浙江萧山跨湖桥独木舟遗址加固保护试验研究

为了保证所用加固材料对跨湖桥独木舟遗址土壤加固的有效性,使用改性水性环氧和正硅酸乙酯两种加固材料,分别于该遗址隐蔽部位进行了小面积加固试验,通过测试加固前后的土壤密度、pH值和色差以及强度等,对加固效果进行了评价。结果表明加固后的土壤干密度有所提高,土壤更加密实,仍处于原来的中性环境,保持土壤原貌,抗剪强度也有所提高。     

南越国宫署土遗址防风化加固材料的效果比较

南越国宫署遗址为大型土遗址类型,1996年11月国务院公布为全国重点文物保护单位,由于挖掘时间较长,遗址场地条件有限,已经出现了不同程度的风化、粉化、开裂、局部坍塌等严重病害。为此本课题组经过前期分析测试研究,采用有机硅改性丙烯酸、PS材料、有机硅改性硅酸盐、硅酸酯类和无机-有机复合材料等几种常用土遗址防风化加固材料,对南越国宫署土遗址样块进行了加固效果对比测试,研究了加固前后土样各种性能的变化情况。研究发现:硅酸酯类和无机-有机复合材料加固土体具有很好的耐水性,耐盐破坏能力,抗压强度也有提高,并且不影响土体的外观和透气性;PS材料加固土体后透气性和渗透性虽好,但耐水性能较差,加固强度低,而且容易泛白;有机硅改性丙烯酸和有机硅改性硅酸盐材料加固后土样强度适中,但透气性、耐盐性和耐水性较差。可以看出硅酸酯类和无机-有机复合材料加固南越国宫署土样的效果较好,建议可进入现场试验评估阶段。     

丙烯酸非水分散体等几种土遗址防风化加固剂的效果比较

对丙烯酸树脂非水分散体等几种土遗址防风化加固剂进行了加固效果对比检验,包括加固前后土样各种性能的变化,如：重量、颜色、孔隙率变化,抗压强度的提高,耐水、耐冻融、耐盐能力的增加等。通过检验发现,在所试材料中丙烯酸树脂非水分散体加固刑在浓度非常低的情况下对土体就有加固作用,使土体具有很好的耐水性、耐冻触能力,耐盐破坏能力也有提高,并且不影响土体的外观和透气性。而其它材料如正硅酸乙酯、丙烯酸树脂、聚氨酯、聚酯等虽在一些性能上能满足需要,但还有一些方面不能满足要求。对比表明,丙烯酸非水分散体是一类优良的土遗址防风化加固剂。     

浙江余姚田螺山遗址室内与现场加固试验研究

田螺山遗址是我国第一处实行原址保护和展示的南方古遗址,发掘后打破了遗址原来所处的稳定环境,导致遗址出现了一些病害。为了使得该遗址较好地保存下去,本文分析了该遗址土壤的理化性质,在此基础上,选用CB材料对该遗址土样进行了室内及现场加固试验。加固前后土样耐水性、PH值及强度等表征的对比表明,加固后的土样具有较好的耐水性,抗剪强度参数粘聚力有明显的增大,从而增加了土壤颗粒之间的粘聚力。现场小面积加固试验表明,保持了遗址原貌,渗透性好,未见表面开裂现象,同时强度也有很大的提高。     

硅酸乙酯类加固材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用研究

潮湿环境土遗址因含水率高、成分及所处环境复杂等特点,是文物保护工作中最难保护的文物之一,深入开展加固保护材料适用性及优化组合研究对于潮湿环境土遗址保护具有现实意义。以上海广富林文化遗址"F12房址"为对象,选取硅酸乙酯类加固材料Remmers SAE 300和SAE 300E,对其不同比例配合下的加固效果进行试验研究。通过表观形貌、渗透性、强度及抗水崩解性等指标分析,结果表明不同比例配合下的加固效果虽存在一定差异,但均能有效提高土体抗粉化能力和抑制霉菌生长,且当含水率较低时,加固作用将显著提高土体无侧向抗压强度和抗剪强度。研究结果对综合评定硅酸乙酯类加固材料在潮湿环境土遗址加固保护中的应用性有参考价值。     

砂岩文物加固材料与实验室工艺研究

风化砂岩文物的加固是文物保护的重要课题。在本研究中,选择与严重风化的云冈石窟石质文物材质相同的新鲜砂岩为研究对象,采用化学加速风化方法将石质试样进行风化模拟处理,使其风化程度接近于石窟文物本体。利用4种硅酸酯类加固材料和7种实验室工艺条件,对风化模拟石质试样进行加固处理。对处理后的石质试样进行渗透深度、色差、耐盐性、耐紫外老化、无侧限抗压强度性能测试,评估各材料与实验室工艺加固效果。经研究表明:不同材料对风化砂岩均有加固效果,其中硅酸乙酯及其低聚物材料加固作用明显;同种材料、不同实验室工艺条件下加固效果却不一样,减压浸渍法实验室工艺的加固效果最大。本工作结果将为砂岩类石质文物现场加固保护提供科学基础数据。     

