CN101607833A - 渗透型水硬性劣化疏松岩石的加固材料及加固方法 - Google Patents
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Abstract
一种渗透型水硬性疏松岩石加固材料，所述的加固材料组分包括：以磷源物质为主要溶质的低碳醇类溶液A，其中溶入矿化偶联剂；以钙源物质为主要溶质的多羟基低碳醇类溶液B，其中溶入硬化剂和分散剂；以及铵盐为溶质的水溶液C。采用自然流淌、喷淋、涂刷、浸泡或敷贴方法对疏松岩石进行渗透操作。可以A、B两种醇类溶液先混合再渗透或分别依次渗透，待渗透完成后，再渗透水溶液C。本发明的加固材料原料易得，制备条件温和，使用方法简单，与岩石相容性好，防酸蚀，加固效果明显，耐水浸泡，绿色环保。
Description
技术领域
本发明属于石材和石质文物保护材料领域，特别涉及了一种渗透型水硬性劣化疏松岩石的加固材料及其加固方法。
背景技术
我国历史悠久，众多石质文物和古建筑都受到自然风化的威胁，其中不少已处于濒危状态，亟需性能优良的保护材料进行加固和防护。目前常用的表层保护材料大多为有机类材料，这些材料通过交联反应生成以有机物质为主的网络结构，有一定的加固强度。但有机材料的缺点也是明显的，主要表现为使用寿命短、耐候性差、与岩石的相容性不够好，有些有机物材料在潮湿环境中还容易产生霉变，影响文物的外观。比较而言，无机保护材料的耐候性和相容性等指标都要优于有机材料。十九世纪前，无机材料就已经广泛应用于石材的表面防护，例如，石灰水，钡的氢氧化物或磷酸盐等。由于溶液所含盐分的结晶膨胀，一些无机材料的使用反而加剧了石材的风化，致使相关研究停滞了很长时间。目前见于报道的与无机保护材料有关的专利不多。为了发挥无机保护材料的优势并克服其缺陷，新型无机保护材料必须解决以下问题：
1、可溶性盐问题，在渗透型水性保护剂中，无机材料往往是以盐溶液的形式引入，因此很难避免带入可溶性盐，从而引起盐结晶的破坏；
2、加固强度问题，由于水的溶剂化作用，无机盐溶液渗入岩石微孔以后，析出形成的往往是没有相互交联的粉末状物质，加固作用不强；
3、渗透性问题，为了减少可溶性盐的危害，常使用难溶或微溶无机物，而这种常规溶液渗入的有效成分很少，因此多做成糊膏状，由此影响了保护剂的渗透性。
为了解决上述问题，专利CN101343191提出了一种符合岩石保护要求的以醇为溶剂的渗透型水硬性的无机胶凝加固材料。该专利的新思路是使用能较多溶解无机物的不带可溶性盐的醇溶液；渗透性可以；固化后所得羟基磷灰石具有较好的加固强度和耐候性，与原岩石基底的相容性也好。由此使上述三个问题得到部分解决。但是该加固剂偏酸性，由此可能对含钙岩石产生腐蚀作用，同时制备工艺也较复杂，加固剂固化时间较长。
发明内容
本发明是专利CN101343191的进一步发展，在保持原方法优点的基础上对配方和工艺进行了改进，使溶液制备过程趋于简单，使加固剂的钙含量明显增加，稳定性得到了提高，固化时间大为缩短，与岩石的结合力更好，制备的加固材料呈中性偏碱，避免了由此产生的腐蚀含钙岩石的危险。
本发明借鉴溶胶-凝胶法，采用高化学活性物质，在常温常压条件下制备羟基磷灰石并使之用于岩石的加固和防护。
