茂陵石刻表面污染物和可溶盐的分析研究

为了厘清造成茂陵石刻文物劣化的原因和机理,对石刻表面的污染物和析出可溶盐进行了分析研究,以找出石刻文物劣化和污染物、可溶盐之间的关系,为制定科学有效的保护措施提供科学依据。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、傅里叶变换显微红外光谱仪(FTIR)等仪器对采集的茂陵石刻文物表面污染物和可溶盐进行了表征,用离子色谱(IC)分析了可溶盐的离子种类和含量。结果表明,“马踏匈奴”石刻雕像表面污染物的主要成分是CaSO4·2H2O,其形成原因是石材与空气污染物经长期化学反应形成的钙质结壳,或者是地下水中可溶盐的毛细运移造成的;“怪兽吃羊”石刻雕像表面析出的可溶盐有Na2SO4、NaNO3和CaSO4·2H2O,主要是由于地下水中可溶盐从砖石基座迁移到石刻文物本体,随温湿度变化反复结晶溶解所造成。可溶盐会引起石质文物表面酥粉、片状剥落、内部结构破坏等侵蚀,是茂陵石刻文物的主要病害之一。     

外界因素对崖墓石刻风化影响的实验研究

四川崖墓石刻大多存在片状脱落、粉状剥落、表面泛盐、空臌开裂、颜料褪色或脱落等风化病害,其保存状况令人堪忧。通过模拟崖墓所处环境,经过冻融实验、耐盐实验、温湿度循环变化及酸雾等实验室研究,表明四川崖墓石刻风化是各种内因和外因共同作用的结果,而在外界因素中,水害、可溶盐、温湿度循环变化和酸雨是影响崖墓石刻风化的主要因素,并且各种外界因素相互作用产生的破坏力比单一因素要大得多。     

八硼酸钠抑制砂石质文物硫酸盐结晶研究

针对砂石质文物的可溶盐病害治理,本研究提出了一种采用八硼酸钠抑制硫酸钠结晶的方法。通过偏光显微镜、扫描电镜、X射线衍射等分析,以陕北砂岩为例,研究了梯度浓度的八硼酸钠对硫酸钠结晶的抑制效果,初步探讨了八硼酸钠对硫酸钠的微观作用机理。研究表明,八硼酸钠浓度越大,硫酸钠结晶析出量越少,考虑到“文物保护最低限度干预”的原则,当八硼酸钠的质量分数为15%,抑盐效果最佳。同时本研究对可溶盐病害治理与砂石质文物保护具有重要的理论和实践意义。     

模拟壁画墓葬中的微环境分析研究

墓葬壁画经考古发掘后,墓室内原有的稳定环境被打破,在微环境不断变化的作用下产生各种不同的病害。为探究微环境变化规律,在陕西师范大学模拟壁画墓室内对空气温湿度、土壤温度、土壤含水率及土壤电导率等进行长期监测。结果表明,外部环境的改变对墓室内部微环境的变化具有一定的影响,距墓底高度越高,其土壤温度、含水率变化幅度越大,越易产生酥粉等病害。利用离子色谱仪、X射线衍射仪(XRD)等仪器对土壤易溶盐进行定性与定量分析,结果表明土壤中各种阴、阳离子含量与土壤埋深深度呈正相关关系;土壤表面析出盐分主要以硫酸钠和硫酸钙为主,在微环境的不断变化下,易产生酥碱等病害。对壁画墓葬微环境进行系统研究,为有效调控墓室微环境提出合理的对策,以期为原址保护提供更多的科学依据。     

