微损测试饱水木质文物抗弯强度的新方法

力学性能是考古出土饱水木质文物进行保存状况评估的基础信息,亦是保护工作中加固增强的核心任务,但囿于取样量和尺寸,饱水木质文物力学性能表征较为困难,亟需开发适用于饱水木质文物的微损、精确测试力学强度的新技术。本研究提出使用静态热机械分析仪(TMA)作为饱水木质文物抗弯强度测试的新方法,以“南海Ⅰ号”沉船出水的马尾松船板为对象开展适用性研究。对32个尺寸为8 mm×2 mm×0.3 mm的饱水木材试样进行测试,获得置信水平0.95以上的抗弯强度有效数据31个。结果表明,“南海Ⅰ号”沉船出水的木质文物断裂应变集中在0.5%~1.75%,平均抗弯强度仅为5.64 MPa,与健康马尾松30 MPa的抗弯强度相比大幅降低。另外,发现晚材占比高的试样强度普遍高于早材试样。本研究说明,TMA能够有效测出强度极低的脆弱饱水木质文物的力学数据,所需试样尺寸在毫米级别,测试精度高,数据重复性好,是一种微损精确的测试方法,有力填补了现有木质文物力学测试方法在微小尺寸上的空白,对脆弱饱水木质文物具有较好的适用性和较大的应用前景。

遗址博物馆中木质文物的保护与展示初探

作为不可再生的历史文化资源,文物具备极为可观的现实性价值,在有效的保护与展示下方可实现。文物历经较为漫长的时间之后,容易在外部环境影响因素的作用下劣化损坏,给保护与展示带来难度。尤其是遗址博物馆中的木质文物,木质的材质特性对保护展示要求更为严格,需要遗址博物馆对此引起关注和重视,确保木质文物保护展示的有效性,推动木质文物的文化性价值得到有效实现。为此,遗址博物馆应当清晰认识木质文物的概况及其保护展示现状,为后续创新保护展示工作的实践过程提供有力的理论支持,有效地保障木质文物保护展示工作质量。

张掖高台地区两汉至魏晋墓葬出土木质文物病害特点及预防性保护策略

高台县境内密集地分布着两汉至魏晋时期古墓葬,出土了大量反映高台古代历史文化的珍贵遗存,如魏墓壁画砖、汉时期的彩绘木器、纪年简牍等。其中发现的木质随葬俑、动物俑,存在一些有别于传统丧俗的地方元素,是在继承了汉代中原地区丧葬观念和风俗习惯的基础上,伴随着东西文化的沟通而产生的。丧葬习俗是在一定的社会背景下逐渐产生和发展起来的。其所代表的社会历史图景也可以通过随葬明器进行还原。高台出土的两汉至魏晋时期墓葬木俑形象,从侧面反映了两汉至魏晋时期高台在农业发展、民族融合、丝绸之路、经济繁荣等方面的社会面貌,是了解和研究魏晋时期河西社会历史的重要实物资料,是与当时人民生产生活密切相关的内容。

“活性碱”对出土干缩变形木质文物的润胀复原研究

为使干缩变形木质文物恢复原有形状,采用"活性碱"作为润胀剂,对干缩变形的出土木质文物进行了复原试验,并采用环境扫描电镜、傅立叶红外光谱、X射线衍射仪对复原前后的木质成分、结构进行了表征。结果表明,经"活性碱"处理后,干缩木材试样中木质素的含量、纤维素结晶度明显降低;干缩木材中原本塌陷的细胞腔结构得以恢复,同干缩状态相比,复原后木材体积的最大膨胀值达420%,使得干缩变形的木材试样基本恢复了原有形状。

细菌纤维素对木质文物修复的初步探索

为研究细菌纤维素对木质文物的修复效果,首先检测了产纤维素的醋杆菌Acetobacter sp.PDA静置培养时的生长,然后将其与小块的饱水木材一起静置培养,通过测定木块处理前后的湿重及扫描电镜观察,结果显示细菌纤维素对木质文物有一定的修复作用。

志丹苑元代水闸遗址木质文物保护前期工作

志丹苑元代水闸遗址是目前我国保存最好、规模最大、结构严谨、做工考究的古代水工建筑遗址。遗址内有大量的木桩、闸门、闸板等木质文物需要保护。本研究介绍水闸遗址木质文物保护的前期准备工作:对遗址中水质、土壤和各类木质文物材质、保存现状、有害菌种等情况进行了科学分析,在发掘过程中及时对遗址现场进行杀菌,对闸板和门槛进行回填保护处理,试验了针对木桩的现场脱水方案。

