不可移动石质文物的定期保养维护

保养维护是不可移动石质文物预防性保护的重要组成部分,科学、有效地维护保养可以有效阻止或减缓文物病害发展,延长文物寿命。鉴于目前不可移动石质文物保养维护工作困难,没有技术规程、缺乏专业养护人员、重修缮轻保养等现状。本文试图从保养维护的法理依据、定义、目标、内容、程序、技术要点等方面出发,对石质文物的定期保养维护工作进行全面阐述,以期建立石质文物定期保养维护的技术规程,为开展相关试点工作提供借鉴。

基于双边滤波石质文物逆向建模及其稳定性分析

石质文物的长期稳定性问题是文物保护工作中的重点。以大足石刻卧佛前的目犍连菩萨像为研究对象,基于双边滤波算法,将三维激光扫描仪获取的点云数据导入PCL平台,实现文物表面噪声点的去除,建立包含裂隙结构面在内的菩萨像三维精细化实体模型。基于强度折减原理采用有限差分软件FLAC3D,对菩萨像现存状态展开稳定性分析,结果表明:1)双边滤波法去噪后的菩萨像模型平均偏差为-5.0~4.0 mm,标准值为1.1 mm,在去除噪声的同时完整保留了文物表面特征;2)重力荷载下,菩萨像颈部受压,项部受拉;头部裂隙的出现导致内部应力发生重分布,峰值拉应力由项部移动至裂隙端;3)菩萨像头部位移变化与折减系数呈正相关,当折减系数为1.28时,头部位移敏感度急剧增大,向临空面倾倒;4)菩萨像破坏面沿裂隙端、颈部向内部延伸,塑性区体积、最大剪应变增量逐步增大,在两区域形成抛物线贯通破坏面。该研究方法为小型、具有复杂几何特征的石质文物稳定性分析提供思路。

石质文物表观裂隙的热红外响应研究

裂隙病害在石质文物中普遍存在,带给石质文物的保存很大挑战,开展裂隙病害的深入研究对文物保护具有重要意义。本工作通过红外热成像技术,开展了石质文物裂隙检测的室内模型试验及现场试验研究,以裂隙开口宽度为主要变量,研究裂隙对于岩体温度场的影响。结果表明:主动热激励方法在裂隙检测应用上效果显著;裂隙中空气的热惯性较大,使得裂隙处温度变化相对滞后;文中引入降温指数对试样温度变化速率进行定量评价,且与裂隙面积占比呈良好的负相关,并与现场实验结果相验证。研究成果初步达到了对于石质文物表观裂隙定量化检测的目的。

潮湿环境下露天石质文物盐致劣化机理

为研究可溶盐侵蚀导致的潮湿环境下露天石窟寺的劣化机理。以重庆石佛寺遗址摩崖造像为研究对象,采用扫描电子显微镜及能谱仪、X射线衍射分析仪、X射线荧光分析仪、离子色谱分析仪、红外热成像仪等多重分析手段对石佛寺遗址摩崖造像表面病害及劣化产物进行科学分析与表征,厘清了可溶盐主要的种类与来源。在分析数据的基础上,结合石质文物本体构成与环境变化综合分析,探讨了潮湿环境下石质文物中可溶盐的作用模式,为石质文物保护提供了科学依据。

石质文物本体病害的应急监测——以杭州西湖世界遗产的石质文物为例

由于人为或自然因素的作用,世界遗产地的不可移动石质文物有可能发生危及文物安全的突发事件。如何应对这些事件,考验着文物管理和保护工作者的智慧和专业技能。本文以杭州西湖世界遗产的石质文物为例,从顶层设计、实施原则、应急监测组织、检测项目,以及4个典型应急监测和处理案例,讲述了世界遗产地石质文物应急监测的组织和实施过程,可为各遗产地不可移动石质文物的预防性保护提供借鉴。

基于色差原理对石质文物表面污染物清洗效果的评价研究

【目的】针对石质文物表面污染物在清洗前后颜色相关性的问题,提出了以色度参数为指标的石质文物表面污染物清洗效果评价方法。【方法】首先,通过色度仪对现场清洗试验结果进行检测;然后,将检测数据导入SPSS分析软件,采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)、线性回归法和皮尔逊相关系数对颜色与清洗效果的相关性进行分析;再用色差公式将计算结果进行等级划分并评价整体清洗效果;最后,通过正态检验和偏最小二乘法分析颜色参数以验证计算结果的可靠性。【结果】明亮度与清洗效果呈正相关,影响权重为39.061%;红绿度和黄蓝度大小与污染物残留量呈负相关,与清洗效果呈正相关;彩度差和色相差与清洗效果呈负相关,色度差值越小说明文物原有样貌越完好。清洗效果评价结果为石门区域清洗效果良好,石殿和石亭区域清洗效果一般。【结论】通过分析污染物清洗效果与颜色的相关性,以及采用色差公式对石质文物清洗效果进行评价的方法,可为后续石质文物清洗效果评价研究提供新的思路和方法。