烟渍对石窟造像的影响探究——以通江千佛岩石窟为例

四川地区石窟造像烟渍污染较为常见,通江千佛岩石窟烟熏污染较为突出。运用发射能谱和拉曼光谱对污染物组成分析,发现污染物成分主要为脂类和碳粉类两类。结合基岩基础性能、烟渍区和新鲜基岩色差、显微结构以及盐分分析发现:烟渍区和新鲜岩样色差值ΔE达到10.93,烟渍对造像颜色改变明显;焚香点蜡所致污染物一般呈黄色条状、颗粒状油脂或碳粒粉末状,无彩绘层区域烟渍直接渗入岩石内部空隙,有彩绘层区域烟渍在彩绘层表面堆积,很难渗入岩石内部;烟渍部位内层岩石的可溶盐成分与风化样相近,但含量高于风化样和新鲜岩样。烟渍污染物不仅改变石窟造像外观形貌、隐匿造像价值,而且还会导致烟渍区发生空鼓、起翘、片状剥落等次生病害。     

石窟壁画可溶盐破坏过程的实验室模拟研究

石窟壁画是十分珍贵的文化遗产,但是其保存一直受到可溶盐及相关病害的威胁。研究石窟壁画可溶盐破坏过程是治理和预防这类病害的基础工作,深入的基础研究既需要全面的现场勘测,也需要实验室的模拟研究,能否制作出反映实际情况的试验样品仍然是十分艰巨的挑战。为此,作为一系列应用基础研究的第一步,通过对敦煌莫高窟壁画典型制作工艺和病害情况的调研,在敦煌研究院工作的基础上,规范地制作出便于实验室研究的模拟样品。通过对样品的破坏循环实验表明,所做样品可以重现可溶盐的迁移过程、分布状况和破坏情形。同时,样品的各种性能变化参数能够比较方便准确地测定,呈现的病害状况基本符合文物现场的实际现象,初步实现了石窟壁画病害的实验室模拟研究。本工作建立的模拟方法为深入开展壁画保护的基础科学研究开辟了一种途径。     

北方地区寺庙、殿堂壁画可溶盐活动规律的 实验室模拟研究

古代壁画的风化酥碱问题一直是壁画病害中最常见和最严重的问题之一,其主要原因是墙体中的可溶盐。了解壁画中可溶盐无机离子的特性及其活动规律可为解决古代壁画的酥碱问题提供科学参考和依据。为此,通过模拟壁画中可溶盐活动实验来揭示可溶性无机离子在壁画中的分布及活动规律。利用离子色谱仪检测分析壁画不同高度细泥层、粗泥层以及土坯层的可溶盐离子浓度。结果表明,试块细泥层中的Ca2+,Na+,和SO24-含量最高,说明这三种离子在壁画中的迁移能力最强,Cl-、NO3-、Mg2+的迁移能力居中,K+迁移能力最弱。离子迁移能力越强,在壁画表层富集程度就越高,各离子之间形成结晶盐的机率越大,对壁画破坏作用越大。本研究可为解决古代壁画盐害提供依据。     

硫酸盐与氯化物对壁画的破坏性对比研究——硫酸钠超强的穿透、迁移及结晶破坏力证据

莫高窟壁画酥碱病变的可溶盐主要为NaCl和Na2SO4,其中Na2SO4是破坏性最严重的盐。为此,以莫高窟壁画典型盐害为模拟对象进行仿真试验研究,重点研究Na2SO4盐在温度交变、干湿循环作用下对砂砾岩、地帐层的剥蚀破坏和强度的影响。结果表明,Na2SO4具有超强的穿透、迁移能力及结晶破坏能力,其结晶行为机理及壁画损害表现形式与氯化钠有很大不同。Na2SO4引起的试块膨胀和剥蚀破坏随着Na2SO4浓度和干湿循环次数的增加明显增大。气象条件中,32.4℃以下的温度区间的温度变化及40%以上的干湿度循环交变,是造成病害加剧的主要因素。盐涨试块强度测试表明,盐的结晶对壁画基体材质砂砾岩的强度损害是非常大,常见不可逆的粉末状酥碱及粒状剥离。研究结果可为正确保护壁画作理论探索时参考。     

