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。     

PS表面防风化工艺研究

为研究大型露天遗址的防风化问题,经总结二十多年来PS大规模应用于土遗址保护的经验,逐步形成了一套行之有效的表面防风化工艺。该工艺包括表面喷洒渗透和常压滴渗,两者可单独使用也可联合使用。表面喷洒渗透采用直接向墙体喷洒PS溶液的方式加固,适用于风化层较薄、自身强度较高的墙体;常压滴渗需要在墙面上开孔,将PS溶液通过细胶管或小号针头缓慢滴入土体,以起到更好的加固效果,主要适用于风化层较厚、强度较低的墙体。PS加固以后土遗址颜色稍有变化,采用作旧的方式保持土遗址原来的观感。大量工程实例和后期检测都证明该工艺具有良好的加固效果,可以推广应用。     

PS-C对砂砾岩石窟岩体裂隙灌浆的研究

本文在研究砂岩砾岩风化的基础上,通过对PS-C（PS为硅酸钾水溶液、SiO₂:K₂O=4:1:C为粘土）物理,力学性能研究以及在麦积山石窟裂隙灌浆试验.证明PS-C对多孔.强度低的砂砾岩是一种较理想的灌浆材料,从而为砂砾岩裂隙灌浆初步找到了一种新的灌浆材料。     

炳灵寺、麦积山和庆阳北石窟寺石窟风化研究

通过对甘肃炳灵寺石窟、麦积山石窟和庆阳北石窟寺石窟岩样的物理、力学试验,显微镜岩矿鉴定,光谱全分析,化学全分析以及对砂砾岩胶结物的X射线衍射鉴定、差热分析和电镜鉴定,同时通过对石窟所处自然环境和风化现状调查,找出这几个石窟风化的主要因素,以便进行风化和封化加固的研究。     

宝顶山石窟的风化治理

论述了宝顶山石窟的风化病害,提出选用有机硅树脂保护剂治理风化,并对材料的性能进行了分析。同时提出了治理风化的步骤：清除表面灰尘,起壳脱落部位的复原,保护剂的配制,封护加固以及封护加固结果的检测。     

现场PS喷洒渗透加固深度与喷洒工艺的对比研究

为研究PS喷洒工艺与渗透深度的关系,进而为加固施工提供技术参数,为此在甘肃省敦煌市河州堡开展了现场试验。在划定试验区域,开展了3％、5％与7％浓度在不同次数喷洒的渗透深度试验,同时对PS用量进行了统计。试验结果表明：（1）内墙上,7％浓度PS三次喷洒的渗透深度满足防风化加固的要求且PS用量适中;（2）外墙上,5％浓度PS喷洒三次渗透深度满足防风化加固的要求且PS用量适中。通过试验可知,PS喷洒多次渗透效果更为理想,低浓度PS渗透密度大的土体与高浓度PS渗透密度小的土体效果较好。试验结论为正在施工中的交河故城遗址体防风化加固提供了施工依据。     

巴中南龛石窟风化破坏原因及防风化加固保护

石材风化是危害影响石质物的主要病害之一,针对巴中南龛石窟的风化特征及风化程度,探讨引起南龛石窟风化的各种因素,选用以甲氧基硅烷为主剂的防风化材料兼用多种施工工艺进行防风化加固处理,采用回弹值-回归方程(经验公式)、卡斯腾管等方法检测防风化材料的实际使用效果。     

广元千佛崖石窟石刻造像化学风化机理研究

广元千佛崖石窟长期受自然环境的影响,造像各类风化病害极为严重。其中化学风化引起的岩石粉化脱落、表面泛盐、孔洞状风化等病害影响了石窟造像的长期保存与展示。为了有效治理造像化学风化引起的病害,在总结国内外石质文物风化机理研究成果的基础上,通过对广元千佛崖石刻造像风化产物的分析,结合石窟保存环境特征,研究了广元千佛崖石窟石刻造像化学风化的原因,以期为石刻造像化学风化引起病害的治理,以及抢救性保护修复材料、工艺筛选提供基础数据支持。     

大气污染对南响堂石窟石雕表面风化的影响

为了讨论南响堂地区大气污染对石雕表面风化的影响,本工作在对石窟附近四个监测站所测得的近几年大气中各项指数进行分析的基础上,对石雕表面风化壳做了扫描电子显微镜测试,同时分析了表面风化的形成机理,认为该区大气污染是石雕表面风化进程加快的主要因素。因此,该区大气污染的治理是保护南响堂石窟石雕的主要措施。     

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。     

砂岩类石窟寺保护新进展——以云冈石窟保护研究新成果为例

石窟寺作为石质文物的典型代表,具有极高的历史、艺术和科学价值,但普遍面临着洞窟及岩体失稳、各种水患、雕刻表面污染以及石雕风化等问题。国家科技部和国家文物局立项的"石质文物保护关键技术研究"项目,以世界文化遗产山西大同云冈石窟为例,针对我国砂岩类石窟寺普遍存在的共性关键技术问题,进一步深入研究了砂岩类石窟病害的机理,研发了监测、检测技术手段和装备以及文物加固、保护材料和工艺,提升了云冈石窟乃至我国砂岩类石窟文物保护的整体水平,研究成果已推广运用于同类石窟寺的保护工作。     

