石质文物表层工程性能保护材料适宜性评价——以羊山造像及摩崖题刻为例

石质文物表层工程性能保护是这类文物保护的重要科学问题,保护材料选择是表层工程性能保护的关键技术应用难点。基于对浙江羊山造像与摩崖题刻表层保护材料应用效果系统进行的实验室测试、分析,通过对优选的5种保护材料的基本性质、使用浓度、色差、附着力、接触角、吸水率及多个耐久性指标的测试,根据测试结果得出保护材料的各方面性能评价指标研究结果,显示水性纳米二氧化硅复合氟碳乳液和油性聚硅氧烷具备保护适宜性。     

《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…     

汉白玉防风化保护材料研究

本文针对汉白玉石质文物的防风化问题,选择了三种保护材料,对材料的应用性能进行了系统测试,通过质量变化、色差变化、接触角变化、吸水量变化、渗透深度、透气性能六项测试表征了材料的基本应用性能;通过氙灯气候老化试验、盐雾老化试验、耐酸试验、耐碱试验、冻融试验五项测试表征了材料的老化性能和化学稳定性;经过比较发现,作为石质文物的外保护材料,氟硅材料及硅氧烷材料较为适宜。通过此项研究总结了较为科学的评价方法。希望能对行业标准的建立提供参考。     

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。     

涪陵白鹤梁题刻的本体保护

本文叙述了白鹤梁题刻所处的地理环境,气候条件,地质构造和岩石属性,分析了题刻本体的稳定性及不利于题刻保护的各种因素,总结了实施维修保护工程的内涵,材料和工艺措施,探讨了石质文物维修保护中的几个问题。     

四川省安岳石窟圆觉洞保护修补材料研究

四川省安岳石窟圆觉洞石刻区因长期受到自然环境、地质运动等因素的影响,存在风化、开裂、裂隙、脱落、缺失和非保护性修补等病害。为此,本研究从病害治理和提高石刻造像稳定性角度开展了保护修补材料的筛选工作。通过现场勘查、矿化分析和岩石工程物理特性测试,完成保护修补材料配方的筛选和施工工艺的现场试验,并对修补材料的各项性能指标、环境适应性,以及修补效果进行了总结。     

文物岩石材料劣化形态分类研究及应用

为了弥补我国在文物岩石材料劣化形态分类研究的空白,本工作系统地研究了目前国际上文物岩石材料劣化勘察领域关于劣化形态分类的主要研究成果,在此基础上,通过对我国二十余处石质文物的调查和实践提出了一个既与国际研究成果接轨又与中国实际情况相结合的三级分类结构。该研究成果可为中国石质文物保护技术人员的工程实践提供参考。     

用于古建筑琉璃瓦保护的高分子聚合物材料的分析研究

为探索高分子聚合物用于古建筑琉璃瓦的保护研究,采用所选择的9种有机高分子聚合物对现代黄釉琉璃瓦进行保护处理,分析保护材料的耐光性能及保护后琉璃瓦的憎水性、耐冻融性和化学稳定性等性能,同时选择性能较好的材料用于胎体酥粉古琉璃瓦的保护,分析憎水性、耐冻融性、耐折、抗压强度、透气性以及进行保护机理研究.结果表明,保护材料丙烯酸类材料的Primal SF和1372耐光性能较差;用于现代琉璃瓦保护的Primal SF憎水性和耐冻融性较差;有机硅的耐酸碱性较差;聚氨酯和硅丙乳液的憎水性和耐碱性能较差;氟碳清漆、氟树脂和复配材料的各项性能相对较好;含氟聚合物及其氟树脂为主的复配材料用于胎体酥粉古琉璃瓦保护的憎水性、耐冻融性、耐折、抗压强度和透气性等性能相对较好,保护材料以良好的渗透能力渗入古琉璃胎体内部,有效提高胎体强度,起到填充空隙和防止水分破坏的作用.综合几项指标,含氟聚合物及其复配材料的各种性能优良,为选择中国古建筑琉璃瓦的保护材料提供科学依据.     

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。     

不可移动文物保护材料研究中的问题和发展趋势

在不可移动文物保护科学技术中,化学保护材料起着重要的作用,影响着相关技术的实施和发展。本工作通过大量查阅最新的国际和国内研究文献,从材料化学角度综述了近年来国内外不可移动文物保护材料研究的现状,包括有机材料和无机材料。归纳了保护材料容易出现的问题或局限性,阐述了当前保护材料发展的动向和趋势,提出了国内值得开展研究的方向。     

石质文物病害机理研究

导致石质文物产生病害的因素很多,其中近年来日益加剧的环境污染带来的病害加速问题引起文物保护工作者的广泛关注。精确的病害诊断是文物保护的先决条件,因此,多学科综合研究和新技术不断引进到病害机理研究方面。对各种可能的病害原因从最初的定性分析逐渐转变到定量模拟分析方面。目前,石质文物病害研究从地质勘察、室内试验、现场试验等各个方面展开,但是由于各个试验条件不同,会出现不一致,甚至相悖的结论。在对石质文物病害的研究现状进行了总结后,认为试验体系标准的制定可以使得文物保护工作者的研究具有可比性,从而可以得出较具一般性的结论,这也是进行病害机理研究的基础。由于文物完整性保护的特殊要求,无损检测技术的发展及检测结果的判定是整个的试验体系中一个重要方面。同时,由于室内实验存在时间及尺寸等比例效应问题,室外长期观测试验应是今后的研究方向。最终将病害严重程度及发展趋势的判定和有效预防发展成为一个科学体系。     

