简介:许多濒危石质文物表层劣化现象严重。但是,以往使用的表层加固材料很难令人满意,探索新的疏松岩石表层加固材料已是当务之急。由于天然生物矿化物耐候性优越,与基底岩石相容性良好,具有较好的加固作用,本工作依据生物矿化的原理,以不同生物大分子溶液作为有机模板,分别控制草酸钙、磷灰石和碳酸钙过饱和溶液于室温下在疏松岩石仿制样品的表层及孔隙内结晶生长。通过抗压强度、表面硬度和耐水浸泡等试验进行了加固效果评价,以考察仿生物矿化材料对含钙疏松岩石的加固能力。实验结果表明,仿生合成的生物矿化材料均具有一定的加固效果,其中以磷灰石仿生矿化材料的加固强度最大,以硫酸软骨素为模板的加固效果为佳。并且,在考察的3种加固方式中,以“直接混合”的加固强度更好,以“表面渗透”的耐水浸泡能力更强。本工作为开发濒危石质文物表层加固材料提供了新的思路。
简介:在气候影响下,塔砖材料性能的劣化加剧了中国古塔结构的损伤,减少了古塔的结构寿命。为此,课题选择两个极具代表性的中国古代砖塔一1500年历史的嵩岳寺塔和1200年历史的法王寺塔进行同一性研究,欲证明两塔在地理位置、环境气候、形制、塔体古砖制造原料和制造工艺等方面均具有很强的相似性和同一性。采用x射线荧光光谱法分析了两塔塔砖的材料成分,采用压汞法对两塔塔砖材料的孔隙率、孔隙结构和孔隙分布特征进行了实验。两塔塔砖材料实验结果的差异证明:在公元5世纪到公元8世纪的300年气候影响下(该气候为自然营力而非实验室人工模拟),塔砖材料孔隙率的增大是导致中国古代塔砖性能劣化的主要原因,大约30%左右的孔隙从小于1000nm孔径发展扩大到10000~50000nm孔径是塔砖材料孔隙率增大的主要表现形式。因此,预防小孔径孔隙(小于1000nm)在气候影响下发展扩大的防治措施应该成为中国古代砖塔保护工作的研究重点。同时,对因塔砖材料性能劣化而产生的古塔塔体的表观特征进行了分析,分析结果有利于中国古代砖塔的保护。
简介:为了探讨砂岩类文物岩石材料表层劣化空鼓病害的特征和形成机理,以西黄寺建筑砂岩材料为研究对象,采用化学全分析、X衍射、扫描电镜法测试方法对表层空鼓处岩样的化学成分、矿物成分及微观结构进行了分析,依据测试数据系统论述了三个方面空鼓病害的特征。研究结果表明,砂岩类文物岩石材料产生空鼓的原因是岩石内部本身具有层状结构和大量片状膨胀性粘土矿物或石膏;在雨水的作用下使其表面溶蚀,为水进入砂岩内部提供了条件。砂岩内部粘土矿物及石膏较多的部位遇水后发生急剧膨胀,产生较大的膨胀压力,由于粘土矿物及石膏较多的地方,岩层的联结强度又较低,在膨胀压力的作用下便会发生空鼓。本工作的测试方法及空鼓产生的机理可为类似研究提供参考。