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露天石質文物的風化和加固保護探討

收稿日期:20030804;修回日期:20040415

作者簡介:王麗琴(1961),女,1982年畢業於西北大學分析化學專業,現為西北工業大學材料學在讀博士,教授,西安市太白路229號西北大學文博學院,710069,E mail :dll523@s //lf.dn2018.vip/doc/da42d389680203d8ce2f24a0.html

文章編號:10051538(2004)04005806

?綜 述?

露天石質文物的風化和加固保護探討

王麗琴[1,2],黨高潮[1],梁國正[2]

(1.西北大學文博學院,陝西西安710069; 2.西北工業大學化學化工學院,陝西西安710072)

摘要:探討了石質文物風化的諸因素,認為主要來源於石材原料、物理因素、化學因素、生物因素和人為破壞等幾個方面,闡述了目前用於石質文物加固保護的無機加固劑、有機加固劑的特點、應用及其加固技術,該工作對石質文物加固保護具有指導意義。關鍵詞:加固劑;風化;石質文物;保護中圖分類號: T B304 文獻標識碼:A

我國擁有大量珍貴文物古蹟,列入世界文化遺產目錄的就有三十餘處,其中相當一部分涉及石質文物。然而,隨着歲月的流逝,這些珍貴的歷史文化遺產飽經滄桑,遭受着不同程度的腐蝕,石窟寺開裂倒塌,壁畫酥鹼剝落,彩繪顏料變色褪色。特別是露天石質文物暴露在大自然環境中,經受着酸雨、酸霧的不斷侵蝕,材料老化要比館藏石質文物快得多。近年來,這種破壞隨着現代工業的飛速發展和環境污染的日益加劇而加重。例如北京故宮的石欄、石雕數百年間變化不大,60年前浮雕花紋清晰可見,而如今卻圖案模糊,有的甚至難以辨認。可以推算,近幾十年環境污染對部分石質文物的侵蝕速度超過了過去數百年。若不盡快採取行之有效的防護措施,許多珍貴的歷史文物遺產將不復存在。本工作着重探討了露天石質文物風化的原因,分析了目前所用石質文物加固材料的特點、應用及其加固技術,這對石質文物加固保護具有指導意義。

1 影響石質文物風化的因素

研究石質文物的風化是一個極其複雜的課題,影響因素很多,但歸納起來有以下幾個方面:1.1 石質文物原料的影響

石質文物的風化與加工石質文物的原料———石材質量的好壞有着密切關係,石材質量由岩石的種類、孔隙率、膠結物類型等因素所決定。岩石一般分

砂(礫)巖、石灰岩、花崗岩等幾種類型。花崗岩堅

硬、耐久,穩定性最高,砂(礫)巖不結實、很容易分化,石灰岩的穩定性介於兩者之間。大家熟悉的西北地區的很多石窟,如甘肅麥積山石窟、敦煌石窟、北石窟等都是由砂(礫)巖構成的,其風化嚴重;屬於石灰岩結構的岩石有石灰石、大理石、漢白玉等等,如位於洛陽地區的龍門石窟就是這種結構,其保存狀況良好。石材是多孔性物質,對於同種質地的岩石,其孔隙率越高,結構越疏鬆,機械強度越低、風化程度越大。在岩石內部存在着一定量的膠結物,有人分析了北石窟[1],結果表明膠結物約佔20%。如果岩石的膠結物為泥,則岩石最容易風化。這是因為泥質膠結物中含有大量像蒙脱石一類的黏土,蒙脱石具有層狀結構,在結構單元層間有空隙,可以吸收大量水分。吸水後晶胞強烈膨脹,而失水後又會產生收縮。隨着環境氣候的變化,時脹時縮反覆作用,加速了岩石的風化。1.2 物理因素

物理因素是指温濕度、水分、可溶性鹽的物態變化等因素對岩石所產生的破壞,這些因素往往對館藏石質文物的破壞不是很明顯,但對露天石質文物的破壞卻不容忽視,有時甚至是非常嚴重的,重慶大足千手觀音的風化就是一例[2]。該千手觀音建於南宋,龕高7.2米、寬12.5米,佔崖面積88平米,刻有1007隻手,每隻手中又刻有1隻眼,表面貼金並施

第16卷第4期

2004年11月

文物保護與考古科學

SCIE NCES OF C ONSERVATI ON AND ARCH AE O LOGY

V ol.16,N o.4N ov ,2004