專利名稱：硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及文物保護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法。
背景技術(shù)：
我國作為世界著名的文明古國歷史悠久，文化遺產(chǎn)十分豐富。這些珍貴文化遺產(chǎn)在傳承中華文化、促進(jìn)文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展、建設(shè)精神文明和物質(zhì)文明、實(shí)現(xiàn)中華名族偉大復(fù)興等方面都具有重要作用。硅酸鹽質(zhì)文化遺產(chǎn)是我國文化遺產(chǎn)的重要組成部分，是歷史、文化、藝術(shù)、社會各方面的重要載體，見證了中華文明的發(fā)展歷程，反映了技術(shù)的發(fā)明與進(jìn)步，凝聚了中華民族的聰明才智，具有不可替代的重要作用。硅酸鹽質(zhì)文化遺產(chǎn)主要包括土質(zhì)文物、石質(zhì)文物、 磚瓦、陶瓷和琉璃等，數(shù)量巨大，分布范圍廣泛，例如著名的陜西秦始皇陵及兵馬俑、甘肅敦煌莫高窟、河南洛陽龍門石窟、湖北武當(dāng)山古建筑群等中國世界文化遺產(chǎn)與此相關(guān)。其中脆弱性硅酸鹽質(zhì)文物是抵御環(huán)境侵蝕能力較差，經(jīng)受風(fēng)化、光照、酸蝕、污染、霉菌以及溫差等環(huán)境因素的不斷侵蝕易發(fā)生變化或極易發(fā)生變化的一類文物。近年來，隨著文物發(fā)掘量的逐漸增加，文物保護(hù)工作也逐漸引起人們的重視。然而，目前我國脆弱性硅酸鹽質(zhì)文物的保護(hù)形勢十分嚴(yán)峻，就古陶瓷器而言，國家文物局于 1999 2003年組織實(shí)施了《陶瓷文物腐蝕損失調(diào)查》項(xiàng)目，調(diào)查結(jié)果表明古陶器中存在鹽析、表面酥粉、釉色蛻變、表面片狀脫落、磨損等病害；在“陶質(zhì)彩繪文物保護(hù)國家文物局重點(diǎn)科研基地”科研活動中，調(diào)查得知關(guān)中地區(qū)彩繪陶質(zhì)文物胎體保存不佳的占41%，保存狀況中度受損的占了一半，有23%的文物達(dá)到了瀕危的狀況。目前對于硅酸鹽質(zhì)文物主要的簡便的保護(hù)性處理方法包括表面防護(hù)和表層加固。 針對胎體脆弱的硅酸鹽質(zhì)文化遺產(chǎn)，目前國內(nèi)外通常采用丙烯酸、有機(jī)硅、有機(jī)氟、納米改性材料以及復(fù)合不同材料開展了一系列的搶救性保護(hù)工作。例如CN 100450974C公開一種出土文物的真空浸漬保護(hù)方法，其采用有機(jī)硅復(fù)合物作為浸漬保護(hù)材料。脆弱硅酸鹽質(zhì)文物本體加固保護(hù)的效果性能是否優(yōu)異，除與保護(hù)材料性能有關(guān)外，與保護(hù)施加工藝密切相關(guān)。文獻(xiàn)報(bào)道葡萄牙Rodrigues等采用微鉆設(shè)備測量常壓條件下保護(hù)材料較難滲入孔隙率小的文物本體內(nèi)部，尤其是常用的丙烯酸材料僅滲入2 3mm。 又例如CN 101851113A公開一種土遺址、磚質(zhì)文物和石質(zhì)文物的保護(hù)方法，其采用那里無機(jī)硅水溶液和那里無機(jī)硅防水劑作為保護(hù)材料，然而因?yàn)槭窃诔合逻M(jìn)行噴涂浸漬，對于比較難滲入的磚質(zhì)文物和石質(zhì)文物僅能滲入1 2mm。滲透的程度決定了保護(hù)后文物本身強(qiáng)度的加固效果，加入保護(hù)材料的文物本體層提高了力學(xué)強(qiáng)度，而未加入的本體層物理、化學(xué)、機(jī)械等性能未有所改變，在環(huán)境溫濕度的變化條件下容易在界面處形成應(yīng)力，反而導(dǎo)致保護(hù)性破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明人意識到，低壓狀態(tài)下可能可以增加保護(hù)材料在硅酸鹽質(zhì)文物中的滲透深度。