遗址博物馆内土遗址本体可溶盐和霉菌危害预防与治理的进展

在博物馆建筑的保护下,尽管避除了由于风蚀、雨淋、日晒等有害因素所导致的土遗址裂隙、崩塌等病害现象,但是可溶盐迁移及霉菌滋生导致的表层风化等一系列危害会造成土遗址本体破坏和信息损失 ,所以进行这方面的研究尤其重要且迫切。本文主要综述了可溶盐、霉菌的破坏作用、产生原因、影响因素、防治措施等,并探讨了遗址博物馆内土遗址防治可溶盐及霉菌危害的可行性保护研究方法。     

甘肃馆藏彩陶的保存环境与病害处理方法

彩陶是人类新石器时代创造出的璀璨文化,是先民们劳动与智慧的结晶。甘肃彩陶是中国新石器时代文化中的亮点,现存彩陶由于地下埋藏时间长、保存环境较差,因而产生诸多病害,如可溶性盐析出、酥解、片脱、破损、裂缝以及彩绘层剥落、脱落等。本文就彩陶的保存环境与病害处理技术与方法作详细论述,为彩陶的修复保护提供技术资料和信息。     

金沙土遗址盐害分布与演化特征

金沙土遗址表面存在泛盐、粉化、空鼓等盐害。对这些盐害的分布特征与演化过程的研究是科学保护金沙土遗址的第一步，也是进一步探讨盐害致病机理的前提条件。本工作收集整理了2010～2020年金沙土遗址病害调查资料，通过现场调查和图像处理技术对盐害的类型、分布特征与演化过程进行定性和定量分析；采用X射线衍射、离子色谱和扫描电镜等测定了不同高度土样的成分、盐分含量以及微观结构。结果显示金沙土遗址主要的盐害类型为表面泛盐、粉化、空鼓、片状剥蚀和掏蚀；主要分布区域是西北向走廊和古河道附近，机挖坑侧壁最为严重；在探方侧壁上盐害由上到下依次由表面泛盐过渡到单独粉化，再到空鼓和片状剥蚀，最底层为掏蚀。金沙土遗址盐害的发育过程可以概括为四个阶段，每个阶段主要发育的盐害类型不同，依次为表面泛盐、粉化、片状剥蚀和掏蚀。越到后期，各类盐害分布范围越大，发展速度越快，对土遗址破坏性越大。离子浓度沿高度的分布与毛细上升作用有关，也与病害的劣化程度和发育进程有关。硫酸钙类是导致土遗址泛盐、粉化和脱落的主要盐分之一。     

新野汉画像砖保存现状分析及保护措施——以拜谒执戟吏汉画像砖的保护为例

在长期的埋藏过程中,由于大自然和人力的破坏,使画像砖出现了断裂、酥粉、剥落、结晶盐等病害。这就需要进行保护修复,重建稳定性,以达到长期保存的目的。     

延安革命旧址建筑墙体涂层病害及治理分析研究

针对延安革命旧址建筑墙壁涂层病害,通过采集黄土、砖石、水样及涂层等大量的建筑材料样品,经过现场调查研究和实验科学分析对此类病害进行了分析,确定革命旧址建筑墙体涂层的基本属性,得出其病害主要原因是水膨胀和可溶盐结晶的共同作用,从而对其的治理防治提出建议。     

大佛寺砂岩砂浆类修复材料研究

大佛寺砂岩砂浆类修复材料研究马涛,和玲,路得维克大佛寺岩石的风化比较严重,除由于湿度的变化和可溶盐移动结晶等破坏作用造成岩石表层软化、沙化外,石刻、岩壁的空鼓脱层、裂隙、甚至断裂也很发育。修复这些风化岩石,如填补剥落空隙,灌注龟裂,加固裂缝,修补断落...     

