一類加固材料對發(fā)掘現(xiàn)場文物進(jìn)行臨時加固的應(yīng)用和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于考古現(xiàn)場文物保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類加固材料對發(fā)掘現(xiàn)場文物進(jìn)行臨時加固的應(yīng)用和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]文物是不可再生的遺存，承載著豐富的人類歷史文化信息。為了使其長期保存，人們越來越重視文化遺產(chǎn)保護(hù)工作，但對文物保護(hù)原則的理解，國際國內(nèi)始終存在著一些分歧，導(dǎo)致對保護(hù)效果的評價以及文物保護(hù)具體實(shí)踐等方面的眾多差異，甚至在保護(hù)工作中出現(xiàn)了 “保護(hù)性破壞”的現(xiàn)象。
[0003]考古現(xiàn)場文物保護(hù)是指在文物發(fā)掘出土至文物被運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室這一時間段里，對文物進(jìn)行的搶救性、臨時性的妥善保護(hù)或維護(hù)。當(dāng)文物埋入地下，會與其所處的環(huán)境逐步構(gòu)成一個新的相對穩(wěn)定的狀態(tài)，一旦到達(dá)平衡狀態(tài)，文物材料的變化速率就會趨于平緩甚至完全停止。但人們將文物從地下發(fā)掘出來的那一刻即文物出土?xí)r，文物會突然被置于一個新的環(huán)境中，這時文物與先前的埋藏環(huán)境所形成的平衡被打破，會遭受到較為強(qiáng)烈的物理化學(xué)及生物破壞，甚至可能遭受致命損傷。如像糧食顆粒、紡織品的炭化，彩繪顏色的消失，只需要幾天的時間，有些可能時間更短，等到實(shí)驗(yàn)室已為時過晚，其損失是無法彌補(bǔ)挽回的。
[0004]在考古發(fā)掘現(xiàn)場，文物出土?xí)r，易損易壞文物絲織品、竹木漆器、紙張字畫、甲骨、彩繪陶器和陶俑、銹蝕嚴(yán)重的金屬器等，以有機(jī)質(zhì)文物為主；不可移動文物的保護(hù):如易損壞的文物遺存，像壁畫、車馬坑(包括人畜骨架)、窯址、窖藏、建筑基址等；同時往往會有小塊文物碎片、文物的表層脫落物殘留于土壤中。由于發(fā)掘工作的進(jìn)行，地下文物原有的穩(wěn)定、平衡的環(huán)境遭受破壞，這一環(huán)境驟變過程直接產(chǎn)生包括肉眼能觀察到的有機(jī)質(zhì)文物腐化、灰化等現(xiàn)象，無機(jī)質(zhì)文物存在酥解、破損等延續(xù)性破壞的發(fā)生，如果沒有有效的現(xiàn)場保護(hù)工作將會使一些極為重要的遺物遺跡僅僅存在于繪圖、照片之中。怎樣保護(hù)出土的文物及提取這些殘存文物，是文物保護(hù)部門遇到的最大挑戰(zhàn)?？脊努F(xiàn)場保護(hù)是做好文物保護(hù)最初也是最重要一個環(huán)節(jié)，這一問題解決的好壞直接影響到文物保護(hù)的最終結(jié)果，目前其重要性越來越受到文物保護(hù)專家、考古學(xué)家的重視。
[0005]文物保護(hù)部門提出了對臨時加固材料的關(guān)鍵性能要求:(I)熔點(diǎn)。臨時加固材料必須具有常溫以上至90度以下的熔點(diǎn)；室溫以上的熔點(diǎn)可以確保其在室溫能凝固，起到加固的作用；而90度以下的熔點(diǎn)熔化為低粘度液體，確保其熔融后可涂刷到需加固的文物上，便于加工，冷卻后可與土壤或被加固物間形成較好的結(jié)合。(2)揮發(fā)性。臨時加固材料必須具備適當(dāng)?shù)膿]發(fā)性能；確保在考古發(fā)掘完成后，能可控的將臨時加固材料從文物上除去，低殘留或無殘留。但是揮發(fā)性也不能太高，否則在考古發(fā)掘尚未完成時，臨時加固材料已經(jīng)揮發(fā)了，不能很好的達(dá)到臨時加固的要求。(3)滲透性。滲透性能關(guān)系到加固的效果，滲透性較高的材料，其加固效果較好；而滲透性與材料本身的分子結(jié)構(gòu)和極性以及官能團(tuán)等密切相關(guān)。(4)價格。好的臨時加固材料價格必須低，確保文物保護(hù)單位能承擔(dān)的起大規(guī)模應(yīng)用。(5)毒性。好的臨時加固材料必須是安全無毒的，以確保施工人員的健康和安全。