并進(jìn)一步意識到要在確保酥粉文物本體安全性的重要前提下，控制低壓壓力，增加保護(hù)后文物本體的抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明在此提供一種硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，包括在減壓狀態(tài)下用保護(hù)性材料浸漬硅酸鹽質(zhì)文物第一規(guī)定時(shí)間的浸漬處理；以及繼續(xù)在所述減壓狀態(tài)下保存經(jīng)浸漬的酸鹽質(zhì)文物第二規(guī)定時(shí)間的加固處理；其中，所述減壓狀態(tài)的壓力不小于-0. IMPa0所述保護(hù)性材料可以為濃度為5 10%的丙烯酸、有機(jī)硅、有機(jī)氟、納米改性材料或復(fù)合材料。所述保護(hù)性材料優(yōu)選為丙烯酸乳液MC76、PheXtol D360或含氟丙烯酸溶液FA 材料。所述第一規(guī)定時(shí)間可為12 36小時(shí)。所述第二規(guī)定時(shí)間可為5 10天。本發(fā)明的加固方法，適用于酥粉硅酸鹽質(zhì)文物；例如，石質(zhì)文物、磚瓦、陶瓷或琉
^^ ο又，所述浸漬處理包括采用外壓將所述保護(hù)性材料注入放置有所述浸漬硅酸鹽質(zhì)文物的容器中以浸沒所述浸漬硅酸鹽質(zhì)文物。進(jìn)一步，所述加固方法還包括在所述浸漬處理前對所述硅酸鹽質(zhì)文物進(jìn)行洗凈的洗凈處理。又，所述加固方法還包括在所述加固處理后用紗布包覆所述硅酸鹽質(zhì)文物，并在稱重至恒重后去除所述紗布。本發(fā)明的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果
本發(fā)明采用減壓滲透的方法加固酥粉硅酸鹽質(zhì)文物，在確保酥粉文物本體安全性的重要前提下，提高了文物本體的抗壓強(qiáng)度。例如采用目前常用保護(hù)材料丙烯酸乳液MC76、 Phextol D360和含氟丙烯酸溶液FA材料，配制濃度10%溶液低壓滲透加固后文物本體的抗壓強(qiáng)度分別提高了 23. 56%、17. 16%和6. 55%，濃度5%MC76溶液低壓滲透加固后文物本體的抗壓強(qiáng)度分別提高了 19. 289L本發(fā)明操作工藝和方法簡單易行，針對保護(hù)材料，尤其是乳液材料難以滲透文物本體的難題，一定程度上提高了保護(hù)后酥粉文物本體的機(jī)械強(qiáng)度，而且確保酥粉文物保護(hù)過程中的安全性。


圖1執(zhí)行本發(fā)明的硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法的減壓干燥系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，并結(jié)合下述實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。取需要加固的酥粉硅酸鹽質(zhì)文物樣品，例如石質(zhì)文物、磚瓦、陶瓷或琉璃等，將文物樣品表面清理干凈以去除文物表面及內(nèi)部的泥土等雜質(zhì)。對于含水量較高的文物樣品， 可采用揮發(fā)性高的溶劑，例如丙酮進(jìn)行浸泡處理，進(jìn)行水分置換以去除文物中的水分。配置合適濃度的保護(hù)性材料。在本發(fā)明中，保護(hù)性材料可采用目前常用的丙烯酸、 有機(jī)硅、有機(jī)氟、納米改性材料或復(fù)合材料等保護(hù)性材料。使用中，一般將保護(hù)性材料的濃度配置為5 10%。對于極度酥粉的硅酸鹽質(zhì)文物，優(yōu)選使用溶劑型保護(hù)性材料。參見圖1，將經(jīng)洗凈等處理的文物樣品置于容器中并放入減壓干燥系統(tǒng)1的干燥箱2中，采用真空泵3對干燥箱2進(jìn)行抽真空減壓，使干燥箱2內(nèi)的壓力緩慢降至規(guī)定的低壓狀態(tài)，以確保酥粉陶制文物本體在低壓狀態(tài)的安全性。抽真空減壓處理可以緩慢持續(xù) 2 4小時(shí)，規(guī)定的低壓狀態(tài)的壓力不小于-0. IMPa0在將文物樣品放入干燥箱前，可對干燥箱進(jìn)行洗凈處理，防止對文物的污染。采用針管滴注等外壓方式將保護(hù)性材料4注入盛放文物樣品的容器內(nèi)，保護(hù)性材料的注入量的最小量以浸沒文物樣品為限。