本发明提供的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，所述的加固材料组分包括：以磷源物质为主的低碳醇类溶液A，以钙源物质为主的多羟基低碳醇类溶液B，以及溶解了铵盐的水溶液C。其中醇类溶液A中可溶入矿化偶联剂；醇类溶液B中可溶入硬化剂和分散剂。所述的A、B两种醇溶液的用量都以羟基磷灰石为目标产物进行计算，控制磷和钙的摩尔比为：磷∶钙＝1∶1.65～1∶1.85；矿化偶联剂的质量为所折合的羟基磷灰石的6～9％；硬化剂的质量为所折合的羟基磷灰石质量的3～5％；分散剂的质量为所折合的羟基磷灰石质量的2～3％。所述的水溶液C是铵盐浓度为0.001～0.1mol/L的稀水溶液，用量为所折合的羟基磷灰石质量的0.2～5％。
本发明所述的低碳醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇或其他低碳醇，可以单独/或者混合使用，其中以乙醇为最佳；所述的多羟基低碳醇类溶剂为乙二醇、丙三醇或其他多羟基低碳醇，可以单独/或者混合使用，其中以乙二醇为最佳；所述的铵盐为磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、草酸铵、碳酸铵、碳酸氢铵等。
本发明的磷源物质为五氧化二磷、磷酸三乙酯、磷酸、过磷酸、焦磷酸或多磷酸等，推荐使用五氧化二磷；本发明的钙源物质为金属钙、氧化钙、过氧化钙、氢氧化钙等，推荐使用氧化钙。磷源物质和钙源物质是形成羟基磷灰石系列胶凝材料的主要原料。羟基磷灰石系列凝胶是最重要的无机胶粘剂之一，性能优良，可掺性及可塑性良好，成型工艺简便。目前，在医学方面已有不少应用。不足的是，通常情况下都以膏状体形式存在，粘度很大，渗透性差。为了达到岩石渗透加固的目的，本发明特意设计成醇类液态溶液的形式使用。
劣化岩石的加固取决于加固材料能否能在岩石微孔中形成连续的物相，从而粘接已经疏松的微颗粒和微裂隙，达到加固的目的。由此，有效成份的引入量是一个非常重要的因素。实验表明，本发明的磷源物质在自然环境中就能配制成A醇溶液；而本发明的钙源物质配制B醇溶液时需要加热才能溶解，而且溶解的量有限，例如氧化钙在乙二醇中的溶解度仅为1g/25ml左右，尽管比在水中高出很多，但要达到理想的加固效果，该浓度还是偏低。为此，本发明在配制B醇溶液时引入了少量的硬化剂和分散剂，以促进钙源物质在多羟基低碳醇类溶剂中的溶解度，这是提高加固强度的关键。
本发明使用的硬化剂为氟硅酸盐，包括氟硅酸钙、钙硅酸镁或氟硅酸锌等，它们兼具防腐作用。本发明使用的分散剂为丙烯酸乳液、柠檬酸等多羧基有机物，推荐使用丙烯酸乳液。分散剂的作用是通过离子交换增大胶结微粒之问的电位，使胶团间斥力增大，流动性增强，同时避免了胶团间生成絮凝结构，有利于填充剂与基底的结合力。此外，分散剂可有效抑制加固材料的过早硬化，通过螯合作用把钙离子固定在溶液中，抑制钙磷酸盐沉淀的形成。当然用量是很少的。
为了提高加固剂与岩石基底的相容性，本发明在配制A醇溶液时使用了矿化偶联剂，本发明所述的矿化偶联剂为正硅酸乙酯；羟基硅油；硅氧烷，如甲基三乙氧基硅烷；无定形二氧化硅，如白炭黑；钛酸酯，如钛酸四丁酯；铝酸酯以及硼铝酸酯等。这些物质都具有较好的增强效果。矿化偶联剂的作用是夹杂在反应形成的网状结构中，使羟基磷灰石与岩石基底相连，以提高粘结强度。