陕西关中地区拴马桩石刻保存现状调查北大核心

拴马桩是明清时期农家院门口用来拴牲口的石质构件。陕西关中地区现存数量最多、艺术价值最高,是拴马桩最主要的赋存区域。调查发现关中地区拴马桩石材材质主要为石灰岩,少量为砂岩极个别为花岗岩;主要病害为表面层风化、裂隙、缺失以及生物因素等。通过对典型样品的岩相、XRD、SEM、IC检测,明确了石材材质、风化产物、可溶盐成分、保存环境等相关信息。结合石质文物风化机理,基本明确了拴马桩石刻病害的成因,并在此基础上形成了初步的保护建议,为后续保护提供了依据。     

乾隆御制碑病害的现场检测与评估

为了研究首都博物馆乾隆御制碑病害及保存状况,采用数码相机、非金属超声波检测仪、胶带结合力测试条、便携式色差计、便携式视频显微镜等多种无损或微损检测手段,对石碑风化程度、碑体表面裂隙发育情况、石碑表面污染与变色等进行了现场、无损/微损检测与评估。检测结果表明,乾隆御制碑存在的主要表层病害为污染与变色,石碑表面部分位置轻微结壳、结垢、溶蚀与裂隙发育,石碑整体风化不严重,保存状况较好。检测结果可为后续保护提供依据。     

西安城墙“泛碱”病害分析及保护研究

西安城墙的墙体常大面积析出白色盐粉,这种现象被称为"泛碱"。大量出现的泛碱现象不但大大影响西安城墙的整体美感,而且会降低砖材的力学强度造成脱落、粉化等病害,甚至对墙体的稳定性和安全性都造成威胁。为了了解其产生的原因,本工作通过X射线衍射分析方法对泛碱物质进行分析。分析结果表明,泛碱主要成分为NaCl、NaNO3、Na2SO4.10H2O、无水芒硝。结合对西安地区环境地下水和降雨等资料的调查,认为"泛碱"的主要原因为原材料以及地下水、雨水等引入的可溶盐。针对这一现象,提出了用"多层纸张贴敷法"除去导致砖石表面酥粉泛碱的可溶盐,再后期杀菌封护的保护方案。     

陕西关中地区拴马桩石刻保存现状调查

拴马桩是明清时期农家院门口用来拴牲口的石质构件。陕西关中地区现存数量最多、艺术价值最高,是拴马桩最主要的赋存区域。调查发现关中地区拴马桩石材材质主要为石灰岩,少量为砂岩极个别为花岗岩;主要病害为表面层风化、裂隙、缺失以及生物因素等。通过对典型样品的岩相、XRD、SEM、IC检测,明确了石材材质、风化产物、可溶盐成分、保存环境等相关信息。结合石质文物风化机理,基本明确了拴马桩石刻病害的成因,并在此基础上形成了初步的保护建议,为后续保护提供了依据。     

莫高窟壁画彩塑表面降尘调查研究

通过对莫高窟壁画彩塑表面降尘进行收集，分析降尘粒径分布、化学组成、显微形貌、可溶盐含量等理化性质，进而研究降尘对莫高窟壁画彩塑的影响。研究结果发现：莫高窟壁画彩塑表面的降尘大部分为地壳源矿物，对窟内壁画、彩塑带来的潜在危害是物理遮盖和磨蚀等作用，在更长的时间尺度上，降尘会对壁画彩塑具有潜在的盐蚀等化学威胁。莫高窟壁画彩塑表面降尘是导致壁画彩塑产生病害的一个不可忽视的重要因素。研究的结果为莫高窟壁画彩塑预防性保护提供基础数据。     

安徽太湖西风禅寺摩崖石刻调查报告

对安徽省文物保护单位西风禅寺摩崖石刻进行现场调查及分析检测,经XRD等实验检测得出西风禅寺摩崖石刻载体岩石为风化程度较轻的片麻岩。西风禅寺摩崖石刻露天保存,存在载体病害以及本体病害。石刻表面存在植物病害,有苔藓、地衣、霉菌等微生物生长,存在表层片状剥落、孔洞状风化和表面溶蚀等表层风化,以及机械损伤、裂隙、表面污染与变色等病害。其中一处石刻因人工水源冲刷而存在严重风化,另有两处石刻载体在地震工况下处于失稳状态。