中国传统血料灰浆的应用历史和科学性

血料灰浆是中国古代建筑灰浆的重要代表作之一,体现出浓郁的中国传统工艺特色,反映了当时建筑技术的科技水平.本研究从血料灰浆的科技史入手,综述了传统血料灰浆的应用历史和制备方法,包括在油饰彩画地仗层、油漆地仗层、漆器和桥梁建筑等方面;结合各种现代科技文献评述了古代建筑灰浆中动物血蛋白的检测方法,包括各种物理化学方法和免疫法;阐述了灰浆中动物血的功能,如加气作用、减水作用、防水作用、平整和抗龟裂作用等,探讨了血料灰浆的作用机理.此外,还简述了血料、蛋清、糯米、红糖、桐油等有机添加剂的复配问题.本研究的总体目标是希望以此为基础,进一步加深对血料灰浆科学性和局限性的认识,并通过对血料灰浆的研究和传统工艺的科学化改进,更好地为当今古建筑修缮保护服务.     

秦俑彩绘回贴影响因素的探索性研究

在历经两千年埋藏以后,秦始皇兵马俑表面的漆皮彩绘在出土时,大多会卷曲脱落。如何将漆皮彩绘回贴加固好一直是保护工作者研究的难点。本工作在秦帝陵博物院前期工作的基础上,通过实验室模拟研究探索了黏结、回贴过程中陶本体含水率、PEG含量、可溶盐含量、陶块泥土粘附量、漆皮彩绘含水率、PEG含量、临时固型剂含量等对回贴、黏结效果的影响。结果表明将陶块含水率降至5%以下、减少PEG200溶液渗入陶本体、对陶本体进行脱盐处理、在黏结剂中添加极细小填料、逐渐增加PEG200浓度来润湿漆皮、清除残存的临时固型剂薄荷醇等措施都能不同程度地改善漆皮彩绘回贴的效果,增加黏结强度,提高其耐老化破坏循环的能力。以上应用基础研究可以为彩绘类文物现场保护工艺的改进提供借鉴。     

南方潮湿地区壁画表面加固与裂隙灌浆材料的评价研究

为弥补我国南方潮湿地区壁画保护材料研究的欠缺,模拟南方气候条件对壁画表面加固和裂隙灌浆材料进行保护效果的评价研究。通过前期预实验以及表面光泽度、防水性、耐老化性等测试评价得到:质量分数1.5%的RS1930纯丙乳液具有较好的表面加固效果;传统石灰中添加占石灰质量3.0%左右的ZB-SE-3A纯丙乳液和2.0%左右的纳米材料配制而成的灌浆材料具有较好的强度、防霉性、防水性与耐老化性,适合作为潮湿地区壁画灌浆加固材料。     

劣化石刻表层生物矿化加固材料的探索性研究

许多濒危石质文物表层劣化现象严重。但是,以往使用的表层加固材料很难令人满意,探索新的疏松岩石表层加固材料已是当务之急。由于天然生物矿化物耐候性优越,与基底岩石相容性良好,具有较好的加固作用,本工作依据生物矿化的原理,以不同生物大分子溶液作为有机模板,分别控制草酸钙、磷灰石和碳酸钙过饱和溶液于室温下在疏松岩石仿制样品的表层及孔隙内结晶生长。通过抗压强度、表面硬度和耐水浸泡等试验进行了加固效果评价,以考察仿生物矿化材料对含钙疏松岩石的加固能力。实验结果表明,仿生合成的生物矿化材料均具有一定的加固效果,其中以磷灰石仿生矿化材料的加固强度最大,以硫酸软骨素为模板的加固效果为佳。并且,在考察的3种加固方式中,以"直接混合"的加固强度更好,以"表面渗透"的耐水浸泡能力更强。本工作为开发濒危石质文物表层加固材料提供了新的思路。     

