石质文物保护中的化学清洗技术

本研究综合性评述了石质文物化学清洗技术。对于石质文物的清洗原则、石质文物表面污染物的种类、化学清洗技术与其他特种清洗技术的关系、各种化学清洗方法的主要原理和应用实例、贴敷法清洗操作技术等,结合国际国内文献和与浙江大学合作开展的一些研究工作进行了梳理和阐述。希望能为国内石质文物保护工作者开展相关研究时提供思路和借鉴。     

传统建筑泥灰类加固材料的性能研究与机理探讨

人们已经发现一些古建筑所使用的传统材料具有较好的加固作用,其耐久性、强度、与建筑本体的和谐、以及与环境的友好等方面都具有突出的优点。但是由于当时科学技术水平的限制,以及天然材料混合物本身的复杂性,这些传统材料的加固机理一直未被人们充分认识。为了利用和发展传统材料的优势并为古建筑和文物保护服务,本工作选择最具中国特色的以石灰等无机材料为基料,以糯米浆和蛋清等天然生物材料为配料的古代建筑灰浆配方和三合土配方,开展了一系列加固性能研究,并且结合现代SEM和XRD分析仪器,对一些典型的样品进行了微观结构和形貌分析。结果发现,这些古代配方具有现代复合材料的某些特点,即通过无机/有机相互协同的效应,达到了较好的加固效果;重要的是发现糯米浆具有一定的生物矿化的模板作用,即糯米浆的生物大分子对碳酸钙的结晶和生长起到了调控作用,使方解石结晶体的大小和形貌具有一定程度的有序性。本研究为传统材料进一步科学地应用于古建筑和石质文物的修复加固提供了新的思路。     

国内文物保护胶凝材料研究状况及发展趋势——基于中国知网近15年来期刊论文的定量分析

利用CNKI中国知网期刊数据库,对2000~2014年间国内发表的文物保护胶凝材料研究与应用的相关论文进行了查询和统计。在收集整理相关论文的基础上,使用文献计量学方法对年份、作者、机构、基金等要素进行统计分析,主要关注文物黏接、加固、防护(封护)等用途中所用传统胶凝材料和现代高分子胶凝材料的研究与应用状况,并对主要品种的研究现状进行定量分析,希望由此判断典型文物保护材料,尤其是粘结修复胶凝材料研究领域的重点和热点,同时探讨该研究领域的发展趋势。     

基于凝胶法的古代壁画表面加固材料的去除技术模拟研究

为了延长古代壁画的寿命,保护工作者通常将一些现代高分子材料渗透到壁画颜料层,用以黏结加固濒危的壁画。这些材料对壁画的保护发挥了积极作用。但是随着时间的推移,有些材料已经开始劣化,逐渐丧失作用,有的甚至会加速壁画的破坏。因此,古代壁画表面失效加固材料的清除技术已经成为文物保护需要解决的重要科学技术问题。本项研究针对中国古代壁画4种常用黏结加固高分子材料,聚醋酸乙烯乳液、纯丙烯酸乳液、有机硅改性丙烯酸乳液和Paraloid B72树脂,开展了清除技术的实验室模拟研究。本工作使用目前最环保和高效的水凝胶清洗技术,设计制备了4种凝胶材料,制成16个凝胶配方,结合乙酸乙酯、对二甲苯、正戊醇、碳酸丙烯酯等清洗剂,从凝胶的工作性能、凝胶与清洗剂的相容性、清洗剂对壁画表面层的破坏性、对4种粘结加固材料的清除能力,以及粘结加固材料老化对去除率的影响等方面,在瓷板、玻片和模拟壁画上开展了系列实验研究,从中筛选出分别适合于清除这4种常用高分子材料的凝胶清洗方法,计算了去除率,初步摸清了相关技术数据。     

云冈石窟的污染物病害调查研究

云冈地区周边经济发展、工业开发等因素使当地自然环境发生了很大变化;石窟本身成为旅游热点,也使石窟内的病害类型、特征、面积、危害程度等都发生了变化,尤其是各种污染物病害对石窟的破坏作用明显加重。为了更加有效地保护石窟文化遗产,从2010年1月起,浙江大学文物保护实验室会同云冈石窟研究院和西安文物保护修复中心,共同对云冈石窟45个有石雕艺术品的洞窟内的污染物病害进行了系统调查,对污染物种类(包括内源性和外源性)和污染程度进行了分类统计。该工作属于国家科技支撑计划"石窟文物表面有害污物清除技术研究"课题的一部分,同时也是石质文物化学清洗研究的需要。本次调查对于污染物病害分类及命名依据国家标准WW/T0002-2007:石质文物病害与分类图示。调查结果表明,窟内至少存在表面污染与变色、表面层风化、表面生物病害、修补残留及水斑等5大类污染物病害,具体包括粉尘污染、烟熏结壳、黄斑、涂鸦刻画、触摸油脂等12小类,总污染面积达7059.66m~2。同时,分析研究了主要污染物病害的成因和危害性,研究结果为进一步开展清洗和保护研究提供了基础科学数据。如何判别各种污染物对石窟造像的危害?是否需要去除?如何在"最小干预"的原则下最大限度地保护好云冈石窟?这些仍然是有待研究的重要课题。     