本发明的基本思路是分别配制以磷和钙为主要成分的醇类溶液，两种溶液渗透到岩石微孔内以后，随着溶剂的挥发和空气中水分的进入，产生胶凝作用，生成以硅取代羟基磷灰石为主要成分的无机胶粘物质，从而粘结接裂化岩石的微颗粒和微裂隙，达到加固濒危疏松石质文物的目的。在上述水硬性胶凝体的形成过程中，水份是重要的参与组分之一，本发明为控制整个加固过程的进程，特意引入了水溶液C。为了使加固剂在充分渗透之后再发生胶凝作用，水溶液C必须在A、B两种醇类溶液完成渗透操作之后再进行渗透，水溶液C可以加快加固材料的固化过程，同时对驱除残留的醇类溶剂有一定促进作用。
本发明所述的渗透型水硬性加固材料应用于劣化疏松岩石的加固方法，其步骤如下：
(1)溶液配置：溶液包括：①以磷源物质为主要溶质的低碳醇类溶液A，其中可溶入矿化偶联剂；②以钙源物质为主要溶质的多羟基低碳醇类溶液B，其中可溶入硬化剂和分散剂；③以铵盐为溶质的水溶液C。
(2)渗透操作：采用自然流淌、喷淋、涂刷、浸泡或敷贴方法对疏松岩石进行渗透操作。渗透操作分为A、B两种醇类溶液先混合再渗透或分别依次渗透，待渗透完成后，再渗透水溶液C。所述的先混合再渗透过程是在渗透前将A、B两种醇类溶液混合在一起，搅拌均匀后，进行渗透操作；所述依次渗透过程是将B、A两种醇类溶液依次每隔15～60分钟分别进行渗透操作，渗透前超声分散15～30分钟。在A、B两种醇类溶液完成渗透操作之后再将水溶液C分多次间隔15～60分钟进行渗透。A、B两种醇类溶液的使用量需根据具体情况进行配比调整，配比的关键是控制磷、钙的比例，溶液的粘度可通过添加醇类溶剂的量来调节，水溶液C必须在A、B两种醇类溶液完成渗透操作之后再进行渗透。
本发明配制以醇类为溶剂的以磷和钙为主要成分的溶液，溶液渗透到岩石微孔内以后，随着溶剂的挥发，外加水和空气中水分的进入，产生胶凝作用，生成以硅取代羟基磷灰石为主要成分的无机胶粘物质，从而粘结接裂化岩石的微颗粒和微裂隙，达到加固疏松岩石的目的。本发明为了促进钙源物质在多羟基低碳醇类溶剂中的溶解度，在配制B醇溶液时引入了少量的硬化剂和分散剂；本发明为了提高加固剂与岩石基底的相容性，在配制A醇溶液时使用了矿化偶联剂；本发明为了加快加固剂的硬化过程，特意引入了水溶液C。本发明的加固材料原料易得，制备条件温和，使用方法简单，与岩石相容性好，防酸蚀，加固效果明显，耐水浸泡，绿色环保。
本发明与专利CN101343191相比，有明显的改进：
1、加固剂的钙含量明显提高，使渗入的有效加固成分增加，；
2、加固剂与岩石基底的结合力更好，加固强度提高；
3、加固剂自身的稳定性更好，更便于储存和运输；
4、加固剂本身呈中性偏碱，避免了由此产生的腐蚀含钙岩石的危险；
5、使加固剂的制备工艺更简单；
6、使加固剂的固化时间大为缩短。
附图说明
图1对水的接触角检测照片
1-a空白汉白玉大理石表面；1-b用本发明方法保护后的汉白玉大理石表面；
图2碳酸钙颗粒表面形成磷灰石矿化结晶层前后的SEM照片
2-a空白碳酸钙颗粒表面(5000倍)；2-b碳酸钙颗粒表面的磷灰石层(10000倍)
图3 pH为3-4的酸性水溶液中的电导率随时间的变化
3-a浸泡未加保护的碳酸钙颗粒；3-b浸泡加固保护后的碳酸钙颗粒；
具体实施方式
为了更详细地阐述本发明的实施方法和优越性，下面结合实验结果进一步对本发明作详细说明。
实施例1
1.溶液配置：称取0.47g五氧化二磷，以35ml乙醇为溶剂，再加入1.5ml正硅酸乙酯矿化偶联剂，配制成A醇溶液；取4.80g氧化钙，以25ml乙二醇为溶剂，经加热配制成B醇溶液。混合A、B两种溶液，密闭条件下超声分散15分钟。混合溶液在1小时内使用。