Remains of the day-preservation of organic micro-residues on stone tools

Here I report on the decay processes of microscopic organic residues left on stone tool surfaces after their use. Residue analysis on ancient stone tools facilitates reconstruction of past activities. This study enables predictions about the circumstances under which ancient residues preserve. Experimental tool sets with modern residues were buried for a year in separate deposits at Sterkfontein, Sibudu (South Africa) and Zelhem (the Netherlands) whose pH and geomorphology varied, they were then analysed using light microscopy. Biological weathering mainly causes residue decay. In unstable environments rich in microbes and micro-organisms, residues decay quickly. From an archaeological perspective this means that sites that are stable, desiccated, waterlogged, extremely acidic or alkaline and extremely cold or hot sites. Different residue types have different preservation optima and this may lead to a preservation and perhaps interpretation bias. The preliminary predictive models presented in this paper could aid in the considered selection of sites and samples.     

故宫建福宫石质文物保存状况的评价研究

故宫建福宫遗存了大量石质构件,其风化现象比较严重。为评价其保存状况,对建福宫石质构件的划痕宽度、回弹性能、自由渗水率、表层波速与透射波速进行取点测试,与新鲜石材数据对比后,证实其风化程度比较严重,需要进行后续的保护处理。同时还对影响建福宫石质构件风化的环境因素进行测试分析,研究了环境因素与石质构件保存状况的关系,为病害分析乃至保护操作提供了数据及理论支持。     

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。     

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。     

超声CT技术在乾陵石刻风化状况调查中的应用

内部裂隙发育是威胁石质艺术珍品长远保存的最具破坏作用的病害类型,了解石刻的裂隙发育情况,尤其是其在石刻内部的发育情况,对研究制订石刻的保护措施有很大的指导意义和参考价值。为此,本研究应用了近年来在国际上发展起来的一种先进的超声CT检测技术,对乾陵石刻内部裂隙发育进行了检测。本研究先通过实验室标准试块的检测研究:制作了直径约50cm的两个圆形及两个边长约50cm的石灰岩试样,并在试样上分别制作了直径5cm的圆孔5×15cm的方孔,使用ZBL-U520数字化非金属超声检测仪,用超声CT的方法对四个标准试样进行了检测,基本准确地检测到了缺陷的位置和大小。再利用超声CT的方法对乾陵石刻现场进行了检测,并与内窥镜检测结果对比,验证了超声CT结果的准确性。本研究结果将为乾陵石刻的保护修复提供可靠的依据。     

南响堂石窟石雕岩表面模拟溶蚀实验

为了对南喃堂石窑石雕表面风化进程作定量,半定量的讨论,采用了岩溶动力学方法,模拟大气酸性降水对石雕样品进行溶蚀实验。根据实验数据,计算出该出雕的实验溶蚀速度和溶蚀溶度,同时提出,要减缓碳酸盐岩石雕的风化速度,不仅对窟区大气中SO2含量要进行监测,而且在工业区大气中的CO2也是一个应该进行监测的重要指标。     

Weathering Effects on the Engineering Properties of Sydney (Yellow Block) Sandstone when used as a Building Material

Sydney (Yellow Block) Sandstone is the primary building material used in many nineteenth century buildings in Sydney, Australia. As a natural material, it is subject to deterioration in the salty environment and in extreme cases will need to be removed and replaced. Two cornice pieces have been removed from State Heritage Registered, the Australian Museum due to evidence of visual decay patterns including surface degradation, slight sanding, granular disintegration, contour scaling and flaking, pitting, discoloration, soiling, alga growth and there are missing parts. Stone samples removed from within these building elements were tested for their engineering properties after over 100 years of natural exposure. It was found that the stone has become weaker, softer, less durable, and has an increased capacity to absorb water. The stone was found to be more susceptible to attack from sodium sulfate ingress as opposed to sodium chloride, which would have contributed to the weathering effects noted on the stone. The degree of exposure experienced by each building element was also found to be a factor in the loss of stone quality.     

千手观音造像石质本体修复研究

石质本体修复是大足石刻千手观音造像抢救性保护工程的重要环节,本文针对千手观音造像保存现状,从石质本体基本特性和环境因素等方面分析劣化机理,依据工程地质勘察等研究成果,在实验室试验、现场试验的基础上,选择典型病害区域开展石质本体局部修复试验及技术路线研究,确定了醋酸纤维素材料ZB-WB-S为石质本体修复材料,探索出了合适的修复工艺.在总体保护修复方案获得审批后,分区域开展石质本体加固、补形等修复工作,并在修复工作开展中不断改进和完善施工工艺,通过对修复效果检测及跟踪监测,基本达到了预期修复效果与目标,恢复了千手观音造像的稳定性和完整性,最大限度保留了千手观音雕刻形态的历史信息,为下一步造像表面髹漆贴金和彩绘修复提供了良好的操作条件.