石质文物表面墨迹的保护作用

在许多不可移动石质文物,尤其是石刻文字表面,因历代文人墨客的拓片留下了大量墨迹。这些墨迹是否对文物本体岩石有害?一直是保护工作者希望了解的问题之一。为此本研究开展了一系列调研和实验研究。通过对各地保存较完好的石刻表面的观察,可以发现石刻表面残留的墨迹具有某种保护作用;对模拟样块的SO2腐蚀实验结果表明,岩石表面的墨迹具有一定的阻止空气中腐蚀性气体侵蚀岩石的作用;盐迁移破坏实验也发现墨迹在某种程度上具有减小可溶盐结晶破坏岩石的作用。吸水率实验和电镜观察等结果显示,墨迹缓解岩石风化的机理主要是墨迹对岩石微裂隙具有填充和加固作用,使岩石的吸水系数降低,部分阻挡了可溶盐的入侵和聚集结晶。     

四川广汉龙居寺中殿壁画制作材料与工艺研究

广汉龙居寺中殿壁画为四川地区明代建筑壁画中精品。为了解该壁画制作材料与工艺,采用显微观察、激光粒度仪分析、X射线衍射、拉曼光谱、酶联免疫等方法,对样品结构形态和材料组成进行了分析。结果表明:该壁画载体为编竹夹泥墙结构。地仗层泥土颗粒矿物成分主要为石英、钠长石,颗粒组成墙体壁画以粉粒为主、砂粒次之,垫拱板壁画粗泥层比细泥层砂粒含量偏低、粉粒含量偏高;加筋材料粗泥层为稻草秸秆、谷壳等,细泥层为棉或麻纤维。颜料层显色成分为古代壁画常见矿物颜料,红色为朱砂、铅丹,绿色为氯铜矿、副氯铜矿,白色为方解石、滑石,黑色为炭黑,蓝色为石青,黄色为针铁矿,胶料为动物胶或蛋清。该壁画在四川地区明代建筑壁画制作材料与工艺上具有典型性,主要体现在载体结构类型、地仗层材料组成、颜料层显色成分等方面。研究成果不仅可为该壁画后期保护修复提供依据,而且丰富了对四川地区明代建筑壁画的认识。     

不可移动石质文物化学清洗的操作工艺

本工作属于国家科技支撑计划课题"石窟文物表面有害污物清除技术研究"的内容之一,旨在为起草《不可移动石质文物表面污染物化学清洗工艺规范》作准备。为了使研究基础更为广泛和扎实,结合在实验室和云冈石窟现场的化学清洗实验,综合评述了国内外石质文物化学清洗的工艺要求和规程,包括前期调研、清洗剂选择、贴敷技术、效果与安全性评估、实验室研究和现场小试验等内容,探讨了与石质文物化学清洗操作工艺相关的正面和反面的典型案例,为石质文物化学清洗操作工艺的规范化提供借鉴。     

化学保护的副作用及其对策的探索性研究:(Ⅰ)多层化学保护

化学防护和化学加固是目前保护土、石、砖等材质的不可移动文物的常用方法.所用化学材料主要是有机硅等憎水性有机化合物.这些材料能起到一定的防水和加固作用,但也存在不少问题,有的导致了更严重的破坏.其中,憎水性保护层的起壳剥落是最常见的破坏现象,特别当环境干湿循环频繁,文物本体或地下可溶性盐含量较高的情况下,憎水性化学保护层很容易从文物本体上起壳剥落,造成文物的加速腐蚀破坏.为了减小此类破坏的危害程度,本工作探讨了化学保护剂在混合使用和多层配合使用条件下的防护和加固效果.结果发现,以憎水性较弱的化学材料做基底渗透,以憎水性较强的化学材料做表而保护,由此构成的多层保护措施可以降低化学保护层起壳剥落的危害.其主要原因是,多层保护形成的憎水梯度分散了吸湿膨胀形成的界面拉应力,也缓解了盐结晶析出产生的膨胀应力.     

羟基磷灰石材料在文物保护中的应用述评

作为一种新兴无机材料,羟基磷灰石近年来在石灰岩、钙质砂岩和甲骨等文物的保护领域得到了广泛的研究和应用。本研究就羟基磷灰石材料本身的特点、保护原理及应用研究现状进行了阐释与评述,指出了其借鉴意义,并展望了羟基磷灰石保护材料研究的发展方向。