微生物诱导矿化修复阿尔寨石窟红砂岩壁面酥碱病害试验研究

阿尔寨石窟寺是内蒙古地区规模最大且保存最为完整的石窟寺建筑群,其蕴含了珍贵的关于历史、宗教、科学、文化的艺术价值,被誉为“草原上的敦煌”。由于当地典型的沙旱寒区气候特征,酥碱成为石窟壁面最为严重的病害之一,目前阿尔寨石窟正处于保护阶段,因此通过室内对病害进行模拟和研究尤为重要。本研究通过微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术,对以红砂岩风化土为基质的壁面的酥碱病害进行修复,通过激光粒度分析了病害前后土颗粒粒径的变化,提出酥碱高度、酥粉体积、盐壳厚度的量化指标用以评价病害的发展程度。基于微生物矿化技术生成矿化覆膜对病害进行抑制,推荐使用微生物菌液浓度OD_(600)大于1.5的具有耐盐碱性能的矿化菌株,修复后酥碱高度下降幅度大于20%,酥粉体积下降幅度大于30%,盐壳厚度下降幅度大于25%。研究成果对生物矿化技术应用于红砂岩石窟壁面的酥碱病害的修复进行试验验证和可行性评估,为绿色生态环保的岩壁病害修复与加固技术的推广应用进行科学预研。

酥碱壁画脱盐材料的性能评价研究

筛选出合适的酥碱壁画脱盐材料是酥碱壁画修复工艺和流程中至关重要的一个环节.文中通过对高吸水树脂的可溶盐含量、酸碱度的分析,以及结合粒度、保水率、饱和吸水量、吸盐水量、吸附NaCl的量等性能测试,初步筛选出对壁画不会造成二次伤害的脱盐材料,然后对筛选出的样品进行形貌分析.结果表明,筛选出的树脂具有层状、多孔、皱褶结构,将其作为由氯化钠引起的壁画酥碱病害的脱盐材料,性能优异.本研究为不同类型壁画酥碱病害提供一种脱盐材料的筛选方法.

壁画酥碱病害研究概述

酥碱病害是壁画最为严重的病害之一,被称为壁画的“癌症”。因其受诸多因素的影响,使得病害产生机理复杂、修复材料匮乏和修复方法难度大等问题,严重制约着酥碱病害的修复与防治。本文系统梳理酥碱病害的成因、病害机理、加固材料、地仗修补材料,以及针对不同盐霜的保护修复方法的研究成果,客观评价酥碱壁画修复过程中的经验和教训,为古代壁画酥碱病害的防治与修复提供系统的技术参考和实践借鉴。

敦煌莫高窟壁画酥碱病害机理研究之三

敦煌莫高窟壁画材料中含有可溶盐，因此有些洞窟壁画酥碱病害严重，而有些洞窟并没有发生这一病变，可见壁画酥碱病害还与其因素有关。本文以《敦煌莫高窟壁画酥碱病害机理研究》之一及之二分析结果为依据，并结合洞窟所处位置、洞窟壁画结构中的水分来源以及洞窟小环境空气温湿度监测结果，综合分析各种因素，全面对敦煌莫高窟壁画酥碱病害机理做了研究，证明敦煌壁画发生酥碱病变的主要原因是：壁画材料中的可溶盐被水所溶解后迁移到地仗层中，又随洞窟中温湿度的变化及地仗层中水分含量的变化频繁地溶解一结晶而造成的。在此基础上，又进行了水分蒸发速度的计算以及室内模拟实验，证实了上述结论的可靠性，为今后筛选酥碱壁画修复材料及工艺提供了可靠的依据。

莫高窟壁画酥碱病害产生机理

通过对莫高窟壁画地仗层和洞窟围岩中盐分的分析与对比，揭示了壁画酥碱病害的成因及形成机理，研究认为，在水分运移的同时，围岩及地仗层中的易溶盐发生水化、离子交换和重结晶作用，引起盐分向地仗层迁移和积累，盐分的积累导致地仗土颗粒间距增大，粒间连结力降低，从而使壁画发生粉化。

莫高窟第85窟壁画地仗酥碱模拟试验

本文以莫高窟第85窟壁画颜料、地仗以及地仗中可溶盐分析结果为依据,制作了含盐量分别为1%、6%、13%的模拟壁画试块,并将其放置于模拟空气湿度变化的实验装置中,观察试块在高低湿度循环时产生的变化。实验表明,试块中含盐量为1%时,相对湿度的变化不会造成酥碱。而含盐量为6%和13%的试块,经过一个高低湿度循环后,就开始产生酥碱的现象,且含盐量13%的较6%的试块发生酥碱的速度快。经过30多个循环后,6%和13%含盐量的试块其酥碱严重程度趋于相同。该模拟试验得到了与莫高窟85窟内相似的酥碱现象。