饱水木质文物的理化性能和微观结构表征

通过对2002年河南信阳长台关出土梓木的基本性能分析表明,出土梓木已遭受严重腐蚀。显微分析、化学分析和红外分析均表明出土梓木的多糖类物质发生了严重降解和溶出,但木质素相对含量增加。多糖类物质的降解提高了木材纤维素的亲水性,增加了木材的孔隙,是导致出土梓木饱和绝对含水率增加、基本密度降低和力学强度降低的根本原因。富含木质素的胞间层保存完整是出土饱水梓木仍能保持完整的外形的主要原因。

天然树脂加固淹埋木质文物

为了对剑川海门口遗址出土的古思茅松进行实验性加固保护,对古思茅松进行草酸脱色、甲醇溶剂脱水,然后使用松香和虫胶的甲醇溶液作为加固剂进行渗透、干燥等加固工序。加固后的样品表面色泽浅淡,保持了木材原有的色泽、纹理和质感。基本密度达到0.437g/cm3,已接近现代木材的基本密度。顺纹抗压强度较加固前增加了24.58%。绝干状态时测得的各向全干收缩率分别为:纵向2.22%、径向3.54%、弦向7.73%,均在正常木材干缩变化范围之内。扫描电子显微镜(SEM)研究表明:天然树脂附着在细胞壁表面,对细胞壁起到了足够的支撑作用,加固后的木材细胞壁切面平整、致密、轮廓清晰,胞壁间界面结合好,细胞腔较光滑。研究表明,本加固方法能有效降低木质文物的吸湿性、提高其各项物理力学性质。当木质文物需做其它处理时只需用甲醇或乙醇将松香和虫胶溶出即可,加固过程可逆,这解决了木质文物将来的再处理问题。

饱水木质文物的细菌病害及其诊断技术的进展

为了促进微生物学理论与技术在我国文物保护领域中的应用,使我国的文物保护与国际先进水平接轨,本文通过对国内外有关文物保护微生物学研究进展的综述,阐述了饱水木质文物细菌性病害的成因和机理。侵蚀细菌、钻管细菌和空化细菌是饱水木质文物细菌性病害的病原体,但它们的作用方式有一定的区别。在饱水木质文物细菌性病害诊断上,国外已较为普遍地使用了光镜技术、电镜技术、细菌培养技术以及多种分子生物学技术。根据众多样本分析的结果,国外学者已建立评价饱水木质文物腐蚀状态的定性指标体系。文中还结合目前我国有关饱水木质文物保护的现状,阐述了文物保护微生物学在我国饱水木质文物保护中的应用前景,并建议尽快开展相关的研究工作。

饱水木质文物的风冷干燥脱水研究

许多出土饱水木质文物因其降解严重、含水率较高,容易在脱水过程中出现不可逆的收缩变形以及开裂现象,从而遭到严重破坏。因此,饱水木质文物脱水方法的研究是文物保护工作中的重要课题。为探究风冷冷冻法对饱水木质文物脱水的效果,以一批无法复原的出土饱水木质文物为研究对象,在对其材种、含水率、基本密度及化学成分进行了测定和分析后,使用一台风冷电冰箱在-18℃条件下对样品进行了风冷干燥脱水处理,记录脱水时间和脱水效果,并分析了该方法的传质传热特点,证明了风冷干燥法用于饱水木质文物的脱水干燥能够取得良好效果,并且具有对文物干预小、适用性广、操作简便、成本低廉等优点,为饱水木质文物的脱水处理提供了一种新的思路。

我国古建筑木构件及木质文物保护技术发展历程与展望

文化遗产保护是传承历史文化、增进民族团结、维护国家统一及社会稳定的重要基础。总结中国林业科学研究院木材工业研究所古建筑木构件及木质文物保护技术的发展历程,概述我国现有技术及其应用实施进展,并基于现状分析未来的发展趋势。

重庆地区馆藏木质文物病害调查与保护

木质器具在我国的使用历史悠久,是物质文化遗产的重要组成部分。在众多的博物馆里,大多收藏有各种不同类型的木质文物。然而,木质文物因其材质为有机生物材料,极易遭受腐朽和虫蛀,故在其收藏与保护的过程中需要特殊的关注。本文以重庆地区木质文物病害的综合调查为基础,提出了一些保养与修复方法,以期对木质文物的保护起到积极的作用。

遗址博物馆中木质文物的保护与展示初探

遗址原位保护与展示能够最完整、最准确的传达遗址信息。作为遗址文物常见类型,木质文物原位保护与展示是考古及文物保护领域重要的研究内容。本文以木质文物保护的理论方法为依据,结合遗址博物馆中木质文物保护案例调研,分析在对木质文物"保水存放"或"脱水处理"的前提下,对遗址进行"干"、"湿"保护取得的成效与存在的问题,同时探讨这两种保护方式对遗址展示产生的制约与启示。

