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、促進文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展、建設(shè)精神文明和物質(zhì)文明、實現(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)文物的保護形勢十分嚴峻，就古陶瓷器而言，國家文物局于 1999 2003年組織實施了《陶瓷文物腐蝕損失調(diào)查》項目，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)彩繪文物保護國家文物局重點科研基地”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性處理方法包括表面防護和表層加固。 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、有機硅、有機氟、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工作。例如CN 100450974C公開一種出土文物的真空浸漬保護方法，其采用有機硅復(fù)合物作為浸漬保護材料。脆弱硅酸鹽質(zhì)文物本體加固保護的效果性能是否優(yōu)異，除與保護材料性能有關(guān)外，與保護施加工藝密切相關(guān)。文獻報道葡萄牙Rodrigues等采用微鉆設(shè)備測量常壓條件下保護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)文物的保護方法，其采用那里無機硅水溶液和那里無機硅防水劑作為保護材料，然而因為是在常壓下進行噴涂浸漬，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后文物本身強度的加固效果，加入保護材料的文物本體層提高了力學強度，而未加入的本體層物理、化學、機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材料在硅酸鹽質(zhì)文物中的滲透深度。并進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，增加保護后文物本體的抗壓強度。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)下用保護性材料浸漬硅酸鹽質(zhì)文物第一規(guī)定時間的浸漬處理；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所述保護性材料可以為濃度為5 10%的丙烯酸、有機硅、有機氟、納米改性材料或復(fù)合材料。所述保護性材料優(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)定時間可為12 36小時。所述第二規(guī)定時間可為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度。例如采用目前常用保護材料丙烯酸乳液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后酥粉文物本體的機械強度，而且確保酥粉文物保護過程中的安全性。


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。
具體實施例方式以下，參照附圖，并結(jié)合下述實施方式進一步說明本發(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，例如丙酮進行浸泡處理，進行水分置換以去除文物中的水分。配置合適濃度的保護性材料。在本發(fā)明中，保護性材料可采用目前常用的丙烯酸、 有機硅、有機氟、納米改性材料或復(fù)合材料等保護性材料。使用中，一般將保護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，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性材料4注入盛放文物樣品的容器內(nèi)，保護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性材料利用毛細管作用滲透入文物樣品本體。在整個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材料作為保護性材料對本發(fā)明進行進一步說明。實施例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度，經(jīng)本實施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強度提高了 23. 56%。實施例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度，經(jīng)本實施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強度提高了 19. 28%。實施例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度， 經(jīng)本實施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強度提高了 17. 16%。實施例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度，經(jīng)本實施例方法加固處理的文物樣品的抗壓強度提高了 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)下用保護性材料浸漬硅酸鹽質(zhì)文物第一規(guī)定時間的浸漬處理；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，所述保護性材料為濃度為5 10%的丙烯酸、有機硅、有機氟、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)定時間為12 36小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述硅酸鹽質(zhì)文物的加固方法，其特征在于，所述第二規(guī)定時間為5 10天。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述硅酸鹽質(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)文物進行洗凈的洗凈處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述硅酸鹽質(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)下用保護性材料浸漬硅酸鹽質(zhì)文物第一規(guī)定時間的浸漬處理；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，提高了保護后酥粉文物本體的機械強度，而且確保酥粉文物保護過程中的安全性。
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:中國科學院上海硅酸鹽研究所