含氟聚合物应用于土质类文物的加固保护

本文介绍了含氟聚合物化学加固保护土质类文物的实验室研究工作。作者以陕西境内典型的半坡遗址土质重塑后的模拟样块为加固保护对象,分别进行了胶化物形成、孔隙度、持水量、抗水分解、抗压强度、抗钻强度、颜色测定等实验以及耐水性、耐盐腐蚀、耐冻融等耐老化实验。评估结果表明,含氟聚合物在土质类文物的加固保护中具有优越的性能。     

硅酸酯低聚体在石材保护中的应用研究

石质文物是中华民族的灿烂文明,是无价的不可再生的文化遗产和旅游资源,对其进行必要的保护势在必行。现阶段封护材料主要是有机高分子和一些在位聚合低聚体材料,高分子封护剂由于渗透性差、固化应力大等原因应用已被限制,低聚体以其良好的渗透性,无固化应力,与石材相容性好等原因受到更多的应用。研究了一类以甲基三乙氧基硅烷(MTEOS)、正硅酸乙酯等为单体、溶液缩聚的硅酸酯低聚体石质文物封护材料。探讨了单体用量对硅酸酯封护材料性能的影响,进行了硅酸酯封护材料的附着力、憎水性、透气性、耐可溶性盐、耐酸碱老化以及耐紫外光老化等分析测试,还进行了红外、扫描电镜等分析。通过试验分析表明,聚合过程中,MTEOS用量控制在40%(wt)时附着力及接触角达到最佳。封护后试样的耐酸碱性、耐可溶性盐、耐紫外光、透气性和抗冻融性均有不同程度的提高,结果表明研究的硅酸酯低聚体材料能够满足石质文物的封护要求。     

甲基三甲氧基硅烷对砂岩石刻封护性能的实验室研究

为了解砂岩石刻用甲基三甲氧基硅烷材料封护处理后的各项性能,选择四川省内风化较严重的摩崖造像区的砂岩作为实验样品,采用浸水、酸雾、盐老化、光老化、循环破坏等方法对材料的憎水性、透气性、耐老化性能进行实验测试。试验表明,砂岩样品用甲基三甲氧基硅烷封护处理后其憎水性、耐老化性都有较大的提高,透气性没有太大的改变,半涂样品经循环破坏处理后,表面出现开裂现象。通过研究表明,甲基三甲氧基硅烷材料处理砂岩后其憎水性和耐老化性都较好,但循环破坏实验提示,甲基三甲氧基硅烷材料处理石刻可能对其表面产生负作用,在石刻保护中应慎重使用。     

中国古代砖砌体力学性能研究综述

古代砖砌体建筑由于材料劣化、环境影响,材料特性及力学性能均受到不同程度的影响和损伤,为了保护历史文化的载体,结合古建筑材料获取原始且必要的数据,系统总结了古砖、传统灰浆的制备工艺和材料性能,简要归纳了古砖、传统灰浆和古砖砌体基本力学性能及其测试方法,对比分析了单砖和砌体抗压强度的差异以及古建筑砌体材料力学性能研究现状。并对今后古砌体如弹性模量等力学性能、古砌体材料及结构的损伤机理等的研究提出了展望或建议,可为砖石古建筑的修缮保护提供参考依据。     

文物保护中使用非典型丙烯酸酯类材料的应用述评

丙烯酸酯类聚合物(Acrylic Polymers)材料具有成膜性、可逆性、疏水性好的优异性能,被广泛应用于文物的加固、粘接和封护等。典型的丙烯酸酯类材料如Paraloid B-72、Primal AC-33等在文物保护领域内应用时间长、范围广,但由于文物材质、保存情况不同,难以满足所有的保护要求。本研究梳理了其他非典型丙烯酸酯类文物保护材料,如Paraloid?系列B-44、B-48N、B-66、B-67;Primal?系列SF-016、B-60A、MC-76、WS-24以及其他乳液型丙烯酸材料。通过对比其基本化学成分、应用对象、方法及效果,以及使用过程中的特征及优缺点,总结了其在文物保护中的应用历史、现状及发展前景,以期为丙烯酸酯类保护材料的选择提供有益的参考。     