陕西白水仓颉庙酥碱壁画脱盐修复的初步试验

在前期研究和室内模拟试块脱盐试验的基础上,选择高吸水、高吸盐性脱盐材料和修复工艺对仓颉庙部分酥碱壁画进行治理。脱盐试验评估表明,脱盐使壁画中的含盐量明显降低,越接近表层脱盐效果越明显,尤其是可溶性的Na+、K+、Cl-、NO3-,含量降低的幅度约为1/3;二次脱盐可以降低壁画表面含盐量约70%。但是Ca2+、SO42-的脱盐效果不明显。加固后的壁画强度明显增加,外观没有明显的改变。脱盐技术初步试验表明,本次采用的脱盐工艺与材料适用于以NaCl、Na2SO4、NaNO3等易溶盐为主要成分的殿堂盐害壁画的脱盐加固,脱盐评估方法有较好的可行性、适用性。

莫高窟第98窟酥碱壁画保护修复试验研究

莫高窟第98窟壁画存在严重的酥碱病害,脱去壁画地仗中的易溶盐可防止酥碱病害的再次发生。本研究通过室内研究,筛选出了适宜的壁画修复材料,通过现场试验筛选出修复加固和脱盐处理一次完成的新工艺,并对酥碱壁画脱盐后的效果进行了科学评价。

盐水比对壁画酥碱病害产生和发展速率的影响

目的通过一种无损检测方法研究盐水比对壁画酥碱病害产生和发展速率的影响。方法采用9种盐水质量比(盐水比)制作模拟酥碱病害壁画试块,在恒湿恒温箱中进行干湿循环试验后,用Matlab软件和自编程序对各循环周期后样品数码照片进行分析,获得样品表面高度的三维分布图和量化数据。结果在所研究的时间范围内,盐水比为1:10时,样品未出现明显的酥碱病害;盐水比为2:10和3:10时,模拟出类似于敦煌莫高窟壁画酥碱现象;盐水比为4:10、5:10、6:10、9:10、11:10和13:10时,颜料层出现裂缝、起翘,后地仗层、颜料层整体脱落。结论壁画酥碱病害发展速率呈阶段性,盐水比越大,壁画酥碱病害的破坏风险越大,发展越快。病害发展形貌与软件处理相结合的方法可获得样品酥碱病害发展模型和速率,是一种无损、可量化的评价方法。

基于地气活动的酥碱带形成机制

毛管理论不能解释干旱区近地面酥碱带的形成。本工作以敦煌莫高窟的地气研究为基础,通过地气活动规律揭示了酥碱带的形成机制。在大气波动影响下,大气与地气存在频繁的空气交换。当大气压升高时,地气体积压缩,有干燥大气进入土壤。当大气压下降时,潮湿地气膨胀上升,在建筑墙体内到达一定高度。在长期干湿空气的频繁交替作用下,墙体内的大量易溶盐分反复结晶-溶解,导致近地面建筑酥松风化。另外,孔隙内较为剧烈的空气和颗粒物流动对酥松建筑有较强的冲蚀作用。地气导致酥碱带普遍发生,其高度与气压日波动幅度和包气带厚度成正比,与当地大气压成反比。酥碱带地气形成机理的揭示,为建筑酥碱的防治、防潮和土遗址维护等提供了坚实的科学依据。

敦煌莫高窟壁画酥碱病害机理研究之一

敦煌莫高窟壁画酥碱病害机理研究之一郭宏，李最雄，宋大康，裘元勋，许志正，汤家镛，杨福家ＲｅｓａｒｃｈｏｎＥｆｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅｏｆＷａｌｌＰａｉｎｔｉｎｇｓｉｎｔｈｅＭｏｇａｏＧｒｏｔｔｏｅｓｏｆＤｕｎｈｕａｎｇＧｕｏＨｏｎｇ，ＬｉＺｕｉｘｉｏｎ...

敦煌莫高窟壁画酥碱病害的机理研究之二

Be handicapped by the method of analysis and samples of plaster ground,in the article " Research on Efflorescence of Wall Paintings in the Mogao Grattoes of Dunhuang(I)" we only found Nacl. Now according with the other’s research achievements, weknow that there may be another kind of solvable salt Na2SO4· 10H2O in plaster ground.On the basis of XRD, we find that the samples are taken in different places, the contentof NaCl is different, that is to say, the degree of efflorescence of wall paintings has relation to the NaCl content of plaster ground. Through the analysis of XRF, we have foundthe solvable salt Na2SO4· 10H2O stored in the samples of plaster ground. At the sametime, we have made a quantitative analysis of these two kinds of salts which induced efflorescence of Dunhuang murals by the XRF.