[0006]以上研發(fā)與篩選及保護(hù)工藝研宄問題長期困擾文物保護(hù)部門。直到上世紀(jì)90年代，德國巴伐利亞州文物保護(hù)局提出環(huán)十二烷可作為脆弱文物的臨時性加固劑后，上述令文物界困惑的問題才基本得到解決。
[0007]環(huán)十二烷常溫下是一種半透明蠟狀固體，當(dāng)加熱至60°C以上后可以涂刷或噴涂于器物上進(jìn)行加固，由于該試劑在室溫下能夠逐漸地?fù)]發(fā)掉，所以用于脆弱文物發(fā)掘現(xiàn)場的臨時性加固。根據(jù)秦始皇兵馬俑博物館的報道，采用環(huán)十二烷修復(fù)的石鎧甲，與傳統(tǒng)方法相比保留了大量原始銅絲。
[0008]但是，環(huán)十二烷作為一種化學(xué)合成品，其毒性至今尚無定論。而在發(fā)掘現(xiàn)場和后續(xù)的文物脫除臨時加固劑的過程中，考古人員會長時間大量接觸這種毒性未知的物質(zhì)，工作人員將承擔(dān)損害健康的風(fēng)險。其次，從分子結(jié)構(gòu)上看，環(huán)十二烷的極性較小，當(dāng)它用于臨時加固劑時，與文物間的結(jié)合力較小，從而導(dǎo)致粘結(jié)強(qiáng)度不夠，需要大劑量使用。第三，環(huán)十二烷價格昂貴(1900元/500克，2010年TCI產(chǎn)品價格)，大大增加考古成本。
[0009]中國發(fā)明專利ZL201010252551.9報道了薄荷醇及其衍生物作為文物發(fā)掘現(xiàn)場的臨時加固材料。從分子結(jié)構(gòu)而言，薄荷醇較環(huán)十二烷的極性大，獲得較高的加固強(qiáng)度。與環(huán)十二烷加固材料相比，薄荷醇及其衍生物來源于植物，無毒，價格低廉，對文物的加固效果好，易脫除。所獲得的固體可直接從現(xiàn)場移除，不會發(fā)生碎裂或破損。如需除去薄荷醇衍生物加固劑，只需對加固體加熱，使加固劑揮發(fā)即可。但是，薄荷醇的熔點(diǎn)低(44°C)，飽和蒸汽壓高，從而造成在高熱氣候條件下，因其揮發(fā)度大，用其加固文物，使得形狀保持有一定難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是，提供一類加固材料對發(fā)掘現(xiàn)場文物進(jìn)行臨時加固的應(yīng)用和方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中薄荷醇及其衍生物作為文物臨時加固材料熔點(diǎn)低、揮發(fā)快，不適合在高熱環(huán)境中使用等技術(shù)問題。
[0011]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一類對發(fā)掘現(xiàn)場的文物進(jìn)行臨時加固的加固材料，所述加固材料選自對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚中的一種或多種。所述材料可將對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚中的任意兩種進(jìn)行混合，或者三種混合在一起均是可以的。
[0013]本發(fā)明結(jié)合纖維復(fù)合材料的原理，提出使用對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚這些具有升華性能的日用固體香料作為文物發(fā)掘現(xiàn)場的臨時加固材料。
[0014]對叔丁基環(huán)己醇:熔點(diǎn)65_67°C ;白色結(jié)晶體；有強(qiáng)烈的樟腦、木香以及薄荷似的香氣，并有桉樹樣的香調(diào)。主要用于合成乙酸酯香料，并可用于日化香精配方中，有揮發(fā)性，并能升華。