浸沒文物樣品的保護(hù)性材料利用毛細(xì)管作用滲透入文物樣品本體。在整個(gè)滲透過程中利用真空泵維持干燥箱2的穩(wěn)定的減壓狀態(tài)。滲透過程優(yōu)選12 36h，確保保護(hù)性材料滲透入文物樣品內(nèi)部。滲透處理12 3 后將多余的保護(hù)性材料抽出，繼續(xù)在穩(wěn)定的減壓狀態(tài)下保存 5 10天進(jìn)行加固。然后將文物樣品從干燥箱2中取出，采用紗布將加固后的文物包覆保存、干燥保存，稱重直至恒重后將紗布去除。經(jīng)本發(fā)明的方法加固的文物樣品，其抗壓能力有了一定程度的提高。下面分別以丙烯酸乳液MC76、Phextol D360和含氟丙烯酸溶液FA材料作為保護(hù)性材料對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
取文物樣品，采用清水洗凈，用高濃度丙酮浸泡處理，干燥揮去丙酮待用。配置濃度為 10%的丙烯酸乳液MC76作為保護(hù)性材料待用。依次用清水、丙酮清洗容器和干燥箱。將上述洗凈并除水的文物樣品放入容器中并置于干燥箱中，用真空泵抽真空處理池使干燥箱內(nèi)的壓力緩慢降至-0. IMPa0采用針管滴注的方式將配置好的濃度為10%的丙烯酸乳液MC76 注入放置有文物樣品的容器中浸沒文物樣品，用真空泵維持干燥箱內(nèi)的壓力為-0. IMPa，滲透處理24h后將多余的丙烯酸乳液MC76。繼續(xù)用真空泵將干燥箱內(nèi)的壓力維持于-0. IMPa, 繼續(xù)加固7天后，打開干燥箱，去除加固后的文物樣品，用紗布包覆保存，干燥保存，稱重至恒重后去除紗布。測量加固處理前后文物樣品的抗壓強(qiáng)度，經(jīng)本實(shí)施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強(qiáng)度提高了 23. 56%。實(shí)施例2
取文物樣品，采用清水洗凈，用高濃度丙酮浸泡處理，干燥揮去丙酮待用。配置濃度為 5%的丙烯酸乳液MC76作為保護(hù)性材料待用。依次用清水、丙酮清洗容器和干燥箱。將上述洗凈并除水的文物樣品放入容器中并置于干燥箱中，用真空泵抽真空處理池使干燥箱內(nèi)的壓力緩慢降至-0. IMPa0采用針管滴注的方式將配置好的濃度為10%的丙烯酸乳液MC76 注入放置有文物樣品的容器中浸沒文物樣品，用真空泵維持干燥箱內(nèi)的壓力為-0. IMPa，滲透處理24h后將多余的丙烯酸乳液MC76。繼續(xù)用真空泵將干燥箱內(nèi)的壓力維持于-0. IMPa, 繼續(xù)加固7天后，打開干燥箱，去除加固后的文物樣品，用紗布包覆保存，干燥保存，稱重至恒重后去除紗布。測量加固處理前后文物樣品的抗壓強(qiáng)度，經(jīng)本實(shí)施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強(qiáng)度提高了 19. 28%。實(shí)施例3
取文物樣品，采用清水洗凈，用高濃度丙酮浸泡處理，干燥揮去丙酮待用。配置濃度為10%的WiextOl D3606作為保護(hù)性材料待用。依次用清水、丙酮清洗容器和干燥箱。將上述洗凈并除水的文物樣品放入容器中并置于干燥箱中，用真空泵抽真空處理池使干燥箱內(nèi)的壓力緩慢降至-0. IMPa0采用針管滴注的方式將配置好的濃度為10%的
5Phextol D360注入放置有文物樣品的容器中浸沒文物樣品，用真空泵維持干燥箱內(nèi)的壓力為-0. IMPa-O. IMPa，滲透處理24h后將多余的Wiextol D360。繼續(xù)用真空泵將干燥箱內(nèi)的壓力維持于-0. IMPa-O. IMPa，繼續(xù)加固7天后，打開干燥箱，去除加固后的文物樣品，用紗布包覆保存，干燥保存，稱重至恒重后去除紗布。測量加固處理前后文物樣品的抗壓強(qiáng)度， 經(jīng)本實(shí)施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強(qiáng)度提高了 17. 16%。實(shí)施例4