大雁塔和法门寺砖材保护研究

大雁塔和法门寺塔这两座佛教名塔都表现出明显的风化现象,需要及时的给于保护。通过X-射线衍射分析、岩相显微镜分析及孔隙度的测定,分析了大雁塔和法门寺两座佛教名塔的风化特征。在此基础上,用几种不同的加固保护剂对两种砖材进行加固保护研究。通过渗透深度、孔隙度、毛细吸水和毛细渗透、持水量、透气性、水力学膨胀、等温吸附、抗压强度及酸腐蚀、冻融、热膨胀之后的强度衰减等参数分析,结果表明含氟聚合物对两种砖材具有良好的加固保护效果。     

纤维素-壳聚糖共聚物对石材试样保护的探索研究

为研究纤维素-壳聚糖共聚产物对石质文物封护保护的可行性,采用自由基聚合法,以过硫酸钾为引发剂,将醋酸丁酸纤维素(CAB)与壳聚糖进行接枝共聚,制备了纤维素-壳聚糖接枝共聚物。同时研究了纤维素和壳聚糖接枝共聚反应的最佳条件:引发剂K2S2O8浓度1.5mmol/L,预处理温度40℃,时间2h,纤维素与壳聚糖的质量比为2:1,反应温度50℃,反应时间8h,交联剂0.12mL,总液体积100mL。分析了纤维素-壳聚糖用量对石质文物封护材料的性能影响,并且对石材试样进行模拟试验,测试分析了色差度、光泽度、接触角、附着力、透气性和耐老化等性能指标,并采用红外光谱、扫描电镜对试样进行表征。结果表明,经纤维素-壳聚糖接枝聚合物浓度为15%的封护材料保护后,石材试样保持了原有的质感、光泽、颜色,并且憎水性、耐老化性等性能得到了大幅提高,对石材试样具有良好的封护效果,为天然高分子在纸质文物保护中的应用开辟了广阔的前景。     

水硬性石灰改性土修复加固材料性能研究

针对土遗址土体坍塌、残缺等病害,为选择更好的土遗址修复加固材料,通过遗址土中添加水硬性石灰进行改性,分析检测水硬性石灰改性土修复材料的性能,并与石灰改性土材料性能进行对比分析。研究结果表明,与石灰改性土性能相比,水硬性石灰改性土修复材料夯土收缩率小、水稳定性好、抗压强度大和强度增加快、耐冻融性好;其性能优于石灰改性土材料的性能,适合土遗址土体坍塌、残损病害的修补加固,其研究成果为土遗址的保护修复加固提供科学依据。     

《文物保护与考古科学》2006年全年分类总目次

标题作者期号页码古建筑、遗址建筑遗产修缮工程的结构处理技术———明显陵陵寝门的修缮铁晶王其亨No.131谈谈考古遗址的展示保护周双林No.147丙烯酸树脂非水分散体加固剂在泥河湾古象足痕迹提取中的应用周双林刘连强赵战护成胜泉No.357石窟、石雕、石刻、壁画前视全景钻孔电视在龙门石窟防渗工程中的应用郑茂营方云严绍军高洪孙兵徐利军苗庆林No.117空鼓病害壁画灌浆加固技术研究汪万福马赞峰李最雄杨涛付有旭No.152石质文物表面憎水性化学保护的副作用研究刘强张秉坚龙梅No.21岩石材料工程性能的研究———石质文物保护科技的基础性研…     

水硬性石灰改性土修复加固材料性能研究

针对土遗址土体坍塌、残缺等病害,为选择更好的土遗址修复加固材料,通过遗址土中添加水硬性石灰进行改性,分析检测水硬性石灰改性土修复材料的性能,并与石灰改性土材料性能进行对比分析。研究结果表明,与石灰改性土性能相比,水硬性石灰改性土修复材料夯土收缩率小、水稳定性好、抗压强度大和强度增加快、耐冻融性好;其性能优于石灰改性土材料的性能,适合土遗址土体坍塌、残损病害的修补加固,其研究成果为土遗址的保护修复加固提供科学依据。     