[0015]香豆素:又稱雙呋喃環(huán)和氧雜萘鄰?fù)?，具有升華性的無色或白色結(jié)晶或晶體粉末，熔點(diǎn)69°C，有類似香草精的愉快香味。存在于零陵香豆、薰衣草油等中。難溶于冷水，能溶于沸水，易溶于甲醇、乙醇、乙醚、氯仿、石油醚、油類。有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾并能升華。
[0016]乙基麥芽酚:是一種安全無毒、用途廣、效果好、用量少的理想食品添加劑，是煙草、食品、飲料、香精、果酒、日用化妝品等良好的香味增效劑。熔點(diǎn)89.0?92.0，在冷水中很難溶解，加熱后很快形成透明溶液；受熱后熔化，繼續(xù)加熱，熔后的乙基麥芽酚會完全蒸發(fā)掉，不會留下任何雜質(zhì)。因此乙基麥芽酚的熔點(diǎn)和揮發(fā)性能，具備臨時加固材料的潛力。
[0017]本發(fā)明還提供了在發(fā)掘現(xiàn)場對文物進(jìn)行臨時加固的方法，該方法包括如下步驟:
[0018]步驟1，將對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚中的一種或兩種以上混合物加熱熔化或溶于有機(jī)溶劑，得到加固液；
[0019]步驟2，在待加固文物上覆蓋纖維織物，將前述制備的加固液澆淋或涂刷到所述纖維織物上，或者直接將加固液涂刷到出土文物上；
[0020]步驟3，使加固液中的有機(jī)溶劑揮發(fā)，冷卻凝固，實(shí)現(xiàn)對文物的臨時加固。
[0021]所述纖維織物可采用天然或合成的纖維織物。所述纖維織物優(yōu)選為棉質(zhì)紗布。所述纖維織物鋪設(shè)或圍繞在待加固文物表面或四周，加固液澆淋或涂刷到所述纖維織物上，通過纖維織物滲入到待加固文物中，并使待加固文物與纖維織物間形成牢固結(jié)合，進(jìn)而使待加固文物受到外力時，纖維可承擔(dān)大部分受力。對于大塊大面積的弱脆性文物也可通過本發(fā)明提供的方法進(jìn)行臨時加固。
[0022]優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑選自乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酮或丁酮。
[0023]優(yōu)選地，所述待加固文物為易碎文物和/或?qū)Νh(huán)境敏感的文物。
[0024]本發(fā)明還提供了一類臨時性加固的文物加固體，該文物加固體包括出土文物和涂覆在出土文物上的加固材料，所述加固材料選自對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚中的一種或多種。
[0025]優(yōu)選地，所述出土文物為兵馬俑中脫落彩繪、石質(zhì)文物碎片、巖畫壁畫、漆器文物碎片、木質(zhì)文物碎片、紙質(zhì)文物或棉麻文物。
[0026]由于所述加固材料具有揮發(fā)性，因此可通過加熱方式將加固材料從所述文物加固體上脫除。優(yōu)選地，采用紅外加熱方式將所述加固材料從文物加固體上脫除。
[0027]本發(fā)明還提供了所述加固材料對發(fā)掘現(xiàn)場的文物進(jìn)行臨時加固的應(yīng)用，所述加固材料選自對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚中的一種或多種。所述的加固材料用于發(fā)掘現(xiàn)場文物臨時加固時，其適用范圍為:兵馬俑中脫落彩繪的臨時加固提?。皇|(zhì)文物碎片的臨時加固提??；巖畫壁畫的保護(hù)性提?。黄崞魑奈锼槠呐R時加固提?。荒举|(zhì)文物碎片的臨時加固提??；紙質(zhì)文物的臨時加固提取；棉麻文物的臨時加固提取。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0029]1，本發(fā)明提供的對叔丁基環(huán)己醇、香豆素、乙基麥芽酚是具有升華性能的日用固體香料，滿足文物保護(hù)臨時性加固材料無毒或低毒的要求、其價格便宜、純度高、易于純化，熔融或溶解后的熔體(溶液)粘度較小，便于滲透。
[0030]2，與目前使用的環(huán)十二烷加固