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1、广东微量元素科学2007年GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第14卷第11期文章编号:1006-446X(2007)11-0011-05土遗址保护材料综述毛晖梁渠谭君(成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059)摘要:基于对土遗址保护材料选择的基本原则和现今国内外土遗址保护材料的研究将其分为无机材料、有机材料和有机/无机杂化材料三大类并对一些常用的土遗址保护材料及其加固保护机理进行了介绍。关键词:土遗址;保护材料;基本原则;分类中图分类号:G264:TU59文献标识码:A随着人类的进步,人类把对古文化和古文物的
2、研究保护也提上了重要议程。土遗址作为古文化的载体,自然成为被保护的重点对象。土遗址是指遗存本体为土质的遗址,如西安近郊的半坡村,甘肃安西县的锁阳城古城遗址,西夏王陵土遗址等。土遗址作为文物具有科学性、历史性、艺术性而没有可再生性,一旦破坏,就成为永久性损失,所以应尽可能长期地保存它们的[1]原状,以便进行研究展出。土遗址由于面积比较大,又直接与大地相连,受自然环境的影响很大。直接影响土遗址风化破坏的因素除了其矿物组成和性质之外,还包括温度湿度变化、水分、可溶性盐、气体污染物、[1-2]降尖、霉菌、动植物等。因此,必须采用科学的方法对这种特殊的
3、文物进得保护,留下祖国宝贵的文物遗产。土遗址的保护材料众多,有必要了解各种类型土遗址保护材料的结构特点和优缺点,才能更好地结合土体遗址的具体病害原因,研究并选择合适的保护材料对其进得科学的保护。1土遗址保护材料选择的基本原则鉴于影响土遗址的自然因素,选择土遗址保护材料在不改变土遗址的原貌的基础上须遵循[1-2]以下几个原则,不同自然条件的土遗址可根据具体情况作出不同选择。(1)具有耐二氧化碳、耐光照、耐温度湿度变化、耐紫外线、耐酸碱、抗冻融性及抗崩解性等。(2)具有憎水基团,这样可以提高土遗址的耐水性能,减少水分对土遗址(尤其是对于潮湿环境下
4、生长的土遗址)的影响。(3)防止可溶性盐随水分迁移造成土表面结构的破坏或是富集到土体内部造成土体遗址的空鼓、开裂等。收稿日期:2007-06-20基金项目:国家十五科技攻关重点资助项目(2004BA810B02)作者简介:毛晖(1981—),男,硕士研究生,E-mail:jiexli@163.com·11·广东微量元素科学2007年GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第14卷第11期(4)有很好的透气性、防尘吸附性、防震、防虫害、防植被及微生物生长的性能。(5)材料价格低廉,施工工艺简单。2土遗址保护材料概况目前,用于遗址
5、的保护材料类型较多,尚无比较完整的分类体系。按土遗址防风化材料的[1-6]化学成分可将其分为无机材料、有机材料和有机/无机杂化材料三大类。2.1无机材料无机材料主要是可溶碱金属盐和碱土金属盐。包括早期使用过的氢氧化钡、氢氧化钙和近期研制出来适用于干旱地区生长的土遗址保护材料——高模数硅酸钾溶液(简称PS)。氢氧化钡、氢氧化钙能与空气中的CO2发生反应生成BaCO3和CaCO3,在遗址的缝隙和深层中沉淀下来,起到防止文物表面的起壳和剥落作用。PS溶液中的钾离子能与黏土颗粒起到交换吸附作用,同时PS的离解产物硅酸根对黏土矿物的金属阳离子有静电吸附
6、作用,这些作用使得相对分散的黏土颗粒形成较大的团粒,使分离状的晶态黏土矿物变成非晶态的凝胶网状结构。这类无机材料的优点是抗老化性能好,使用寿命较长,价格相对较低,对文物的外观影响不大,对抗风化有很明显的作用,尤其是PS溶液特别适合西北干旱地区土遗址的防风化保护;缺点是与土体的黏结力较弱、弹性差、难以渗透、收缩性大、耐水性差、加固效果不显著,易在土遗址表面形成一层坚硬的保护层,造成对土体内外强度差别很大的现象。同时,PS溶液在潮湿的土遗址表面的渗透性差,严重阻碍了其在南方潮湿地区的应用。因此,如何改进PS溶液在潮湿土遗址的应用成为以后的一个研究
7、方向。2.2有机高分子材料20世纪60年代早期开始发展起来的高分子材料,由于其具有耐水、耐腐蚀、强度高等特点,在文物保护特别是在土遗址保护方面的应用越来越广,同时有机高分子材料和文物保护的结合促进两者的共同发展。有机加固剂的优点是渗透性较好、黏结性和柔韧性强、憎水性好;缺点是大多数有毒,并且易受环境影响而老化。在土遗址保护中使用过的有机高分子材料主要有以下几类。[8-10](1)丙烯酸树脂:丙烯酸树脂是丙烯酸类单体的引发剂作用下形成的聚合物。丙烯酸树脂因为其优良的耐候性、透明性而使用广泛,在文物保护方面,常被用作加固剂、黏接剂等。这类材料加固
8、保护土遗址的基本原理是在丙烯酸类单体(如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯等)中加入引发剂如过氧化物,再加入促进剂如叔胺类和交联剂等一起注入烯酸土体并在土体中聚合(这类