2.加固强度检测：准确称取80g颗粒状碳酸钙(100目过筛)和80g粉末状碳酸钙(1000目过筛)，混合均匀后，加入20ml水，继续充分混合。移入
39.8mm×80mm不锈钢击实模具中，用566g击实锤，高度277mm击实50次，脱模后样品放置于室内敞开环境中自然干燥。得到成形的疏松岩石仿制样品。同上操作，将20ml水换成20ml所配置的混合溶液，得到混合加固样品。然后用拉压力试验仪进行抗压强度测量。仪器和方法均参照《中华人民共和国土工试验方法国家标准》设计。自然放置14天后测得空白仿制样品的平均抗压强度为51.4N，混合加固样品的平均抗压强度为489.1N，加固后抗压强度提高了将近8.5倍。
3.耐浸泡性检测：混合加固样品在水中浸泡10天后，与水浸泡前相比，表面无明显可见的变化。在空气中自然干燥后，称量，与浸泡前相比，质量变化率小于5％。而空白仿制样品，一旦与水接触后，立即崩解。
4.憎水性检测：取3ml配置的混合溶液，于室温下涂覆到汉白玉大理石表面，分三次，每隔30分钟涂1遍。静置7天后，使用JC2000A型静滴接触角/界面张力测量仪，测得未处理空白石样的接触角约为(35±5)°，保护处理过的石样接触角略有增大，处于(40±5)°。接触角的测量数据表明，经保护处理的石样和未处理的空白石样的亲水-憎水性没有明显变化。说明经保护处理后，维持了其亲水的特性。这样可避免新生界面在物性上的不相容问题。参见对水的接触角检测照片图1，1-a为空白汉白玉大理石表面；1-b为用本发明方法保护后的汉白玉大理石表面。
5.显微观察和分析：取所配置的混合溶液30ml，静置于敞开体系中，放入1.0mm×7.5mm×7.5mm的方解石固体小块，15天后取出干燥。扫描电镜(SEM)下可以观察到表面已经形成结构致密有序的磷灰石微结构保护层，参见图2。2-a为空白碳酸钙颗粒表面(放大5000倍)；图2-b为碳酸钙颗粒表面形成的磷灰石层(放大10000倍)。
6.经过本专利材料和方法保护的120目过筛的汉白玉颗粒在酸性水体中电导变化的情况参见图3。操作过程为将上述颗粒置于去离子水中，均匀而缓慢地加入pH＝3≈4的盐酸，结果如图3所示，3-a为浸泡未加保护的碳酸钙颗粒所做的空白实验对照，3-b浸泡加固保护后碳酸钙颗粒，其溶液的电导率随着时间的推移先增长，然后保持不变。对照结果说明经本专利加固剂加固保护后的碳酸钙颗粒具有良好的耐酸性。
实施例2
方法同实施例1，改变溶液配方以及磷和钙的溶入量。
溶液配制：称取适量五氧化二磷(用量见表1)，分别加入35ml乙醇溶剂，再加入1.5ml正硅酸乙酯矿化偶联剂，配制成系列A醇溶液；依次称取适量氧化钙(用量见表1)，再分别称取0.35g丙烯酸乳液分散剂，0.45g氟硅酸镁硬化剂，加入25ml乙二醇溶剂，经加热配制成系列B醇溶液。按表1所列顺序混合A、B两种溶液，密闭条件下超声分散15分钟。混合溶液均后在30分钟内与碳酸钙颗粒和粉末进行混合加固操作，所得样品统一放置于室内敞开环境中30天，然后进行抗压强度和表面硬度的检测，所得数据也列于表1中。由表1可知，随着五氧化二磷和氧化钙引入量的增大，加固样品的抗压强度和表面硬度都随之增大。
表1五氧化二磷和氧化钙引入量对加固性能的影响
