广袤的华夏土地上分布有众多承载着大量珍贵历史文化信息的砖石质文物建筑,它们长期遭到自然环境的侵蚀和人为的破坏作用,存在着各种各样的病害问题,亟待科学有效的修复与加固。灌浆作为一种非常有效的加固方法在岩土工程中应用甚广,水泥作为一种典型的水硬性胶凝材料具有良好的灌浆粘结特性,但因其强度过高且含有大量的可溶盐,并不适合用于砖石文物建筑的修复,因此开发新型文物修复灌浆材料一直以来都是文物保护领域的热点话题。天然水硬性石灰是一种具有水硬特性的石灰材料,具有良好的兼容性和力学强度,近年来逐渐受到文物保护者的关注与青睐,常作为灌浆粘结材料对砖石质文物建筑的非结构性部位进行加固处理。然而伴随其使用范围越来越广,使用频率越来越高,石灰基灌浆料自身存在的收缩问题也日益凸显,严重影响到灌浆加固的工程质量。所以必须对天然水硬性石灰灌浆材料的收缩问题进行深入研究,寻找恰当的解决办法,为天然水硬性石灰在我国文物建筑保护中的正确使用提供一定的指导。本论文针对现有天然水硬性石灰灌浆材料普遍存在的收缩大,粘结加固效果不理想等问题,采用室内实验、室外模拟与现场测试相结合的办法探究天然水硬性石灰灌浆料的收缩特性并制备综合性能良好的天然水硬性石灰灌浆材料。论文的主要研究内容及研究成果如下:(1)研究天然水硬性石灰灌浆料收缩性的影响因素。从天然水硬性石灰灌浆料的组成入手,通过实验分别研究天然水硬性石灰的类型和骨料、活性材料、减水剂的类型与掺量以及养护条件对天然水硬性石灰灌浆料收缩率的影响规律。结果表明当以保持灌浆料流动性为前提时,掺加重钙粉或石英砂以及适量的减水剂,能够有效降低天然水硬性石灰灌浆料的收缩率。少量的活性微粉对灌浆料的收缩性影响不大,但掺量过多会使收缩率显著升高。减水剂可降低灌浆料的水灰比,进而减小结石体的收缩率。养护条件主要影响灌浆料结石体的收缩变形速率,对最终的收缩值影响较小,升高温度或降低湿度均会导致收缩变形加快。此外,不同类型的天然水硬性石灰制备的灌浆料收缩性质基本相当。(2)研究膨胀剂对天然水硬性石灰灌浆料收缩性的改良作用。向天然水硬性石灰灌浆料中分别掺入一定量的UEA膨胀剂、氧化钙膨胀剂、氧化镁膨胀剂和塑性膨胀剂,检测28天养护龄期内试样收缩率的变化趋势,结果表明除氧化钙膨胀剂以外,其余三种膨胀剂在现阶段均不适宜应用到天然水硬性石灰灌浆料中。(3)制备综合性能优良的天然水硬性石灰灌浆材料。采用正交试验法,综合考虑天然水硬性石灰灌浆料的流动度、抗压抗折强度、毛细吸水系数和28天收缩率,得出现阶段天然水硬性石灰灌浆料的最佳配比为:53%的NHL2、30%的重钙粉、6%的偏高岭土、1.5%的木质纤维、9%的氧化钙膨胀剂以及0.5%的减水剂。(4)灌浆模拟实验。对采用最佳配比制备的天然水硬性石灰灌浆料进行墙体灌浆模拟试验,结果表明天然水硬性石灰灌浆料的膨胀收缩表现还与被加固的本体材料性质有关,基材吸水性越好,灌浆料结石体越容易表现出体积膨胀。(5)现场应用试验。将改良后的天然水硬性石灰灌浆料应用到长安闸驳岸防渗注浆加固工程中,试验结果表明本实验制备的天然水硬性石灰灌浆料扩散性能良好,且能够与砖石粘土等紧密结合,从而有效地提高本体材料的强度和耐久性,具有很好的推广应用价值。