铜绿山古铜矿遗址木质文物的防腐研究

通过对二十一种防腐剂的研究 ,筛选出了霉敌、木宝和五氯酚钠等三种防腐剂 。

出土饱水木质文物的腐蚀病害类型与保护研究进展

饱水木质文物在世界各地均有发现,其保护引起了广泛重视。从出土饱水木质文物存在的腐蚀病害类型及保护研究方面综述了目前国内外这一领域的研究进展。对现有保护方法存在的问题进行了详细分析,并展望了未来的研究重点和发展方向。

冻干法保存饱水木质文物研究进展

冷冻干燥法能有效控制饱水木质文物的收缩、开裂、断裂等现象,脱水处理后文物的三维稳定性较好。本文主要介绍了国内外处理饱水木质文物的冷冻干燥法的研究动态,其中重点介绍了以聚乙二醇(PEG)为保护剂的冷冻干燥法。

超临界CO2流体干燥海洋出水木质文物的实验研究

有研究表明,相较于传统的干燥技术,利用超临界CO2流体干燥技术对出土饱水竹木器进行干燥具有周期短、变形小的优势。与出土饱水竹木器相比,海洋出水木质文物除了含水率高外,还含有较多的难溶性盐分,在文物的长期保存和展览中,盐分与水分、空气、文物本身进行化学反应会加速文物的老化和腐蚀。因此,本研究以“南海Ⅰ号”船体的部分构件为研究对象,开展了将超临界CO2流体干燥技术应用于海洋出水木质文物的探索实验研究。实验结果表明,在温度40℃,压力20 MPa的条件下,超临界CO2流体干燥海洋出水木质文物效果明显,样品的三向干缩率均低于或者接近健康木材阴干的三向干缩率;含水率大幅度下降,经过超临界技术干燥后不需再做其他干燥处理就能满足文物保存的要求。文物干燥前后含盐率的测量结果表明,此干燥技术还具有明显脱盐的效果。

出土、出水饱水木质文物冷冻干燥研究进展

冷冻干燥是稳定出土、出水饱水木质文物的主要方法之一。该方法基于水由固态直接成为气态的升华过程不产生表面张力的原理,可避免饱水木材脱水时受到干燥应力的破坏。数十年来,经过实验实践和不断完善,冷冻干燥在出土、出水降解木材的稳定中取得了很好的效果,在大型、厚重木质文物的保护方面得到成功应用。本研究基于在出土、出水含盐饱水木质文物保护方面的多年实践,对国内外在脱盐、抗菌、热浸、预冻和升华干燥工艺等方面的进展进行了回顾,并提出了解决一些现有问题的技术设想。

γ-巯丙基三乙氧基硅烷对饱水木质文物的脱水定型机理研究

饱水木质文物的脱水定型是该类文物最核心的保护需求之一,围绕这一保护需求已研究了天然树脂、聚乙二醇、糖类、乙二醛等多种保护加固材料,近期研究表明有机硅氧烷具有优异的脱水定型效果,其中γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)最佳,但含巯基材料与木质文物的相互作用尚未得到较好的解释,对其进一步地研究或可为饱水木质文物保护材料的研发提供新的思路和借鉴。在本研究中以MPTES处理后的南海一号出水船板马尾松(Pinus massoniana)为研究材料,通过增重率、收缩率、扫描电子显微镜观察(SEM)和傅里叶变换红外光谱分析(FTIR),研究其脱水定型效果与巯基的关系以探讨其加固机理。结果表明:1)MPTES处理后的古代饱水木材样品具有良好的尺寸稳定性(最低3.5%体积收缩),脱水定型效果印证了以往研究中的结果,并进一步得到在低增重率下(约干重的50%)较为理想的效果;2)SEM观察表明硅氧烷均匀地分布于细胞壁内部而非沉积于细胞腔内;3)处理条件(时间、浓度或水分含量)、宏观指标(增重率和收缩率)、显微形貌变化与FTIR图谱中芳醚伸缩振动吸收峰、聚硅氧烷相关吸收峰均呈现明显的相关性。根据上述结果,着重讨论了巯基与木质素反应的机理,认为两者的反应可能与海洋出水饱水木质文物在还原性埋藏过程中有机硫化物的形成过程、造纸工业中硫酸盐制浆法的初期反应原理具有相似性,涉及在酸或碱催化下木质素醌甲基化合物中间体的形成和巯基进一步与该中间体的加成反应,最终得到硫醚的结构。由于MPTES水解后同时具备能与木质素反应的巯基和能与纤维素羟基发生缩合或氢键作用的Si-OH,使该材料具有多样的化学结合能力,能够加强纤维素和木质素自身和互相之间多种界面结合力,提高饱水木质文物中残余组分的整体性和强度,从而获得更好的脱水定型效果。本研究在一定程度上阐明了MPTES加固饱水木质文物后获得良好脱水定型效果的原理,在此基础上进一步认为,在饱水木质文物保护材料引入适度反应性的巯基等基团可进一步提高材料的脱水定型效果,这一思路在未来饱水木质文物保护材料的研发中具备良好的研究前景和应用价值。