北石窟寺表面防风化材料筛选

甘肃石窟分布广泛,洞窟大多开凿在砂岩上。在长期自然环境作用下,砂岩石窟表面风化严重,有部分区域甚至风化成砂土,砂岩石窟浅表层风化防治将成为重要的研究方向。本工作针对北石窟寺砂岩典型风化病害,选用0.5%羟甲基纤维素、5%砂岩加固材料、1.5%有机硅改性丙烯酸、1.5%丙烯酸、20%纳米SiO₂、10%正硅酸乙酯、3%PS共7种保护材料,基于室内试验测试这些材料的防风化性能,以加固前后宏观和微观特征进行定性描述,以色度、体积变化率、波速、表面硬度、抗压强度、透气性和吸水性作为加固定量评价指标,优选出砂岩加固材料、有机硅改性丙烯酸、纳米SiO₂、PS和正硅酸乙酯作为北石窟砂岩表面防风化加固建议材料。研究结果为北石窟寺砂岩质石窟表面防风化技术研发与应用积累了基础研究数据。     

无机有机原位复合材料加固保护脆弱陶质文物的研究

采用分光测色仪、差式扫描量热仪和傅立叶红外光谱仪研究碱催化原位复合纳米级SiO2-丙烯酸酯无机/有机复合材料的颜色、分解温度、分子结构以及耐老化性能等变化,利用扫描电子显微镜考察复合材料无机相和有机相的分散状况;测试将复合材料用于陶质文物样品的抗压强度、透气性、孔分布和微观形貌等加固保护性能.研究结果表明,加入5％～10％正硅酸乙酯材料的复合材料成膜透明,提高原有材料的热稳定性和耐光老化性能,水解缩合形成的纳米级SiO2分布于丙烯酸材料内部,有机材料包覆无机纳米颗粒;复合材料的加入提高了陶质文物样品的力学性能,同时又不堵塞陶胎内部孔隙,使其具有良好的透气性能.     

非水分散体加固剂固结砂土能力的研究

有机树脂非水分散体是一种新的土体防风化加固材料,对黄土样品和考古遗址都有好的加固效果。为检验这种加固剂对不同土体的加固能力,选择砂土作为被加固材料,用1．5％TD和2％21J加固剂进行加固试验。结果表明这种材料以低的浓度就有好的加固效果,经过加固的砂土样颜色和孔隙率变化小,土样的力学强度得到提高,具有好的耐水耐冻融能力及较好的耐盐能力,证明这种材料可用于砂土质遗址的加固保护。     

用电子束辐照加固秦俑彩绘

为有效加固秦俑彩绘,选择单体渗透、电子束辐照加固方法进行保护。在最佳辐照加固条件：以2-羟基甲基丙烯酸乙酯为单体,用1MeV2．0mA 60kGy电子束辐照可有效地加固秦俑彩绘层。加固后的陶俑表面没有出现光泽,彩绘层颜色鲜艳如初,生漆层、颜料层也再无起翘、脱落现象,干燥、自然。     

潮湿土遗址隔水防潮技术对比研究

潮湿土遗址的破坏,很大程度上是受水的影响,目前国内几个潮湿土遗址经常使用的防水隔水措施主要有:挡水墙、隔水廊道、拱券法和抽水法。经过对几种方法进行总结评价,可看出拱券法是最有效的方法。     

对大型土遗址的植物病害研究——以西安阿房宫遗址为例

在植物对土遗址作用的研究中,鲜有就真实的遗址来展开调查,以及讨论植物给土遗址带来的负作用及其机理。为此,本研究选取西安地区大型土遗址秦阿房宫为研究对象,利用现场调查结合样带法、图像分析法并采集土样,开展对遗址区植物分布、根系产生的裂隙和土壤环境的研究。结果表明:造成土遗址病害现象的主要原因为植物根系作用,加之雨蚀、风化作用及人为破坏的叠加作用,使遗址保存面临严重威胁;其中酸枣、臭椿等萌生树种所产生的根劈裂隙及植物根系对土壤环境的影响十分明显。现存土遗址由植物以及风雨作用而引发的主要病害,其类型包含了边缘夯土的基础掏蚀、洞穴遗存、开裂坍塌、冲沟发育、表面剥蚀,这些是阿房宫遗址面临的主要威胁,也是半干旱地区土遗址存在的特有问题。研究结果既有助于揭示植被对土遗址的作用机理,又能为土遗址保护的植物选择提供理论依据和技术支撑。     

