一種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的方法及其裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及材料黏結(jié)性的測(cè)定，具體是指一種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的 方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 壁畫的多種病害，例如顏料層酥堿、皰疹、粉化和起甲，地仗層空鼓等，大都與顏料 層中添加的膠（明膠、桃膠、骨膠等）和地仗層泥中有一定黏結(jié)性物質(zhì)等的老化（自然和人為 因素）及其黏結(jié)性喪失有關(guān)。在后期修復(fù)壁畫時(shí)，要求所使用的修復(fù)材料對(duì)顏料層、地仗層 有一定的黏結(jié)性，且最好與原有材料的黏結(jié)性相當(dāng)。黏結(jié)性太強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致修復(fù)區(qū)域與周圍區(qū) 域在力學(xué)性質(zhì)上有差異，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力蓄積，并最終通過(guò)開裂、破損或起甲等方式釋放而 破壞壁畫；黏結(jié)性太弱，則達(dá)不到應(yīng)有的黏結(jié)強(qiáng)度和效果，會(huì)使被修復(fù)壁畫在一段時(shí)間后再 次出現(xiàn)由于黏結(jié)性降低或喪失而產(chǎn)生壁畫起甲，地仗層空鼓，兩者都不利于壁畫的保護(hù)。
[0004] 因此，在選定壁畫修復(fù)材料之前，應(yīng)當(dāng)針對(duì)壁畫的材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(顏料層、地仗 層等）進(jìn)行研究，并評(píng)價(jià)材料對(duì)壁畫的黏結(jié)性，并作為篩選修復(fù)材料的重要指標(biāo)之一。
[0005]目前評(píng)價(jià)材料黏結(jié)性的方法(包括壁畫和陶質(zhì)文物等)，主要有人工目測(cè)觀察法， 人工毛刷刮擦法和機(jī)械往復(fù)摩擦法等。從上述方法來(lái)看，或是主觀人為性較強(qiáng)，無(wú)法提供客 觀的試驗(yàn)數(shù)據(jù)；或是直接采用評(píng)價(jià)膠粘劑等的工業(yè)方法，測(cè)試的數(shù)據(jù)與壁畫保護(hù)對(duì)材料黏 結(jié)性的要求和實(shí)際有一定差距。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 基于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的方法。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的裝置。利用該 裝置，通過(guò)在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上拉拔黏結(jié)好的壁畫試塊，通過(guò)記錄和分析試塊開裂時(shí)的強(qiáng) 度和破損情況，直接考察材料對(duì)壁畫試塊(顏料層間、地仗層間或顏料層與地仗層間）的黏 結(jié)性。
[0008] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的： 一種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的方法，其步驟包括：a壁畫試塊的制備 選取敦煌大泉河床土，過(guò)100目篩，以純凈水洗滌四至五次，脫去其中鹽份；將土與麥 秸桿均勻攪拌，土與麥秸桿的質(zhì)量比為3 : 1，再將這種混和好的土與麥秸桿以0.20~ 0. 30水土比拌和，糅草泥四至五次，用塑料膜覆蓋捂5~7小時(shí)，備用； b拉拔模具內(nèi)填裝草泥 先將拉拔模具柱體插在制模圓環(huán)和底座上，固定好。在圓臺(tái)表面上的帶螺紋的頂絲上 用麻來(lái)回纏繞幾遍，以增加泥與鋼質(zhì)圓臺(tái)的黏結(jié)力。將兩個(gè)半圓形制模夾具和硬質(zhì)聚氯乙 烯內(nèi)襯套在拉拔模具的圓臺(tái)上，調(diào)整好位置后，用螺絲將兩邊耳朵緊固鎖死，將糅好的泥填 在圍好的拉拔模具圓臺(tái)內(nèi)，壓實(shí)抹平，干燥一周后備用； C脫模 帶模具的泥質(zhì)試塊干燥好后，將兩個(gè)半圓形制模夾具敷有硬質(zhì)聚氯乙烯內(nèi)襯拆除；d刮擦和打磨、試塊調(diào)水平 將脫模的泥質(zhì)試塊模具，插入調(diào)水平裝置中，然后放在制模底座上，調(diào)整好位置后，泥 質(zhì)表面將高出調(diào)水平裝置金屬沿1_，擰緊定位螺絲，一同取下試塊模具與調(diào)水平裝置，翻 轉(zhuǎn)后放在一鋪有400#砂紙的水平臺(tái)面上，輕輕打磨至泥面與調(diào)水平裝置金屬沿齊平。
