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1、2005年第5期敦煌研究NO1512005(总第93期)DUNHUANGRESEARCHTOTAL93潮湿环境下壁画地仗加固材料研究1112马清林陈庚龄卢燕玲李最雄(1.甘肃省博物馆,甘肃兰州730050;2.敦煌研究院,甘肃敦煌736200)内容摘要:针对潮湿环境下微生物对有机材料有很强破坏作用这一特点,在前人研究的基础上,进行了潮湿环境下壁画地仗加固材料的选型分析,运用X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、偏光显微镜(PLM)、扫描电子显微镜(SEM)对烧料礓石的材质、胶凝机理以及胶凝后产物形貌进行了比较研究,确定了无机胶凝材料料礓石作为加固材料。为潮湿环境下壁画地仗加固提供了
2、材料和方法。关键词:壁画地仗;料礓石;烧料礓石;胶凝机理;加固;分析中图分类号:K879141文献标识码:文章编号:100024106(2005)0520066205宜,或者在现存的墓室壁画环境下(相对湿度高于一引言75%,温度在8～25℃之间)有适当的营养源,微生物就可萌发并蔓延生长。此过程将消耗有机加1987年～1996年间,甘肃省博物馆与化学工固材料,造成加固材料强度下降,甚至使其丧失加业部涂料研究所、兰州大学生物系经过较长时期固作用,同时由于微生物生长过程中分泌产生大合作研究,完成了针对潮湿环境下壁画剥离画面量的有害物质如有机酸与色素,造成壁画进一步①[1][P42～46]层的加固
3、材料、加固技术及霉菌防治研究项目。的污染与损害。此课题主要解决了潮湿环境下壁画画面层由于酥松、粉状剥落而造成的壁画画面漫漶不清等病害,二无机胶凝材料的选型有效地保护了壁画画面层。在潮湿环境下,壁画除画面层酥松与可溶盐古代中国对无机胶凝材料的使用很早,在甘作用造成的酥碱病害外,较主要的还有因壁画地肃秦安大地湾遗址F901与F405房屋地面建筑仗层与墓室砖壁结构之间的应力作用或地仗层自材料中,当时已经应用了以料礓石(黄土层中的钙身应力造成的空鼓及裂隙,在裂隙及空鼓发展至质结核,含CaCO360-80%,含其它粘土矿物一定程度时,则会发生地仗及壁画掉块现象,造成40-20%)烧制的水泥为胶结材料
4、的轻混凝土,并壁画的损坏。对于干燥环境中壁画空鼓、裂隙及掉块等病害,主要采用加入草与麻筋等纤维增强材料和掺①甘肃省博物馆,化学工业部涂料工业研究所,兰州大学生物系《潮湿环境下壁画画面加固保护与霉菌防治研究———甘肃入少量植物胶的胶泥进行回贴及填补裂隙。在潮酒泉丁家闸五号壁画墓保护研究》,此项课题为1987年国家文物湿环境及开放状态下,壁画墓室存在的大量微生局“七五”科研项目,并获1996年度国家文物局科技进步二等奖。物孢子处于待萌发状态,只要环境的湿、温度适收稿日期:2005202213作者简介:马清林(1964—),男,甘肃省华亭县人,甘肃省博物馆研究员,理学博士。·66·[2][P42
5、～46]认为是世界上最古老的人造混凝土。同保持了较好的机械强度,这是迄今所知耐老化性时在F411房基地面上,出土了我国目前发现时能较好的材料之一。在李最雄博士对大地湾房屋代最早的独立存在的绘画———大地湾地画(画面地面材料及机理研究的基础上,通过进一步的研长约112m,宽约111m),此地画地仗的制作工艺究与试验,确定了采用烧料礓石材料作为潮湿环[3][P751～757]与F901殿堂地面相似。地画出土后不境下壁画空鼓回贴与裂隙补强及地仗加固的胶凝久即由甘肃省博物馆保护实验室技术人员负责搬材料。迁回兰州,采集了地画表面地仗层样品。根据潮湿环境下墓葬的相对湿度常年在三烧料礓石水合胶凝机理分析
6、75%以上,一方面,所选用的无机胶凝材料应兼有水硬性与气硬性两重特点;另一方面,在凝固过3.1料礓石成分程中释放或生成尽量少的可溶性盐类,凝固过程料礓石是存在于黄土层中富含碳酸钙的结核应尽量缓慢,有小的热效应和体积变化(小的胀缩体(Calcareousdoll),由于形成钙质结核时包裹有效应),形成的加固层应保持一定的透气透水性。黄土中的粘土矿物,如石英、云母及长石等,其颜本着材料宜得、制备简单、使用方便和应用有色灰白、灰、淡黄至红色均有,含粘土矿物越多,颜效的原则,借鉴意大利在修复墓室壁画过程中常色也越深。[4][P41～57]采用火山灰作为补强材料的方法。在筛试验分析用料礓石矿物中约含
7、66%的方解选与研究潮湿环境下壁画地仗加固材料时,考虑石和22%的石英(SiO2),其余为长石和云母等矿到大地湾地画虽然埋于地下近五千年时间,却仍物,见表1。表1料礓石与其它无机胶凝材料的化学成分对比(%)材料名称SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OCO2SO2[2]红粘土6211515179614511063122310811140107[2]料礓石22106514421033618211490198