潮湿环境下的土遗址加固保护材料筛选试验研究——以福建昙石山遗址为例

长期以来,关于潮湿环境下土遗址加固保护的适用材料问题一直是困扰我国文物保护和考古界的难点,至今尚没有成熟的规范可以参考。福建昙石山遗址作为我国东南沿海地区典型潮湿环境下的土遗址,近年来在遗址本体加固保护过程中,在加固材料的选取上,按照基础成分的不同分别对四类主要加固剂进行施工试验,通过大量的室内和现场局部试验,证明基本成分为长链烷基、烷氧基硅氧烷小分子和主要成分为含有乙氧基团的聚硅酸乙酯混合物以及主要成分为水玻璃和硅氧烷共聚物的加固剂材料加固效果较好,可用于潮湿环境下昙石山遗址的本体加固保护,这对推进我国潮湿环境下土遗址保护工作的全面发展无疑也是一次有益的尝试和探索。     

潮湿环境模拟考古土遗址夯筑支顶加固效果评估

为研究潮湿环境土遗址加固效果评估方法,在杭州地区进行现场模拟探方加固实验,并对加固后坑壁的波速、含水率、相对水平位移进行监测,对加固的模拟探方稳定性做出评估,以望通过采用科学定量手段评价土遗址夯筑支顶加固效果,为土遗址夯筑支顶加固效果评估提供参考。试验结果表明:模拟探方坑壁表层含水率随深度的增加而升高,含水率变化量逐渐减小;加固后坑壁土体初始强度随深度的增加而提高,且后期硬化过程也较上部区域快,土体强度随时间在逐渐增加;夯筑后坑壁前四五天位移值逐渐增大,且位移值随深度的增加而升高,后期趋于稳定。研究表明,基于变形监测技术评估夯筑体整体稳定性科学合理,基于表层含水量和波速变化评估夯筑土体强度变化是较好的手段。评估结果可为其他潮湿地区土遗址夯筑加固效果评估方法提供参考。     

南方潮湿地区考古遗址迁移保护初探——以长沙国际金融中心建设工地考古遗址迁移保护工程为例

长沙国际金融中心建设工地考古遗址迁移保护工程是大遗址保护实践的有益探索,也是目前遗址保护与区域经济建设协同发展模式下较具现实意义和操作性的一种大型遗址保护途径。本次迁移保护工程是湖南地区首次遗址类不可移动文物大规模迁移保护,采用"表面加固"、"分段整体切割"、"探铲打孔底板嵌套插入隔断"、"聚氨酯发泡固型"四个步骤,对各类型遗存进行科学、完整的迁移保护,该技术在长沙首次成功运用,解决了潮湿土遗址迁移保护的饱水环境、遗址基层不稳定、安全施工等技术难题。希望为南方潮湿地区遗址、墓葬的整体迁移保护提供有益的借鉴。     

Paper 4: Mechanical Properties of Bricks of the Coudenberg Archaeological Site in View of a Proper Conservation Strategy

Abstract

Archaeological sites are essentially submitted to decay phenomena inherent on their history as well as the environment to which they are exposed after excavation. The history of such archaeological sites is particularly related to their long-term underground conservation conditions during which they were subject to salt migration into the architectural remains. This paper describes the results of drill resistance measurements using a drill resistance measurement (DRMS) device to evaluate the mechanical damage resulting from salt crystallization pressures. Further tetraethoxysilane (TEOS) was applied on powdered bricks of often moist archaeological remains. It was noticed that TEOS serves as potential nutrient for present moulds. The mechanical consolidation effect was evaluated by comparing the hardness profiles after treatment with the reference ones. Bricks used for the construction of the Aula Magna, situated underneath the Royal Square, are characterized by severe patterns of fissures for which the damage diagnosis was built up.     

声频应力波法检测土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量初探

土遗址锚杆锚固质量一直是土遗址加固工程中关注的重点问题。目前,土遗址领域均采用具有破坏性的拉拔试验对其进行检测。基于土遗址的文物属性,本研究尝试利用无损检测技术评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆的锚固质量。通过锚杆无损检测仪与拉拔仪分别对甘肃省红沙堡遗址与永泰城址加固工程中的玻璃纤维锚杆锚固系统进行检测。比较实际测量杆长与仪器测量杆长结果,得出杆长指标可以判断无损检测仪所测结果的真实性。无损检测仪得出的检测波形衰减规律显著,对比相应锚杆的拉拔试验的评价结果,证实了声频应力波法在土遗址玻璃纤维锚杆锚固系统无损检测中的适用性。本研究结果将为评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量提供可靠的依据。     

有机硅改性丙烯酸树脂非水分散体的制备及在土遗址保护中的试用

为找到耐候性良好并对土遗址有良好保护效果的材料,以工业品的有机硅改性丙烯酸树脂乳液为原料,采用转化法制备了有机硅改性丙烯酸树脂非水分散体材料。对形成的非水分散体进行了外观检验和老化性能检验。通过对土样的加固试验和实地应用发现,浓度为0.8％的加固剂251M具有良好的固结效果,表面颜色基本不变,证明这种材料是一种有应用前景的土遗址防风化加固保护材料。