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石质文物保护知识汇总
发布日期:2015/10/9 发布人:磐石市博物馆

石质文物保护知识汇总

现代石质文物及分析技术

   石质文物是一类十分重要的文物,如:石雕、岩画、石窟等。它们的特点是,组成材料都为无机矿物质,大多数处在室外环境,长期受各种自然因数的破坏,损坏情况较为严重,尤其是风化问题。因此,石质文物的保护研究是目前文物保护工作者最感兴趣的研究课题之一。经过文物保护工作者的艰苦努力,石质文物的保护技术取得了巨大进步,通过这些技术的推广应用,成功解决了许多石质文物保护问题。其主要内容有如下两个方面:

一、石质文物综合保护技术
    1、石质文物的清洗技术
   (1)清除一般性污迹
    石质文物的一般性污迹包括灰尘、烟垢、生活垃圾污染等,清除这类污物,可以采用水洗的方法。在水洗不掉的情况下,也可以使用化学溶剂进行清洗。有些情况下,还必须应用机械清除法和热清除法,使用机械清除法和热清除法时应注意不能对文物造成伤害。
  (2) 脱盐
  石质文物长期受化学污染物的作用,表层含有许多盐分,如氯化物等,尤其是处于海边和工业区的文物更易形成盐污染层。这些盐分会对石质文物产生严重侵蚀,对文物造成危害。若能将石质文物表面的有害盐分除去,对石质文物的保护十分有利。脱去石质文物表面的盐分,可以采用水洗法、纸浆法和机械法。受污染程度较轻的石质文物,表面易溶于水的有害盐分可以用蒸馏水洗去。受污染程度较重的石质文物,由于盐分已深入石质文物内部,这时可以在石质文物的表面敷一层纸浆,纸浆上喷洒蒸馏水使其保持湿润,通过石质内部的毛细管,将内部有害盐分缓慢溶出。石质文物表面不溶于水的盐壳层必须用机械方法去除。
  (3) 苔藓等低等生物的清除
  若石质文物的表面经常处于潮湿状态时,则容易生长苔藓等低等生物,这些生物的根系使石刻表面剥落,生长过程释放的酸性物质,对石质文物造成腐蚀,一旦它们死亡,即会产生碳化,使石质文物表面发黑。这些作用的结果,使石质文物表面文字消失,降低了文物的价值。
    使用下列配方可以杀灭石质文物表面的苔藓:
  碳酸氢钠 50  碳酸氢铵 30  CMC 60  EDTA 25   杀菌剂Disinfectant 3ml 水 1000ml
  2、粘接加固及裂隙充填
    石质文物的损坏因数主要有三种:物理的、化学的和生物的。其中物理因数是由于温度的变化,产生热胀冷缩,石质内部与表层产生应力分布不均匀,使石质文物产生裂隙。其次,冬天石质文物裂隙内残留的水分,结冰后,体积膨胀,产生应力,使文物损坏(通常称为冰劈作用)。绝大多数石质文物都存在着开裂现象。有的由于裂隙较大、较深,造成石刻崩塌。
    石质文物的粘接加固,目前主要使用的材料是环氧树脂,环氧树脂粘接力大(抗拉强度可达200Kg/CM以上)、抗老化性能强(一般情况下可达20年以上),在没有光照的条件下,使用寿命可超过50年。裂隙充填材料常用环氧──糠醛丙酮配方,掺入石子、水泥或石粉等填料。若配以锚杆或锚索,则可以加固数百吨重以上的物体,如大块岩石或摩崖石刻等。
  3、防风化
    石质文物由于受化学、生物和物理等因数的作用,引起石质文物开裂、崩塌,特别是表面的腐蚀,造成纹饰和文字的消失,是石质文物失去了研究价值,上述危害被称为石质文物的风化。在上述危害中,化学危害造成的后果尤其严重,有一个现象可以说明这一点,由于现代工业的飞速发展,使得处于工业区的室外石质文物,近30年的风化情况超过了过去数百乃至上千年,这主要是因为酸雨、氮氧化物和硫氧化物等空气污染造成的。酸雨、氮氧化物和硫氧化物与石质产生化学反应,生成可溶于水的盐类,使石质表面腐蚀。另外,在大量观众参观的地方,由于人的呼吸作用产生大量CO2使石质文物风化。因此,在观众人数较多的地方,要设法加快空气流通,减少CO2含量。石质文物的防风化是一相难度较大的研究课题,现主要采取的措施是:采用高分子材料,对石质文物表面封护。此种防风化高分子涂料必须具有耐老化性强、不会使石质文物表面产生明显光泽,同时还应有较好的透气性,不会阻止石质的呼吸以排除水分。现已研究成功的有:PS防风化涂料、有机硅防风化涂料、有机硅和丙烯酸改性防风化涂料、有机氟树脂类涂料等。
  4修复
    许多石质文物因年代久远,产生裂隙,有的开裂后崩塌,以致残缺。解决这类问题,必须采用一定的修复技术,按文物保护的原则进行合理修复。一般采取的措施是:粘接、压力灌浆粘接和补缺。粘接、压力灌浆粘接所采用的材料主要是环氧树脂或环氧糠酮树脂。石质文物的补缺,须有根有据,若根据不足,则不能进行补缺。补缺选用的石料,色泽尽可能与待修文物一致,补缺完成后可稍加以做色,将外观的色泽统一。
二、石质文物分析检测技术
  1、成分分析
    石质文物的风化层可以用原子吸收或离子发射光谱进行成分分析,所得数据用于石质风化原因的判断,为防风化处理提供科学依据。
  2、晶相分析
    石质是一种矿物,不同的石质其晶相结构不同,同一成分的石质,也有不同的晶相,进行晶相分析,有助于判断石质文物抗风化能力,也可为维修选材提供依据,同时,晶相分析的结果对石质可能出现的风化情况进行预防处理。
  3、力学状态分析
    根据断裂力学和岩石力学的理论,建立力学计算模型,然后 利用现代先进的仪器设备和电子计算机,对石质文物进行力学分析,可以判断外观看不到的裂隙走向,通过计算能够找到受力沉重的部位,这些部位易开裂崩塌,因此须对这些部位进行加固,防止石质文物开裂崩塌。
  4、超声波无损探伤
    现代无损探伤技术发展很快,在石质文物无损探伤应用方面,现在应用比较多的是超声波无损探伤。特别是对有着比较规则现状的石质文物,如石碑、方柱和砖石等,使用效果比较理想。超声波无损探伤能够探测石质内部裂隙走向和程度,以及用于灌浆效果的判断。
  5、电法勘探检测裂隙
    电法勘探包括电阻率法、激发极化法和电磁感应法。其中电阻率法经常用于岩石表层裂隙的检测,它是以不同岩石结构之间导电性差异为基础,通过接地电极在地下建立电场,以电测仪器观测因不同地质体存在时地表电场的变化,从而推断裂隙走向和深度。该法已成功应用于山西大同云岗石窟岩石裂隙的调查。
    其它还有电子显微镜分析法、X衍射分析法和差热分析法等。  三讨论
    石质文物保护牵涉到多门学科,化学、生物、电子及地质等。目前石质文物急需解决的问题有:
    1石质文物的防风化材料研究开发。
    2石质文物的防微生物处理。
    3石刻加固无机胶联剂的开发研究,无机胶联剂成本低、耐老化性能较有机胶联剂强,便于大面积推广使 用。
    4利用现代信息技术(如:激光摄影技术、荧光照相技术等)让已腐蚀模糊的纹饰和文字显现,以便于考古研究。


    作者:龚德才 陶宝成 (南京博物院文物保护科学技术研究所)


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