| 五氧化二磷(g) | 0.44 | 0.65 | 1.17 | 2.38 | 3.3 | 3.4 | 4.05 |
| 氧化钙(g) | 0.56 | 0.9 | 1.5 | 3.0 | 4.07 | 4.25 | 4.8 |
| 被加固样品的抗压强度(N) | 271.3 | 344.9 | 517.5 | 604.4 | 789.5 | 854.9 | 1034.7 |
| 被加固样品的表面硬度(A) | 17.1 | 25.9 | 31.3 | 34.5 | 40.2 | 51.3 | 60.8 |
实施例3
同实施例2，只是改变样品的放置时间。
溶液配制：称取2.38g五氧化二磷，以35ml乙醇为溶剂，再加入1.5ml正硅酸乙酯配制成A醇溶液；依次称取0.35g丙烯酸乳液，0.45g氟硅酸镁，3.0g氧化钙，以25ml乙二醇为溶剂，经加热配制成B醇溶液。混合A、B两种溶液，密闭条件下超声分散15分钟。混合溶液在30分钟内与碳酸钙颗粒和粉末进行混合加固操作，所得样品依次在室内敞开环境中放置一定天数(见表2)，然后进行抗压强度和表面硬度的检测，所得数据也列于表2中，由表2可知，随着放置时间的增加，加固样品的抗压强度和表面硬度都随之增大。
表2放置时间对样品加固性能的影响
| 被加固样品放置的时间(天) | 10 | 20 | 30 | 50 |
| 被加固样品的抗压强度(N) | 380.1 | 558.2 | 604.4 | 759.5 |
| 被加固样品的表面硬度(A) | 20.8 | 25.3 | 34.5 | 47.2 |
实施例4
同实施例3，称取3.37g五氧化二磷，以35ml乙醇为溶剂，再加入1.5ml正硅酸乙酯配制成A醇溶液；依次称取0.35g丙烯酸乳液，0.45g氟硅酸镁，4.2g氧化钙，以25ml乙二醇为溶剂，经加热配制成B醇溶液。混合A、B两种溶液，密闭条件下超声分散15分钟。混合溶液在30分钟内与碳酸钙颗粒和粉末进行混合，并移入不锈钢模具中按要求进行击实成型，所得加固样品在室内敞开环境中放置30天。得到加固样品的抗压强度为744.4N，表面硬度为51.3A。
实施例5
同实施例4，只是不混合A、B两种溶液，而是先用B醇溶液与碳酸钙颗粒和粉末进行混合，之后再加入A醇溶液进行混合加固，成型后的样品在室内敞开环境中放置30天，所得加固样品的抗压强度为729.2N，表面硬度为51.2A。说明加固剂不论混合使用，还是分开使用，都能得到较好的加固效果。
实施例6
同实施例4，只是将碳酸钙颗粒和粉末改为石英砂和粉末，其比例不变。所得加固样品的抗压强度同实施例4相近，表面硬度略大于实施例4。说明说明本发明的加固方法也适合于含硅疏松岩石。
实施例7
同实施例4，只是将配制好的20ml混合溶液用滴加渗透的方式，缓慢渗入已事先成型干燥好的空白疏松岩石仿制样品中，得到渗透加固样品。在室内敞开自然环境中放置7天后，渗透加固样品比空白样品的抗压强度提高约8倍，水浸泡15天以上不崩解。剖面检测发现混合溶液的渗透深度约为纯水渗透深度的2/3左右。说明本发明可用于劣化岩石的渗透加固。
实施例8
同实施例7，只是将混合溶液加入乙醇，按1∶1体积比进行稀释，使渗透加固溶液的粘度降低。然后再用滴加渗透的方式进行渗透加固，所得渗透加固样品在室内敞开环境中放置7天后，渗透加固样品比空白样品的抗压强度提高约8倍，水浸泡75天以上不崩解。
