石质文物保护技术
石质文物保护技术石质文物因受到日照水浸蚀地震等自然营力作用和环境污染、小气候改变等因素的影响会发生粉化、变色、生霉、起甲、酥碱、劈裂、蚀空、凝浆、崩塌、倾覆等破坏形态。
石窟寺保护技术 首先应调查病害。调查工作有以下几个步骤:①测绘地形图、窟区平面图、立面图、纵横剖面图等。测图方法有经纬仪导线测量、控制网测量、小平板测量。在进行立面测量、窟内石雕艺术品测绘时,可采用近景摄影测量的方法。②环境质量评价。包括文物所在山体的地层、岩性、构造,水文地质条件,气象、水文、地震资料,污染源及造成的危害等。应指出文物受到的主要危害和治理措施。③地球物理勘探。为解决某个特殊目的而用,要在满足物理前提与必需的工作条件下才能收效。目前利用的物探方法有:直流电阻率法寻找渗水途径,微电极系法探测石窟表面风化层厚度,声波法测石窟风化程度,地震勘探进行窟前考古等。④稳定性分析。许多石窟位于陡立的边坡内,属于陡坡与洞室相结合的三向空间。分析其稳定性应从文物所在山体的岩性、裂隙、变形破坏过程、力学分析计算等方面进行研究,预测其变形破坏规律。对于体量较大的危险岩体还应进行结构面的分析、计算。
预防措施是指改善文物所处的环境,避免各种风化应力的继续破坏主要措施是在石窟崖顶作防渗排水,改变并疏通地表水流的流向位置并切断与洞窟的联系;查清裂隙走向、范围,杜绝地表水流沿裂隙渗入窟内;采用窟前地面排水,降低地下水位;排除窟内潮湿结露,防止剧烈的干湿交替变化等办法,防止水对文物的侵蚀为避免艺术品受日光、雨水、风沙的直接侵袭,还可修建窟檐进行保护。
石窟寺的加固主要为防止石窟的崩坍和艺术品风化。措施有:①用护壁、挡墙、大型砌体或浇筑体阻止裂隙的发展,防止悬岩塌落和抵御岩体开裂。此法难以保持石窟现状,易破坏崖壁的历史遗存,在不得已情况下才使用。②喷锚加固。以不同长度的锚杆(粗钢筋)采用水平或倾斜的不同方向穿过裂隙岩体,将不稳定岩体锚固在稳定岩体上,然后将锚杆端与细钢筋网焊接,表面用高压喷 5~15厘米厚的混凝土,再用山体岩粉罩面做旧。沿一定间距留设排水孔,使少量渗水仍能排出。此法适合已经松弛、多裂隙、洞窟密集而岩体破碎的石窟山体。它可起到加固、支撑、防风化作用,具有很大的承载力和安全储备。缺点是会局部改变石窟外貌和掩盖一些历史遗存。③灌浆粘结。为石窟中雕刻艺术品断裂、洞窟崖壁开裂、崩坍的加固保护方法之一。目前使用的灌浆粘结材料主要有环氧树脂类、丙烯酸酯类及无机化学材料等。对材料性能要求接近于被加固岩石的物理力学性状,并符合粘结性好、粘度低、可灌性好、室温下可固化、耐冻融性、耐水性等要求。灌浆设备主要是用空气压缩机和特制灌浆桶。 检查时要对灌浆的深度、 范围、岩体强度、变形特性等进行检查,保证灌浆加固的质量。
露天石质文物保护技术 先从研究石雕的风化形态着手,进行风化成因分类,然后据气象要素、水害及潮湿环境的长期观测与记录,按石雕风化的深度系统取样,并进行岩石物理力学性质试验、岩石氧化物的化学分析、薄片鉴定及风化产物的差热分析、 X射线衍射分析、光谱分析、扫描电镜观察等工作,找出石雕风化的主要病因后,采用点荷载强度试验及超声波试验,检测石雕风化的程度,再根据岩石化学成分随深度的变化,用物探电法及岩相鉴定等手段检测石雕风化深度。
一般较完整,风化不严重的露天文物,应改善保护环境。对风化严重、不进行保护,无法保存的文物,才可使用防护材料。防护材料的使用应明确主要防止哪几种风化营力,提出保护后应达到的主要指标,并要求材料无色、透明、不反光、不酥碱、化学稳定性好、渗透能力强,具有抗风化能力,有一定固结强度等。一般使用的防护材料有高分子有机聚合材料(有机硅、聚氨酯、甲基丙烯酸酯类、硅酮等)及无机化学材料。
为了文物的安全,必须慎重地对石雕防护层材料的性能进行各项检测,包括:①防护层内的材料形态、充填程度及沿深度方向的变化;②物理力学性能:如孔隙率,透气性,固结强度,耐磨蚀强度等;③抵御水侵蚀的能力:如表面吸水率(毛细吸水率)、最大吸水率、憎水性、透水性等;④抗风化能力:如耐老化性能 (包括人工老化试验及自然曝晒场 ),抗冻融试验,安定性试验,干湿交替试验等;⑤化学稳定性:如耐酸性,可溶盐、中溶盐含量,抗污染能力等;⑥重涂性:为后人提供保护的可能性。
馆藏石质文物保护技术 从墓葬或由野外放入博物馆内收藏的石质文物需要表面除垢,清除内含的各种盐类或微生物。主要方法有:①清除可溶盐。一般是先在流水中较长时间浸洗,再用去离子水浸洗。体量大的石器,可用纸浆涂敷,干后揭取。②表面去垢。放入超声波清洗器中,快速洗除。大理石锈壳可用二甲树脂将其周围封护后用稀酸腐蚀锈处,再用机械法剔除。其他石器可用稀酸软化溶蚀污垢,最后用非离子水洗净。③粘接修复。粘接材料一般用环氧树脂类调入石粉掺少量颜料混合而成的粘合剂,也可用硝基纤维素或聚醋酸乙烯酯类粘合风化严重的石器。已相当疏松或表面有彩绘的石质文物,粘接前选用丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸丁酯、聚酯酸乙烯酯、环氧类、有机硅类及氢氧化钡等材料进行渗透加固。修补材料常用的有熟石膏加纤维素,丙酮和乙酸戊酯混合剂配成 10% 赛璐珞溶液再调以细石粉,聚醋酸乙烯酯乳液加入岩粉及无定形二氧化硅,将颜料调成糊状进行修补。
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