取文物樣品，采用清水洗凈，用高濃度丙酮浸泡處理，干燥揮去丙酮待用。配置濃度為 10%的含氟丙烯酸溶液FA作為保護(hù)性材料待用。依次用清水、丙酮清洗容器和干燥箱。將上述洗凈并除水的文物樣品放入容器中并置于干燥箱中，用真空泵抽真空處理池使干燥箱內(nèi)的壓力緩慢降至-0. IMPa0采用針管滴注的方式將配置好的濃度為含氟丙烯酸溶液FA 注入放置有文物樣品的容器中浸沒文物樣品，用真空泵維持干燥箱內(nèi)的壓力為-0. IMPa，滲透處理24h后將含氟丙烯酸溶液FA。繼續(xù)用真空泵將干燥箱內(nèi)的壓力維持于-0. IMPaJS 續(xù)加固7天后，打開干燥箱，去除加固后的文物樣品，用紗布包覆保存，干燥保存，稱重至恒重后去除紗布。測量加固處理前后文物樣品的抗壓強(qiáng)度，經(jīng)本實(shí)施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強(qiáng)度提高了 6. 55%。產(chǎn)業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明的方法簡便、安全、有效。適合廣泛用于硅酸鹽質(zhì)文物，尤其是脆弱性酥粉硅酸鹽質(zhì)文物加固和保護(hù)處理。
權(quán)利要求
1.一種硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，包括在減壓狀態(tài)下用保護(hù)性材料浸漬硅酸鹽質(zhì)文物第一規(guī)定時(shí)間的浸漬處理；以及繼續(xù)在所述減壓狀態(tài)下保存經(jīng)浸漬的酸鹽質(zhì)文物第二規(guī)定時(shí)間的加固處理；其中，所述減壓狀態(tài)的壓力不小于-0. IMPa0
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，所述保護(hù)性材料為濃度為5 10%的丙烯酸、有機(jī)硅、有機(jī)氟、納米改性材料或復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，所述保護(hù)性材料為丙烯酸乳液MC76、Phextol D360或含氟丙烯酸溶液FA材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，所述第一規(guī)定時(shí)間為12 36小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，所述第二規(guī)定時(shí)間為5 10天。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，所述浸漬處理包括采用外壓將所述保護(hù)性材料注入放置有所述浸漬硅酸鹽質(zhì)文物的容器中以浸沒所述浸漬硅酸鹽質(zhì)文物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，還包括在所述浸漬處理前對所述硅酸鹽質(zhì)文物進(jìn)行洗凈的洗凈處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，還包括在所述加固處理后用紗布包覆所述硅酸鹽質(zhì)文物，并在稱重至恒重后去除所述紗布。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，包括在減壓狀態(tài)下用保護(hù)性材料浸漬硅酸鹽質(zhì)文物第一規(guī)定時(shí)間的浸漬處理；以及繼續(xù)在所述減壓狀態(tài)下保存經(jīng)浸漬的酸鹽質(zhì)文物第二規(guī)定時(shí)間的加固處理；其中，所述減壓狀態(tài)的壓力不小于-0.1MPa。本發(fā)明操作工藝和方法簡單易行，提高了保護(hù)后酥粉文物本體的機(jī)械強(qiáng)度，而且確保酥粉文物保護(hù)過程中的安全性。
文檔編號C04B41/49GK102391013SQ20111021919
公開日2012年3月28日 申請日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者李偉東, 李曉溪, 羅宏杰, 趙靜 申請人:中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所