半球摄影法在石质文物现场调查中的应用研究

在研究石质文物病害形成机理时,掌握太阳辐射长期变化情况对其影响是重要的调查项目。但目前多数相关调查研究只能依靠建立环境监测站来实现。半球摄影法是一种快速测量天空开阔度的方法,在生态学等学科中被广泛使用。通过对日本、国内两处石质文物保护实际现场调查,半球摄影法被证明可以有效应用于环境监测装置选点,判断太阳位置变化对石质文物影响,以及比较石质文物不同位置受太阳辐射的长期变化。该方法具有便捷、经济且高效的特点,可以作为辅助手段更多应用在石质文物保护调查过程中环境监测装置选点与判断太阳辐射影响的相关初步测量与数据分析中。

智化寺石质文物表面黑色污染物的谱学分析

智化寺是典型的明代早期寺院,主体建筑保存状态良好,其建筑群既具有宋元风格,又历经明清、民国时期,具有极高的研究价值。寺内现存三件石刻文物表面具有明显的黑色污染,为了更有针对性的保护,需要对未知的黑色污染物进行科学分析研究。本研究采用便携式X射线荧光光谱(pXRF)、拉曼光谱(Raman Spectroscopy)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和热裂解气相色谱质谱(Py-GCMS),系统分析了污染物成分。结果表明藏殿须弥座北侧侧面和台面处污染物以干性植物油为主,并具有少量蛋白质残留、无定形碳等,如来殿前的赑屃背上的黑色污染物含有多糖、油脂、无定形碳、纤维素、蛋白质和石英等物质残留。分析结果为准确判断智化寺石刻文物上的黑色污染物提供了科学依据,对相关石质文物的合理有效保护具有重要意义。

浅论丰县大沙河考古发掘出土石质文物的修复与保护

2016年1月,丰县大沙河出土一批石质文物,严重残损,雕刻精美,晚明清初风格,具有一定的历史价值与艺术价值,丰县博物馆对其进行了修复保护。

石质文物风化程度超声波检测方法探讨

石质文物是文化遗产的一部分。由于年代久远,许多石质文物都遭受着严重的风化病害侵蚀。对石质文物的风化程度进行检测、评价,已经成为石质文物保护中一项紧迫的任务。从理论和方法上探讨了利用超声透射波和瑞雷波检测石质文物风化程度的可行性,并分别应用这两种方法对浙江义乌古月桥桥身条石、故宫汉白玉栏板以及北京西黄寺抱鼓石的风化程度进行了检测,取得了较好的效果。

添加TiO_2、SiO_2纳米粉体对石质文物防护剂改性的研究

通过添加TiO2 、SiO2 纳米颗粒对一种有机硅氧烷类渗透固结型石质文物防护剂进行改性 ,并通过扫描电子显微镜 (SEM )、透射电子显微镜 (TEM )和紫外分光光度计等测试了改性后防护剂的性能 .研究结果表明 ,纳米粒子在防护剂中的分散性较好 ,改性后的纳米复合防护剂的固结性能、耐紫外线。

石质文物风化病害防治的环境地质问题

石质文物的风化病害防治必须重视对地质环境的研究 ,地质环境的研究是彻底根治风化病害的前提。论述了风化病害的类型和机理 ,讨论了影响风化的主要环境因素和环境地质问题 ,提出了风化病害防治的原则与对策。

超声波无损探伤检测在现代出土石质文物保护中的应用

以超声波法对保护和复原近日在北京出土的乾隆御碑所做的无损探伤试验为例,介绍了用超声波定量检测石质文物内部裂纹缺陷及其风化程度的一种新的方法。对于不同年代的石质文物(如石佛像雕、石碑、石柱等),采用该方法不但能够探测其内部裂隙的走向和发育程度,而且能根据声波的特征判断其风化程度和强度,为文物的保护和复原提供可靠的资料。

石质文物表面防护中的问题和新材料

野外的大型石质文物暴露在自然界的风化环境中，近代环境污染和酸雨使侵蚀更加严重，已有许多防护材料用于石质文物的防护，本文分析了目前防护材料，特别是憎水性有机高分子防护材料在使用中存在的问题，并初步探索了使用新的生物无机防护材料的可能性。