莫高窟第108窟酥碱起甲壁画的修复报告

一、第108窟保存现状莫高窟108窟为五代所建的大型洞窟。窟内有中心佛坛,上有一趺坐佛(五代塑)、二弟子、四天王。该窟在莫高窟窟区中部的下层。窟内地面比现在窟区地面低2米左右。窟内阴暗潮湿。甬道处可见以前沙埋的痕迹,证明以前流沙曾将该窟埋没。60年代加固工程施工时为了开拓上层通道,甬道加长2米左右,在没装门以前阳光不能直接射入窟内。1986年安装铝合金门。窟门下部与甬道顶部相平,空气不太流通。沙埋时窟内湿度大,潮湿空气不易排出,窟内四角处湿度增大,下部地下水及崖体自身水分的侵蚀,壁画全都酥碱。

“酥碱”的词源探究及现代学理浅析

传统文物术语许多都是历史上的匠作用语,带有较强的民俗特征,与现代科学存在或多或少的矛盾。文章以"酥碱"为例,通过对其现象、词语起源、概念内涵和术语定义进行寻绎,从语法学、化学、术语学等多方面对"酥碱"进行了系统的分析。

古城墙外包砖大面积酥碱修复施工技术

通过描述古城墙外包砖大面积酥碱修复施工技术在岢岚城墙修复过程中的运用,从酥碱砖拆除、修复城墙与原内衬砖拉结、修复城墙砌筑等要点进行论述,降低拆除力度,节约材料,保护城墙原貌,确保古城墙的修复质量及结构安全,为类似城墙保护修缮工程施工提供参考。

嘉峪关关城城台酥碱病害监测方法探索

嘉峪关关城墙体酥碱病害主要分布在东闸门、光化楼马道、柔远楼马道和嘉峪关楼门洞等处。目前所采取的监测手段是用定点拍照来记录和观察病害发育趋势;用水分仪和盐分计相结合监测分析盐分、水分运移关系;用数码显微镜取样观察分析酥碱病害的微观病理结构。嘉峪关关城墙体酥碱病害的监测目前处于初级阶段,监测手段和监测分析技术都还处于不断探索及完善的阶段,目前最主要的工作任务还是继续探索监测方法,完善监测技术,保存现阶段监测数据资料。

气象参数对砖构文物建筑酥碱的影响

通过选取3个不同寒区级别的古村镇文物建筑为研究对象,采集其酥碱病害信息,分析其成因,从宏观层面探讨气象参数对于寒地文物建筑的影响,从而为后期文物建筑的病害防治提供必要的基础资料。

基于微观环境参数的东南沿海砖构文物建筑酥碱病害研究

针对我国东南沿海地区砖构文物建筑的酥碱病害问题,深入实地调查并检测其微观环境数据,通过数理统计和概率密度等分析方法对酥碱病害微观环境的物理参数进行研究。旨在理清自然物理环境下其致病条件和发生机理,为文物保护工作提供科学的参考依据。

忠县地区中小石窟造像典型病害及其保护建议

忠县地区各类文物资源丰富,本次调查发现的石窟寺及摩崖造像反映了唐后及清等历史时期佛教的传播及发展,具有较高的历史价值。因长期经历自然环境、人为破坏等多方影响,忠县地区造像本体和颜料层均出现不同程度病害,有层片状剥落、开裂等表面物理损伤类病害,有酥碱、粉化等表面污染及风化病害,还有颜料层病害。文章通过对文物病害进行“诊断”,为忠县地区石窟寺及摩崖造像的保护提供切实有效的措施。

干旱地区砖构建筑遗产墙体水分含量变化研究——以嘉峪关关城东闸门为例

嘉峪关关城东闸门城台外部墙面主要由青砖砌筑,内部由黄土夯筑,由于嘉峪关自然气候和关城建筑布局,使得东闸门城台墙体出现墙面返潮泛碱、砖体酥碱碎裂脱落等病害,严重影响了关城的结构稳定性和观赏性.通过监测东闸门城台东南面墙体水分含量,分析墙体水分含量变化规律,进一步了解墙体内水分运移情况;同时结合定点拍摄监测方法,研判病害发育情况,评估墙体酥碱程度,实现了定量和定性的病害监测,也为下一步监测工作提供指导.