同上述方法，只是将混合溶液用乙醇稀释3倍。所得渗透加固样品比空白样品的抗压强度提高约7倍。可经受水浸泡75天以上。
同上述方法，只是将混合溶液用乙醇稀释5倍。所得渗透加固样品比空白样品的抗压强度提高约5倍。可经受水浸泡30天以上。
以上实验中，加固剂的粘度比实施例7逐步降低，渗透性逐步增加，剖面检测发现用乙醇稀释后混合溶液的渗透深度可接近纯水的渗透深度。说明在达到一定加固强度的前提下，本发明可采用醇类溶剂对原加固剂进行稀释的方法来提高加固剂对岩石的渗透深度。
实施例9
同实施例4，只是配制B醇溶液时，不加入分散剂聚丙烯酸乳液，结果发现混合溶液有沉淀产生，不能用于渗透加固。说明分散剂有利于提高加固溶液的稳定性。
实施例10
同实施例4，只是配制B醇溶液时，将分散剂丙烯酸乳液的用量增加到0.5g，结果所得混合溶液的稳定性与实施例1差不多，即都能够维持溶液几小时不产生沉淀。说明过多的分散剂没有必要。
实施例11
同实施例4，只是分别在混合后的溶液中分别加入不同量的正硅酸乙酯(见表3)，所得混合加固样品相应的抗压强度也列于表3中。由表3可知，正硅酸乙酯的引入量对加固性能有最佳值，大致在1.5mL附近。分析原因，正硅酸乙酯引入量过少，将影响前驱体混合液与岩石基底的结合能力；而引入量过多，将影响前驱体混合液在岩石微孔中的分散性，因为正硅酸乙酯与岩石相比，两者极性差异较大。
表3正硅酸乙酯引入量对样品加固强度的影响
实施例12
同实施例4，只是配制A醇溶液时，将矿化剂正硅酸乙酯改换为纳米级白炭黑，结果所得混合加固样品的抗压强度与实施例4相近。
同上述方法，只是配制A醇溶液时，将矿化剂白炭黑的用量增加到0.5g，结果所得混合加固样品的抗压强度比上述结果的抗压强度有所下降。
上述结果说明白炭黑作为矿化剂其用量也有最佳值。
实施例13
同实施例4，只是在配方中不加入磷源(五氧化二磷)和钙源(氧化钙)，也不加入其他助剂，只是在加固剂中加入0.5g丙烯酸乳液(在35ml乙醇和25ml乙二醇中)，所得混合加固样品的抗压强度为184.2N；
同上，只是用氟硅酸镁替代丙烯酸乳液，所得混合加固样品的抗压强度为132.1N。
很明显上述结果远不及同实施例4，这说明本发明中样品加固强度的提高主要归功于钙磷酸盐的生成。
实施例14
同实施例4，只是在配制A醇溶液时，将矿化偶联剂正硅酸乙酯替换为钛酸丁酯，所得混合加固样品的抗压强度与实施例4的抗压强度相近，说明矿化偶联剂钛酸丁酯也能起到良好的矿化剂偶联剂作用。
实施例15
同实施例4，只是另外再称取20g磷酸氢二铵，以去离子为溶剂配制成200ml C水溶液，按照实施例4的工艺，当样品从不锈钢模具中取出放置1小时之后，分三次间隔15～30分钟，在样品表面滴加共计20ml的C水溶液。结果所得的混合加固样品的硬度在短时间内就有很大提高，测得的抗压强度也有明显提高，达到823.5N。说明在加固工艺中引入C水溶液能起到加快硬化速度和提高抗压强度的作用。
实施例16
同实施例15，只是将放置1小时之后的样品分三次浸泡于水溶液C中，每次浸泡5分钟，浸泡时间间隔2小时。结果所得的混合加固样品的硬度和抗压强度在短时间内也都有了很大的提高，测得的抗压强度略高于实施例15。说明采用浸泡方式，水溶液C也能起到加快硬化速度和提高抗压强度的作用。
Claims (10)
