土遺址保護材料綜述

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1、廣東微量元素科學(xué)2007年GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第14卷第11期文章編號:1006-446X(2007)11-0011-05土遺址保護材料綜述毛暉梁渠譚君(成都理工大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)院,四川成都610059)摘要:基于對土遺址保護材料選擇的基本原則和現(xiàn)今國內(nèi)外土遺址保護材料的研究將其分為無機材料、有機材料和有機/無機雜化材料三大類并對一些常用的土遺址保護材料及其加固保護機理進行了介紹。關(guān)鍵詞:土遺址;保護材料;基本原則;分類中圖分類號:G264:TU59文獻標識碼:A隨著人類的進步,人類把對古文化和古文物的

2、研究保護也提上了重要議程。土遺址作為古文化的載體,自然成為被保護的重點對象。土遺址是指遺存本體為土質(zhì)的遺址,如西安近郊的半坡村,甘肅安西縣的鎖陽城古城遺址,西夏王陵土遺址等。土遺址作為文物具有科學(xué)性、歷史性、藝術(shù)性而沒有可再生性,一旦破壞,就成為永久性損失,所以應(yīng)盡可能長期地保存它們的[1]原狀,以便進行研究展出。土遺址由于面積比較大,又直接與大地相連,受自然環(huán)境的影響很大。直接影響土遺址風(fēng)化破壞的因素除了其礦物組成和性質(zhì)之外,還包括溫度濕度變化、水分、可溶性鹽、氣體污染物、[1-2]降尖、霉菌、動植物等。因此,必須采用科學(xué)的方法對這種特殊的

3、文物進得保護,留下祖國寶貴的文物遺產(chǎn)。土遺址的保護材料眾多,有必要了解各種類型土遺址保護材料的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點,才能更好地結(jié)合土體遺址的具體病害原因,研究并選擇合適的保護材料對其進得科學(xué)的保護。1土遺址保護材料選擇的基本原則鑒于影響土遺址的自然因素,選擇土遺址保護材料在不改變土遺址的原貌的基礎(chǔ)上須遵循[1-2]以下幾個原則,不同自然條件的土遺址可根據(jù)具體情況作出不同選擇。(1)具有耐二氧化碳、耐光照、耐溫度濕度變化、耐紫外線、耐酸堿、抗凍融性及抗崩解性等。(2)具有憎水基團,這樣可以提高土遺址的耐水性能,減少水分對土遺址(尤其是對于潮濕環(huán)境下

4、生長的土遺址)的影響。(3)防止可溶性鹽隨水分遷移造成土表面結(jié)構(gòu)的破壞或是富集到土體內(nèi)部造成土體遺址的空鼓、開裂等。收稿日期:2007-06-20基金項目:國家十五科技攻關(guān)重點資助項目(2004BA810B02)作者簡介:毛暉(1981—),男,碩士研究生,E-mail:jiexli@163.com·11·廣東微量元素科學(xué)2007年GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第14卷第11期(4)有很好的透氣性、防塵吸附性、防震、防蟲害、防植被及微生物生長的性能。(5)材料價格低廉,施工工藝簡單。2土遺址保護材料概況目前,用于遺址

5、的保護材料類型較多,尚無比較完整的分類體系。按土遺址防風(fēng)化材料的[1-6]化學(xué)成分可將其分為無機材料、有機材料和有機/無機雜化材料三大類。2.1無機材料無機材料主要是可溶堿金屬鹽和堿土金屬鹽。包括早期使用過的氫氧化鋇、氫氧化鈣和近期研制出來適用于干旱地區(qū)生長的土遺址保護材料——高模數(shù)硅酸鉀溶液(簡稱PS)。氫氧化鋇、氫氧化鈣能與空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng)生成BaCO3和CaCO3,在遺址的縫隙和深層中沉淀下來,起到防止文物表面的起殼和剝落作用。PS溶液中的鉀離子能與黏土顆粒起到交換吸附作用,同時PS的離解產(chǎn)物硅酸根對黏土礦物的金屬陽離子有靜電吸附

6、作用,這些作用使得相對分散的黏土顆粒形成較大的團粒,使分離狀的晶態(tài)黏土礦物變成非晶態(tài)的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這類無機材料的優(yōu)點是抗老化性能好,使用壽命較長,價格相對較低,對文物的外觀影響不大,對抗風(fēng)化有很明顯的作用,尤其是PS溶液特別適合西北干旱地區(qū)土遺址的防風(fēng)化保護;缺點是與土體的黏結(jié)力較弱、彈性差、難以滲透、收縮性大、耐水性差、加固效果不顯著,易在土遺址表面形成一層堅硬的保護層,造成對土體內(nèi)外強度差別很大的現(xiàn)象。同時,PS溶液在潮濕的土遺址表面的滲透性差,嚴重阻礙了其在南方潮濕地區(qū)的應(yīng)用。因此,如何改進PS溶液在潮濕土遺址的應(yīng)用成為以后的一個研究

7、方向。2.2有機高分子材料20世紀60年代早期開始發(fā)展起來的高分子材料,由于其具有耐水、耐腐蝕、強度高等特點,在文物保護特別是在土遺址保護方面的應(yīng)用越來越廣,同時有機高分子材料和文物保護的結(jié)合促進兩者的共同發(fā)展。有機加固劑的優(yōu)點是滲透性較好、黏結(jié)性和柔韌性強、憎水性好;缺點是大多數(shù)有毒,并且易受環(huán)境影響而老化。在土遺址保護中使用過的有機高分子材料主要有以下幾類。[8-10](1)丙烯酸樹脂:丙烯酸樹脂是丙烯酸類單體的引發(fā)劑作用下形成的聚合物。丙烯酸樹脂因為其優(yōu)良的耐候性、透明性而使用廣泛,在文物保護方面,常被用作加固劑、黏接劑等。這類材料加固

8、保護土遺址的基本原理是在丙烯酸類單體(如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等)中加入引發(fā)劑如過氧化物,再加入促進劑如叔胺類和交聯(lián)劑等一起注入烯酸土體并在土體中聚合(這類