环境污染加剧石质文物风化:机理、过程及防护措施

石质文物的风化问题由来已久,在影响石质文物风化的各类因素中,环境恶化对石质文物的风化影响日益严重,但现有研究大多忽略了环境污染加剧的影响。在此背景下,本文从酸性气体排放、温度效应和水体污染三个方面阐述了环境污染加剧对石质文物风化的影响和作用机理,并对现有石质文物的防护措施进行综合比较分析,提出石质文物的保护建议和措施,为新形势下石质文物的保护研究提供新的思路。

草酸钙生物矿化膜的形成机理和化学仿制──一种新型石质文物表面防护材料的开发研究

已经发现一些年代久远的含钙岩石表面有一层天然生成的矿化膜 ,矿化膜保护下的石刻文字可以历经上千年的风雨而保持完好。本工作探讨了这种膜的组成和来源。膜的样品用FTIR、PLM、EDAX、SEM和TEM进行了分析。检测发现天然矿化膜的主要成分为草酸钙 ,许多证据表明这是一种生物矿化膜。本文讨论了膜的形成机理。为了开发新型石质文物表面防护材料 ,我们在实验室中用化学仿制的方法在含钙岩石上生成了这种保护膜 ,同时研究了膜的生成条件与保护效果之间的关系。

露天石质文物的风化和加固保护探讨

探讨了石质文物风化的诸因素 ,认为主要来源于石材原料、物理因素、化学因素、生物因素和人为破坏等几个方面 ,阐述了目前用于石质文物加固保护的无机加固剂、有机加固剂的特点、应用及其加固技术 ,该工作对石质文物加固保护具有指导意义。

石质文物风化程度的超声波CT检测

我国是一个具有悠久历史的文明古国，拥有大量的具有重要历史意义和价值的文化遗产，然而，由于长期的风化作用，导致它们损伤严重，亟须对其风化程度进行评价。超声波测试具有检测分辨率高，对被测物无损伤等特点，使其成为检测石质文物风化程度的有力手段。从理论和办法上，对运用超卢穿透波CT检测石质文物风化程度的方法进行了探讨，提出了一套利用超声波CT法检测现场石质文物风化程度和文物材料丰要力学参数分布状况的方法。利用这套方法对浙江省义乌市南宋古桥——古月桥桥身条石的风化程度进行测试，取得了较好的效果。

纳米TiO_2改性石质文物防水材料WD-10

为了改善防水材料WD-10(主要成分十二烷基三甲氧基硅烷)对石质文物的保护效果,以KH550(氨丙基三乙氧基硅烷)为偶联剂、OP-10(聚乙二醇辛基苯基醚)为乳化剂进行纳米Ti O2改性,并对改性材料的憎水性、透气性、耐盐性、耐光性、耐候性进行表征。结果表明,改性材料具有优异的憎水性和透气性,对水的接触角为140°,透湿率较WD-10提高8%。2次耐盐循环后,改性材料的质量损失率比WD-10减少了61.48%。光老化实验表明,未改性材料经816 h紫外老化后接触角降为0°,而改性材料接触角>90°。通过对世界遗产重庆大足石刻细砂岩240 h实验室耐候性测试显示:改性材料的质量损失仅1.07%、接触角变化率10.38%,均小于WD-10的质量损失1.95%和接触角变化率24.34%。因此,纳米Ti O2改性石质文物防水材料WD-10的透气性、耐盐性、耐光性、耐候性比改性前有显著改善,且优异的憎水性能够长期保持。

二氧化硅胶体基石质文物防风化有机-无机杂化材料制备及效果评估

采用溶胶凝胶法制备含有纳米二氧化硅颗粒的胶体材料。胶体材料的稳定性和纳米二氧化硅颗粒的粒径主要受正硅酸乙酯含量、氨水浓度、水含量、无水乙醇含量和滴定速度等参数的影响,以具有良好综合防风化性能的甲基三甲氧基硅烷为有机物,通过与二氧化硅溶胶的机械混合而制备有机-无机防风化杂化加固材料。研究结果表明:当杂化材料中甲基三甲氧基硅烷的质量分数为15%-20%时,防风化杂化材料的黏度低(接近于水的黏度)、凝胶时间短且稳定性好;胶体颗粒的添加有效地降低了单一有机物加固涂层的开裂概率;防风化杂化加固材料引起试样的色差变化较小,加固吸收率明显比单一有机物的吸收率高,且涂覆防风化杂化加固材料的石质试样,其耐酸和耐盐性显著提高。