材料是工程地质重要的组成部分，材料的性能对岩石工程和地质工程的安全决策起到关键作用。岩土质文化遗产保护工程对材料性能要求非常严格，而新型复合材料的兼容性较差，不具备传统建筑材料的优势。因此，对传统建筑材料的开发研究及其工程应用成为突出的技术关键。
上世纪80年代初对甘肃秦安大地湾的考古发掘，发现了我国最早的混凝土“仰韶水泥”，它是我国最早使用无机胶凝材料的证据之一，但受到科学技术条件的制约，它的性能并未得到足够的研究，其加固机理一直也未被充分认识。
为探究以上问题，中国科学院地质地球所页岩气与地质工程院重点实验室博士研究生陈卫昌在导师王思敬和中国文化遗产研究院研究馆员李黎的指导下，在科技部支撑计划课题的资助下，对料礓石材料进行了改性研究，评价了其力学性能和耐候性能，分析了材料加固机理，并取得了以下几个方面的进展：1. 料礓石材料是第四纪黄土层中富含方解石的结核体，形成钙质结核时包有黄土中的黏土矿物（图1）；2. 对于钙质结核的形成条件可以由钙质结核的发育基础-黄土反应的气候条件进行推测，研究发现，冷暖、干湿波动的干旱、半干旱气候环境是钙质结核形成的背景条件，温湿期利于碳酸钙成分的溶解，干冷蒸发期有利于碳酸钙的沉淀和结晶；3. 对料礓石材料的改性研究发现，在煅烧温度升高至800℃后料礓石中的碳酸钙完全分解为氧化钙，同时和二氧化硅、长石及黏土中的氧化物发生化学作用，生成β型硅酸钙和铝硅酸钙，且随着温度的升高，该反应速度加快。
4. 通过对料礓石煅烧产物中气硬性成分（主要为氧化钙）和水硬性成分（β型硅酸钙和铝硅酸钙）的定量分析，通过控制变量的方法，确定了最佳煅烧温度为1000~1100℃（图2）。
5. 在确定最佳改性温度的基础上，筛选了材料的最佳水灰比（图3），通过室内老化试验，对材料的耐水性、抗酸碱侵蚀能力、耐风蚀能力以及耐冻融循环和耐温湿度循环能力等耐候性进行了评价（图4~图5），结合力学试验及微观分析，对其加固机理进行了探讨。
新的修复试验和工程应用表明，改性料礓石具备优秀的力学性能和较强的耐候性能，对岩土文物遗址的保护及岩石工程和地质工程具有较高的推广潜力。
这些研究成果为传统材料加固岩土文物遗址开辟了新途径，丰富了我国传统建筑材料研究的内涵。
上述研究成果近期发表在国际期刊Construction and building materials（Chen et al. Modification of traditional Chinese ginger nut and its mechanical behavior. Construction and building materials, 2017, 144: 138-146）上。