古建筑大多数暴露在野外,经历了多年环境作用,材料性能劣化,甚至还遭受人为破坏等,使得现存古建筑大多面临倾覆或破坏的危险,而其保护又受到“最小干预原则”等限制,难度较大,特别是古砌体建筑的保护。本文以古砌体建筑保护为背景,主要研究了古砌体建筑结构中的胶凝材料,即糯米灰浆的性能增强方法和耐久性提升技术,主要研究工作如下:(1)以传统糯米石灰基灰浆为基础,通过添加不同掺量的纤维素纤维和偏高岭土等性能增强材料,设计并制备了11组共660块传统糯米灰浆及性能增强糯米灰浆试块,进行了相应的物理力学性能试验,得出了性能增强材料的合理掺量及性能提升效果。结果表明,采用偏高岭土替代石灰的合理替代率为25%,这时试块的抗压强度增加了约2倍,抗折强度增加了约1.3倍。(2)在偏高岭土替代率为25%的基础上,参考已有相关研究成果,经过对比分析,采用1%和2%纤维素纤维的掺加率,研究了掺加纤维素纤维对其物理力学性能的影响。结果表明,随着纤维素纤维的增加,试块的抗压强度和抗折强度均增加。一般地,纤维素纤维掺加量为1%和2%时,试块的抗压强度增加了1.5倍左右,相应的抗折强度分别增加了约1.6倍和1.9倍。(3)通过对水冻融循环过程中试块的质量损失,相对动弹性模量损失和耐冻融循环次数,以及冻融后试块的破坏模式和抗压强度损失等指标,综合评价了性能增强灰浆的抗冻融性。结果表明,50%的偏高岭土替代率抗冻性能最佳,以强度为表述的抗冻性增加了约1.4倍,比不添加偏高岭土的抗冻次数提高了2倍,掺入纤维后抗冻性能再次得到提升,以50%的偏高岭土替代率为基础,此时掺入1%的纤维抗冻次数提高了2.75倍,2%的纤维掺量比1%的纤维掺量提高了1.83倍。在偏高岭土替代率为50%的基础上,掺入纤维素纤维使得试样的各项冻融指标均有所提高,在纤维素纤维的掺加率为2%时,此时,质量、相对动弹性模量及抗压强度损失率分别为2.13%,36%,26%,以强度为指标的抗冻性增加了2.2倍。(4)通过盐溶液冻融循环试验,更加全面地评价了灰浆的耐久性。同样通过上述冻融循环指标来表征灰浆在冻融-盐侵蚀循环耦合环境下的抗老化性能。结果表明,盐侵蚀加剧了试块破坏,当偏高岭土的替代率为50%时,采用强度指标的耐久性增加了约1.4倍,而2%掺加率的纤维素纤维显著改善了试块在冻融循环过程中的抗氯盐和硫酸盐侵蚀的能力,相应的耐久性分别增加了3.3倍和3.5倍。(5)采用核磁共振分析方法,分析了性能增强灰浆试块在正常龄期及冻融循环后的孔隙分布;采用XRD,FTIR和SEM等微观分析方法,探究了性能增强灰浆在养护龄期的硬化机理,以及冻融龄期中的抗冻融循环和盐侵蚀机理。灰浆中的糯米成分促进了碳化,调节了碳酸钙结晶的形状尺寸和结晶类型。偏高岭土赋予了石灰基灰浆水硬性,生成的火山灰反应产物填充孔隙,生成较为致密的微观结构,减小了试块的孔隙率,对应较好的物理力学性能;生成的水化凝胶改善了抗可溶盐侵蚀性,减少了冻融过程中有糯米成分的流失,纤维素纤维较好的亲水性及导气性更加促进了灰浆试块的碳化与水化反应,其粗糙的表面形态增强了纤维与基质的粘结,从而对试块起到了良好的加筋作用,嵌入灰浆基质的纤维有效地抵消了冻融和盐结晶产生的张应力,有效地改善了试块的开裂破坏,从而2%掺加率的纤维素纤维和50%替代率的偏高岭土显著提升了试块的物理力学和耐久性能。