摩崖石刻危岩加固所用水泥类灌浆材料的评价研究

水泥在历史建筑保护中使用一直存在很大争议,主要表现为强度过高、与建筑物本体相容性差、易析盐,以及有碍于体现建筑物的历史价值。很多早期的加固案例也显示出它的种种弊端。但是,水泥作为摩崖石刻等危岩体的加固材料,在我国依然有不少应用。目前,对于这类加固灌浆材料的的问题很少研究,对相关弊病缺乏评价,因此也难以提出改进措施。为此,本研究通过对不同种类水泥以及不同添加剂改性的水泥灌浆材料的工作性能、力学性能以及离子溶出性进行了研究,以探讨水泥类灌浆材料用于摩崖石刻危岩加固的适宜性。结果显示,添加有机硅在不影响水泥浆工作性能和强度的情况下,可以有效抑制水泥中可溶性离子的析出;超细水泥在强度、抗析盐和防水性能上比普通水泥具有一定优势,但发现市售超细水泥中CaSO_4含量较高,导致SO_4~(2-)析出量较大。若摩崖石刻危岩加固需要使用水泥砂浆灌浆,建议选用CaSO_4含量低的超细水泥,添加适量有机硅,并通过进一步实验获得离子溶出量较低的最佳配方。本研究成果可为未来灌浆加固材料选择提供借鉴。     

石质文物表面憎水性化学保护的副作用研究

根据最小干预和不影响文物原貌的原则,使用表面化学防护和化学加固等保护材料被认为是保护石质文物的有效方法。目前,已试用于石质文物表面保护的化学材料主要是有机硅等有机化合物。这些有机材料能起到一定的防水和加固作用,但是也潜在不少问题,一些可能的危害目前还没有引起人们足够的重视。本工作以通用有机硅类防水加固剂为表面保护材料,以砂岩、凝灰岩、白云岩、大理岩和花岗岩为保护对象,模拟各种破坏因素,包括干湿循环、盐结晶、冻融和加热等的作用和联合作用,研究了表面化学处理后岩石样品在模拟环境中的变化情况,发现破坏现象严重。其中,化学保护剂在石材表层产生的亲水/憎水界面导致石材受某些应力的加速破坏是重要原因。上述研究结果提示,在石质文物的保护中应慎重使用憎水性表面化学保护剂。     

石质文物微生物腐蚀机理研究

危害石质物的因素很多,微生物降解作用是主要危害因素之一。本工作研究了微生物腐蚀过程的生物化学和生物物理机理,包括细菌、真菌、光合类微生物和地衣等有关微生物的侵蚀作用过程。了解这一过程对于我们管理和保护石质物具有重要意义。     

须弥山石窟48窟明代泥塑彩绘制作材质成分分析

中国古代泥塑彩绘工艺的研究兼具文化遗产传承和文物修复保护方法探讨的双重意义。须弥山石窟保留着的大量泥塑彩绘,在中国泥塑彩绘研究中具有重要地位。因此,本研究采用悬浮沉淀法、激光粒度仪、X射线衍射、红外光谱、能谱仪、显微拉曼光谱、酶联免疫和免疫荧光法、哈式切片法等检测方法对宁夏须弥山石窟48窟明代5件泥塑彩绘样品进行了由内及表的检测分析。检测结果发现,塑泥中使用的土和砂都经过人为加工处理,粗泥层的掺砂量大于细泥层,塑泥中掺加的纤维根据不同部位的需要分别选用了麦杆、苎麻、黄麻和棉;彩绘胶结物检测发现,须弥山48窟明代泥塑彩绘中曾使用动物胶和蛋清作为颜料粘结剂,彩绘层中红色颜料为朱砂,白色颜料为白垩;手指部位采用了贴金技术。研究结果为探讨古代彩绘泥塑原料成分和制作工艺提供基础数据。     

石质文物表面防护中的问题和新材料

野外的大型石质物暴露在自然界的风化环境中,近代环境污染和酸雨使侵蚀更加严重,已有许多防护材料用于石质物的防护,本分析了目前防护材料,特别是憎水性有机高分子防护材料在使用中存在的问题,并初步探索了使用新的生物无机防护材料的可能性。     

桃渚城城墙病害初步调研与保护对策探讨

临海桃渚城建于明代,是浙江保存最完好的抗倭卫所城址,全国重点文物保护单位。通过对桃渚城的现存状况进行调查分析可知,城墙目前存在局部垮塌、鼓闪、灰浆流失等病害,其本身的构造缺陷加上降雨和植物生长的共同作用是病害的主要成因。这类问题在东南沿海地区的古城墙中具有一定普遍性。针对这些病害以及桃渚城的构造特点,结合国内一些城墙保护的工程实例,提出桃渚城的保护策略:加强墙体的结构稳定性、加固墙芯填土、增设墙顶防水措施、及时疏改威胁本体安全的植物,可为后续以及同类城墙的保护工作提供参考。