黄瓦窑琉璃构件胎釉原料及烧制工艺研究

黄瓦窑位于我国辽宁省鞍山市海城地区,经专家考证它是专门为清代辽宁地区烧制皇家建筑琉璃构件的窑厂。本文利用X射线荧光渡谱法、X射线衍射法、热膨胀分析等方法研究了黄瓦窑琉璃的胎釉原料及烧制工艺情况。研究表明：黄瓦窑烧制的建筑琉璃为低温铅釉、二次烧成,胎体属于我国陶瓷史上比较少见的MgO—Al2O3-SiO2三元体系,胎体的热膨胀系数比釉层高2～3×10—6／℃。     

故宫养心殿燕喜堂琉璃构件表面污染物的清洗实验初步研究

古建筑琉璃瓦构件长期暴露在室外,受到风吹雨淋,加之大量的污染物影响,导致釉层剥落,严重影响其外观及艺术价值,也为后续的保护修复带来巨大影响。实验通过对琉璃构件污染物的检测,发现其污染物主要为黑色含炭的附着物,以及含有钙与铁的原有修复材料。分别用激光清洗、蒸汽清洗等手段进行清洗,通过视频显微与色差仪对其清洗效果评估。结果发现激光清洗能有效去除黑色含碳的附着物,蒸汽清洗则对于表面的灰尘与浅黑色污染物有显著的效果,手术刀片剔除法可以有效清除原有修复材料。本实验对于琉璃构件清洗保护流程及工艺可起到指导作用。     

北京故宫和辽宁黄瓦窑清代建筑琉璃构件 的比较研究

为了更好地揭示清代不同地区建筑琉璃构件的原料、烧制工艺及其性能关系,本工作以北京故宫和辽宁黄瓦窑清代建筑琉璃构件为研究对象,利用WDXRF、EDXRF测定琉璃构件胎、釉的化学组成,利用热膨胀仪和理论计算方法测试计算胎、釉的热膨胀系数。在此基础上,研究了两地清代建筑琉璃构件胎釉的化学组成规律和胎釉热膨胀系数的匹配性关系。结果表明:两地琉璃构件釉料的化学组成基本一致,而琉璃构件胎体原料不同,北京故宫清代琉璃构件胎体化学组成属于硅-铝体系,辽宁黄瓦窑的琉璃构件则属于硅-铝-镁体系,因此两地胎釉热膨胀系数的匹配关系也不同。     

Study on the source of raw material and firing technique of glazed tiles bodies in the Ming Imperial palace site,Nanjing, China

This article considered glazed tiles excavated from the Ming Imperial Palace site in Nanjing as the research object. Glazed tiles were selected and analyzed via vacuum porosimeter, thermal dilation (TD), X-ray diffraction (XRD), and energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) to determine their physical property, firing temperature, phase composition, and chemical composition, respectively. Results show that the firing temperature of body belongs to the temperature range (of 950–1,100°C), whereas the water absorption and apparent porosity are large. The phase composition of glazed tile bodies is the same (predominantly quartz and mullite). However, some samples contain trace amounts of rutile, hematite, sodalite, and orthoclase. The firing temperature combined with the phase composition indicates that the raw material and firing process of glazed tile body samples have similarities, which embody of the strict and unified management system of the official kiln. The raw materials of glazed tile body in the Ming Imperial Palace site may come from Dangtu glazed kiln, whereas the rest of the samples remains to be explored. This study provides a scientific basis for understanding the evolution of glazed tile-making technology in ancient China, and is important for the protection and repair of glazed buildings in the Ming Dynasty.     

南京大报恩寺塔建筑琉璃构件的科技研究

南京大报恩寺塔是明初重要的皇家琉璃建筑,是代表中国文化的标志性建筑之一,和罗马大斗兽场、比萨斜塔、中国万里长城等一道被称为中世纪世界七大奇迹,具有极高的历史、文化、科技研究价值。本文以南京大报恩寺塔的建筑琉璃构件为研究对象,利用WDXRF、EDXRF、XRD、OM、热膨胀仪、高温测试仪等测试方法研究其胎釉化学组成、烧制温度、结构及物理性能;探讨南京大报恩寺塔建筑琉璃构件胎体原料来源和釉料配方的传承发展关系,揭示其制备工艺技术中所蕴含的科技内涵。     

The Origin of the use of the Tin‐Glazed Earthenware Technique in the Production of the French Medieval Pavement of Suscinio

The medieval pavement found in its original state and place at the Breton castle of Suscinio is an interesting case study for answering questions about the origin of the tin‐glazed earthenware technique in France. Twenty‐eight decorated tiles (with transparent and tin‐opacified glazes) and eight clayey raw materials were examined using chemical and microstructural approaches involving petrographic, SEM–EDS and XRD analyses. By combining the results of provenance and technological studies with historical and archaeological data, it was possible to conclude that the pavement was a local product, made with imported technological skills, rather than an imported product or the result of local experimentation.     