[0009]e繪制顏料層 試塊打磨平整后，在泥質(zhì)試塊表面涂刷一層石灰水作為白粉層，干燥后，將調(diào)制好的濃 度為5%石青、石綠、朱砂、鉛黃礦物質(zhì)顏料，加濃度為1%明膠的水溶液，依次涂刷在試塊白 粉層上，干燥后備用； f黏結(jié)試塊 稱取濃度為5%的純丙水乳液10g，分3-4次，均勻滴加在試塊模具表面上，每次間隔 25-30分鐘；滴加每次一組2個(gè)，處理完成后，將兩個(gè)試塊模具按拉拔模具中的定位槽對(duì)正 后，黏結(jié)，固化24-48小時(shí)； g試驗(yàn)過(guò)程 將粘接好的拉拔模具的柱體分別與拉力試驗(yàn)機(jī)上下銷孔連接，連接好之后開啟升降試 驗(yàn)機(jī)，進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，記錄試驗(yàn)中的位移和力值，試驗(yàn)結(jié)束后記錄破損界面和位置。
[0010] h數(shù)據(jù)處理 兩個(gè)試塊黏結(jié)性拉拔試驗(yàn)，以黏結(jié)強(qiáng)度A1S。。式（1)表示，
式中：A1S。。一180黏結(jié)強(qiáng)度，Pa F-拉拔力，N; S-試樣面積，m2。
[0011] 實(shí)施制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性方法的裝置是由拉拔模具、制模、脫模裝置和調(diào) 水平裝置構(gòu)成，拉拔模具包括圓臺(tái)、帶螺紋的頂絲、圓臺(tái)表面，定位槽和柱體；制模、脫模裝 置為半圓形制模夾具，調(diào)水平裝置包括圓環(huán)和底座，圓環(huán)和底座固結(jié)。拉拔模具的圓臺(tái)與柱 體結(jié)為一體，圓臺(tái)周邊設(shè)有定位槽，圓臺(tái)表面置有帶螺紋的頂絲，制模、脫模裝置的半圓形 制模夾具敷有硬質(zhì)聚氯乙烯內(nèi)襯兩側(cè)各有一耳，耳上有孔，兩半圓形制模夾具通過(guò)耳上穿 孔螺栓緊固在圓臺(tái)的周邊；柱體插入調(diào)水平裝置包括圓環(huán)和底座中。
[0012] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是： 本發(fā)明從壁畫修復(fù)材料黏結(jié)性分析著手，材料分析借鑒敦煌石窟泥塑制作的"木骨泥 胎"原理，設(shè)計(jì)了一套專門的拉拔模具。即將壁畫試塊牢固的"固定"在鋼質(zhì)模具上，再將兩 鋼質(zhì)模具黏結(jié)后相對(duì)放置在萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上，拉拔兩個(gè)黏結(jié)試塊，通過(guò)記錄和分析試塊 開裂時(shí)的強(qiáng)度和破損情況，直接考察材料對(duì)壁畫試塊(顏料層間、地仗層間或顏料層與地仗 層間）的黏結(jié)性。本裝置具有普適性，可根據(jù)需要，測(cè)定其他材質(zhì)類型文物修復(fù)材料的黏結(jié) 性，例如土遺址、陶質(zhì)文物和磚石質(zhì)文物等。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1為壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性方法的裝置示意圖。
[0014] 圖2為圖1圓臺(tái)和半圓形制模夾具緊固部分示意圖。
[0015] 圖3是圓環(huán)和底座固結(jié)示意圖。
[0016] 圖4是拉拔試驗(yàn)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 如圖1-4所示，一種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的裝置，是由拉拔模具、制 模、脫模裝置和調(diào)水平裝置構(gòu)成。拉拔模具包括直徑60_、高6_圓臺(tái)1、帶螺紋的頂絲2、 圓臺(tái)表面3,定位槽4和柱體5 ;制模、脫模裝置為半圓形制模夾具6和敷有硬質(zhì)聚氯乙烯內(nèi) 襯8 ;調(diào)水平裝置包括圓環(huán)9和底座10 ;拉拔模具的圓臺(tái)表面3刮擦處理，以增大泥和鋼質(zhì) 表面的黏結(jié)力，并且在其表面均勻打7-8個(gè)孔，安裝帶螺紋的頂絲2 ;圓臺(tái)1與柱體5結(jié)為 一體，柱體5末端開一孔，用于和萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)上的銷孔固定。圓臺(tái)1周邊設(shè)有定位槽4， 用于黏結(jié)、對(duì)正安裝兩個(gè)拉拔模具。制模、脫模裝置的半圓形制模夾具6敷有硬質(zhì)聚氯乙烯 內(nèi)襯8,內(nèi)襯方便脫模；其兩側(cè)各有一耳7,耳上有孔，兩半圓形制模夾具6通過(guò)耳上穿孔螺 絲緊固在圓臺(tái)1的周邊，形成圓形夾具，用以固定、拓制泥質(zhì)壁畫試塊；圓環(huán)9內(nèi)徑與拉拔模 具圓臺(tái)1直徑相同，底座10內(nèi)徑與拉拔模具柱體5直徑相同，圓環(huán)9和底座10固結(jié)，底座 10上開一絲孔，可用螺絲把拓制好的拉拔模具固定在水平臺(tái)上。柱體5插入調(diào)水平裝置圓 環(huán)9和底座10中。
[0018] -種制備壁畫修復(fù)材料測(cè)定其黏結(jié)性的方法，其步驟包括： a壁畫試塊的制備 選取敦煌大泉河床土，過(guò)1〇〇目篩，以純凈水洗滌四至五次，脫去其中鹽份；將土與麥 秸桿均勻攪拌，土與麥秸桿的質(zhì)量比為3 : 1，再將這種混和好的土與麥秸桿以0.20~ 0. 30水土比拌和，糅草泥四至五次，用塑料膜覆蓋捂5~7小時(shí)，備用；