1、一种渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的加固材料组分包括：以磷源物质为主的低碳醇类溶液A，以钙源物质为主的多羟基低碳醇类溶液B，以及溶解了铵盐的水溶液C，其中醇类溶液A中溶入矿化偶联剂；醇类溶液B中溶入硬化剂和分散剂；所述的A、B两种醇溶液的用量都以羟基磷灰石为目标产物进行计算，控制磷和钙的摩尔比为：磷∶钙＝1∶1.65～1∶1.85；矿化偶联剂的质量为所折合的羟基磷灰石的6～9％；硬化剂的质量为所折合的羟基磷灰石质量的3～5％；分散剂的质量为所折合的羟基磷灰石质量的2～3％；所述的水溶液C是铵盐浓度为0.001～0.1mol/L的稀水溶液，用量为所折合的羟基磷灰石质量的0.2～5％。
2、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的低碳醇类溶剂包括：甲醇，乙醇或丙醇。
3、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的多羟基低碳醇类溶剂包括：乙二醇或丙三醇。
4、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的铵盐包括：磷酸铵，磷酸氢二铵，磷酸二氢铵，草酸铵，碳酸铵或碳酸氢铵。
5、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的磷源物质包括：五氧化二磷，磷酸三乙酯，磷酸，过磷酸，焦磷酸或多磷酸。
6、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的钙源物质包括：氧化钙，氧化镁，氧化锌，氢氧化钙或氢氧化镁。
7、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的矿化偶联剂包括：正硅酸乙酯，羟基硅油，硅氧烷，白炭黑或钛酸酯。
8、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的硬化剂为氟硅酸盐，包括氟硅酸钙，钙硅酸镁或氟硅酸锌。
9、根据权利要求1所述的渗透型水硬性疏松岩石加固材料，其特征是所述的分散剂为多羧基有机物，包括丙烯酸或柠檬酸。
10、权利要求1-9所述渗透型水硬性疏松岩石加固材料应用于岩石的加固方法，其步骤如下：
(1)溶液配置：溶液包括：①以磷源物质为主要溶质的低碳醇类溶液A，其中溶入矿化偶联剂；②以钙源物质为主要溶质的多羟基低碳醇类溶液B，其中溶入硬化剂和分散剂；③以铵盐为溶质的水溶液C；
(2)渗透操作：采用自然流淌、喷淋、涂刷、浸泡或敷贴方法对疏松岩石进行渗透操作；渗透操作分为A、B两种醇类溶液先混合再渗透或分别依次渗透，待渗透完成后，再渗透水溶液C；所述的先混合再渗透过程是在渗透前将A、B两种醇类溶液混合在一起，搅拌均匀后，进行渗透操作；所述依次渗透过程是将B、A两种醇类溶液依次每隔15～60分钟分别进行渗透操作，渗透前超声分散15～30分钟；在A、B两种醇类溶液完成渗透操作之后再将水溶液C多次间隔15～60分钟进行渗透；A、B两种醇类溶液的使用量需根据具体情况进行配比调整，配比的关键是控制磷、钙的比例，溶液的粘度可通过添加醇类溶剂的量来调节，水溶液C必须在A、B两种醇类溶液完成渗透操作之后再进行渗透。
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