Two unique Byzantine immured lead-glazed relief ceramic icons and related tiles from the church of St Basil in Arta,Greece: investigation and interpretation of materials and techniques

St Basil’s late Byzantine church in Arta (NW Greece) is unique among other surviving churches of the same era as a result of two glazed relief ceramic icons and arrays of square glazed tiles that decorate its external wall. The latter decorative items were carefully examined by means of analytical techniques in order to reveal the materials and techniques used for their manufacture and thus interpret their connection to the contemporary Byzantine and Italian ceramics. Analytical results indicate that lead plus quartz suspensions were employed for the fabrication of the majority of the glazes in the spirit of recipes for Italian Archaic majolica pottery, and thus they are differentiated from the common contemporary Byzantine products. Nonetheless, the raw materials used in the Arta area ceramics deviate substantially from those used in the Italian products and, possibly, a local (NW Greece) production is reflected. The unexpected rather rich variety of raw materials and/or techniques that underlies the visual uniformity of the glazed material in consideration might reflect selection of the best products generated upon experimentation with various contemporary technical alternatives. Finally, the decorative arrangement of the glazed items that we see today might reflect a way to circumventing original objections to the ceramic icon innovation.     

故宫清代年款琉璃瓦釉的成分及相关问题研究

在故宫古建大修中发现一批带有清代年款的琉璃瓦件,这些瓦件的制作原料、烧制工艺反映了当时的技术水平,同时也反映了国家对建筑琉璃生产的管理状况。本文着眼于琉璃瓦釉的研究,开展了成分分析、釉烧温度分析,并探讨了成分变化的原因、以及成分变化对釉的性能和胎釉匹配性的影响。研究结果表明:雍正至宣统时期,釉中PbO含量呈降低的趋势、SiO2含量呈升高的趋势,特别是雍正至乾隆时期变化较为明显。这一变化可能与乾隆元年对雍正朝琉璃瓦釉料用铅量的核减有关。釉的成分变化导致釉的流动点温度升高,釉的热膨胀系数降低。乾隆时期出现了一批胎釉热膨胀系数匹配性较好的瓦件。     

氟橡胶成膜物封护青铜试片的研究

为研究氟橡胶材料对青铜器物的封护性能,用氟橡胶、B72、单组分氟碳(KL)、有机硅玻璃丙烯酸树脂(硅丙)为主成分配成不同配比的试剂制备各种封护剂.对青铜试片封护后进行耐盐雾、耐二氧化硫、耐湿热、紫外老化、接触角测定、极化曲线、交流阻抗及抗压强度实验,比对封护性能.结果表明:单一成分氟橡胶溶液在超过半数的实验中表现最佳,含氟橡胶的单一和混合溶液整体优于其它材料.     

故宫养心殿燕喜堂古建筑琉璃构件的釉面损毁研究

故宫建筑琉璃构件面临最主要的病变是琉璃釉层的大面积脱落,以养心殿燕喜堂最为典型的琉璃筒瓦为研究对象,分析釉层和胎体的成分、形貌以及热性能等,同时进行不同条件下的模拟循环试验发现:环境温湿度变化剧烈,会引起琉璃样品的釉层脱落,其中样品釉层越厚、胎釉与胎体的热扩散性能和热膨胀性能差异越大,样品釉层脱落的速率会越快。分析原因主要在于琉璃样品从高温急剧降到低温等循环过程发生的“淬火”,样品从高温下降至冷冻室冰水混合物中表面釉层的温度下降速率相对最大,这种温度的急剧变化会引起釉层张应力以及胎釉界面热应力的分布不均,釉层脱落破坏最为严重。对比琉璃样品发生破坏时的模拟实验条件和实际环境条件,与夏季的高温/暴雨最为相似,推测可能成为破坏古建筑琉璃釉面脱落的最主要因素之一。研究成果可为后期文物保护和修复方案的提出提供科学依据。