖石材料的加固抗风化保护带来极大困难。砖石防风化保护涉及材料学、化学、矿物学、环境科学等多个学科，是一个多学科交叉的综合性课题。实际上，目前砖石文物保护仍属世界性难题。其中，砖石的析盐作用是产生其风化的关键因素之一，是当今砖石文物保护领域中的研究热点。因此，系统而深入的研究析盐病害机理、防风化加固保护材料机理以及与此相关的基础研究对古砖文物遗址加固材料的应用具有理论指导意义。

本论文针对古砖文物析盐病害的现状，在对古砖文物的析盐病害进行调研分析基础上，对古砖文物盐害形成的模拟、可溶性盐对古砖文物腐蚀、砖质文物中盐分迁移行为、古砖对可溶性盐的吸附行为、抑制剂对析盐抑制机理、加固砖石抗盐害能力的机理进行了探讨研究，具体内容如下：

1. 模拟古砖析盐形成及其盐分运移规律

本研究期望针对砖质文物的析盐病害进行调研分析，制备尺寸合理的古砖样，并在实验室中进行了模拟砖质文物析盐形成实验，利用XRD、电导仪、SEM、FTIR、XPS、Zeta电位、介电常数测定等表征手段，对可溶盐侵蚀前后砖样的微观结构、组成、颗粒之间的相互作用以及盐分与砖体之间的相互作用进行了研究。结果表明：（1）硫酸钠是古砖表面盐害的主要成分；（2）古砖中硅铝酸盐的硅羟基（Si-OH）可与可溶性盐离子通过氢键作用实现对可溶性盐的吸附，其中碳酸盐表现得更为突出；（3）古砖砖粉中可溶性盐离子之间的静电作用而实现对可溶性盐的吸附，其中氯化物表现地较为明显；（4）古砖对可溶性硫酸盐吸附能力较差，其原因与硫酸根与水分子形成具有较大尺寸分子簇不易被砖粉吸附有关。以上研究结果对于深化砖石文物盐害机制认识以及砖石文物保护具有重要意义。

2. 四水八硼酸钠对古砖析盐抑制机理

本研究拟通过电导滴定，并辅以XRD、电导仪、FTIR、XPS、Zeta电位、介电常数测定等表征手段，进而获得硼酸钠存在下对多种析盐作用的影响规律，以及这种规律与砖粉微观结构及组成的关系。结果表明：（1）四水八硼酸钠处理古砖可以对可溶性盐的析盐具有显著的抑制作用。（2）四水八硼酸钠处理的砖粉之所以具有抗析盐作用，与其处理砖粉后能够提高砖粉中的羟基含量有关。砖粉中的羟基能通过氢键作用提高对溶性盐吸附能力。同时，砖粉处理后的较多羟基有利于与水形成氢键，促进在砖粉孔隙表面形成介电常数较大的水膜，使砖粉对静电相互作用的排斥能力减弱，提高砖粉对可溶性盐的吸附作用。另外，水膜的形成也将抑制盐的结晶。以上结论对四水八硼酸钠作为砖石析盐抑制剂的作用机理认识的深化，有效应用该抑制剂与砖石文物保护具有重要的理论和应用价值。

3. 交联加固古砖的抗析盐作用

本章以TEOS和CB材料加固的古砖为研究对象，利用XRD、电导仪、SEM、FTIR、XPS、Zeta电位、介电常数测定等表征手段，对古砖对可溶性盐的吸附行为与微观结构及组成进行了研究。结果表明：（1）以四水八硼酸钠作为抑制剂及CB与TEOS相结合的加固，可使古砖抗析盐能力显著加强。（2）加固处理对古砖的析盐有一定抑制，这与TEOS水解缩合引入硅羟基有关。（3）抑制剂及加固共同处理古砖，其中羟基增强更为明显。从而使处理砖样具有良好的抗析盐能力。（4）加固保护材料中氢氧化钡、草酸及少量磷酸进入，对于古砖的析盐作用的抑制贡献不大，它们的作用可能主要在提高力学性能。上述研究结果为该方法的有效应用提供理论与技术支持。