通古斯巴西古城遗址土体特性及PS加固试验

通古斯巴西古城遗址是新疆重要的土遗址之一,原为唐龟兹驻兵的安西都护府所在地。遗址中曾出土大批文物,对于研究西域的屯垦历史和古代城址布局等有重大意义。为了系统地研究了通古斯巴西古城遗址土的工程特性,在实地调查的基础上,通过室内试验对通古斯巴西古城遗址土的物理、力学、水理和化学性能进行测试。此外,还测定了不同PS浓度加固后遗址土重塑土块抵抗风蚀雨蚀能力的差异,进一步确定了PS的渗透加固措施对土质文物的防风化及雨蚀效果。结果表明,7%的PS溶液防风化抗雨蚀效果要更为显著。研究结果可为PS的施工应用提供依据。     

天龙山石窟保护性窟檐建设探讨

在石窟寺的保护中,学术界普遍认为最有效的办法是防水,水害大致包括毛细水、凝结水、冻融水、雨水直接冲刷等。天龙山石窟周围水文地质情况虽然复杂,但大部分洞窟内雕像和壁面的风化不是最主要的问题,雨水的直接冲刷和雨水冲刷后从窟门回流的水对石窟的的影响最严重,监测结果显示,天龙山大气降水呈弱碱性,在排泄途中会与天龙山岩石的酸性成分反应,同时会溶解一部分岩石中的盐分,导致岩石的风化。因此天龙山石窟的防水重点应放在治理雨水直接冲刷,因地制宜修造保护性建筑是有效手段之一。     

北方石窟病害防治及保护技术研究——以大同焦山寺石窟为例

石窟属于不可移动文物,具有重要的历史与文化价值,保护意义重大。为了探讨北方地区石窟的病害防治及保护技术,以山西大同焦山寺石窟为对象,现场调查与分析归纳相结合,研究了其典型病害和保护技术与方法。将焦山寺石窟分为上、中、下3个部分,详细论述了各部分石窟的保存现状及病害情况,探讨了不同类型病害的产生原因。基于已有工程实践成果,提出了科学保护技术建议。结果表明:焦山寺石窟典型病害包括裂缝、风化、污染、局部脱落、非科学修复等;其主要诱因包括石窟岩体材性缺陷、水的作用、外力作用、生物作用、人为因素等;科学选取修复或加固材料,采取灌浆、黏接等技术和方法可有效减少上述病害的发生。此外,加强培养当地人员文保意识亦为科学保护焦山寺石窟的重要内容。     

大足妙高山石窟抢险保护工程技术报告

妙高山石窟在长期自然营力和人为因素的共同作用下,造像岩体出现开裂错位、造像局部产生垮落、风化、渗漏水等多种病害,针对其存在的病害,对石窟进行抢险保护,主要开展脱落造像岩体复原粘接、龛窟岩体加固、局部渗漏水治理;同时,在保证文物区整体环境风貌的前提下,修建妙高山文物区保护围墙和管理用房,以利文物区管理。     

浚县千佛寺石窟病害原因及保护措施初探

千佛寺石窟因物理、生物风化和水的侵蚀以及人为的破坏而损坏严重,为从根本上解决并防止损害的进一步发展,应从改善环境、治理生物病害、岸体加固和水害防制等方面入手。     

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。     

广元千佛崖石窟石刻造像物理风化及其影响因素研究

广元千佛崖石窟位于广元市城北5千米的嘉陵江东岸山崖上,是四川境内最大的石窟寺和摩崖石窟造像群。石窟因长期受自然环境的影响,石刻造像各类风化病害极为严重。其中物理风化引起的岩石风化脱落、鳞片状起翘与剥落、片状剥离与脱落、裂隙等病害对石窟造像长期保存与展示的影响最大。为了科学有效治理造像物理风化引起的各类病害,在造像岩石特性分析的基础上,结合石窟保存环境数据分析,研究了广元千佛崖石窟石刻造像物理风化的原因及其影响因素,以期为石刻造像物理风化病害的治理,以及抢救性保护修复材料、工艺筛选提供基础数据支持。     

龙门石窟奉先寺的红外成像监测与分析——基于MATLAB图像处理技术

龙门石窟奉先寺的安全长期受到风化及渗水等病害影响。针对奉先寺石造像阿难头部区域及卢舍那大佛南侧渗水区域,利用红外成像设备对该区域进行为期一年的实时监测,并借助MATLAB语言的图像处理技术对大量红外图像进行数据分析。结果发现佛像头部裂隙处存在温差引起的循环热应力,该温差主要由灌浆加固区域和岩体本体之间热传导性能差异导致,且晴天上午前后的温差应力变化最显著;归纳了监测期间降雨和渗水发生的时间规律,统计得出了不同区域渗水程度的差异。将红外成像和大数据分析结合应用于石窟预防性保护中,实现了对病害同时进行图像监测和统计评估,为其他石窟寺的监测与数据分析工作提供参考。     

大足宝顶山、北山摩岩造像第一、二期维修工程已竣工验收

大足宝顶山、北山摩崖造像是国务院1961年公布的两处全国重点文物保护单位。这两处造像凿于唐末、五代至两宋时期,具有较高的历史、艺术价值。可称我国晚期石窟艺术的代表作。由于开凿年代久远,在各种风化营力长期作用下,石窟岩体风化、破裂,不少龛窟已出现崩塌险情。文化部文物局决定从1981年起陆续拨款对其进行大规模的修缮。第一、二期维修工程计有宝顶山“截膝地狱”移位岩体的复原、加固;新辟参观入户梯道和拆砌原入口段陡坝;北山136窟的排水,裂隙灌浆加固;重刻“幸君靖碑”,等十五个项目的内容。工程方案由中央、省、县三级文物部门的工程技术人员所组成的工程技术小组设