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汉化像砖的劣化机理及保护

作　者: 朱小丽
导　师: 詹予忠
学　校: 郑州大学
专　业: 应用化学
关键词: 文物保护汉画像砖劣化机理有机硅保护剂
分类号: K875
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 53次
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内容摘要

汉画像砖是珍贵的文化遗产。经过约两千年埋藏,地下潮湿的环境以及土壤中化学成分对砖材的复杂作用,砖材在本质上发生了很大变化。目前对出土画像砖的保护仅限于清洁和脱盐处理,深入的劣化机理研究很少。一些出土画像砖在馆藏期间会出现表面细微裂缝、表面返碱、酥化等,使画像很快模糊、成片脱落以致消失,失去了文物价值。因此,从微观上了解汉画像砖劣化机理,并据此提出合理的保护措施是极为重要的。本文以出土的画像砖残片为研究对象,采用X射线衍射光谱（XRD）、扫描电镜（SEM）及能量色散X光微区分析（EDS）等检测手段分析了画像砖的微观结构、矿物学组成等性能,采用国家粘土砖测量标准分析了吸水、抗盐、抗融冻性能并以现代青砖和红砖作对比实验,初步从基础上了解了画像砖的劣化机理。实验表明:汉画像砖经历两千多年的埋藏后,墓地环境中的水分、可溶盐以及微生物等的作用,使得砖的内部孔隙变大,吸水率增加,其抗压、抗盐、抗融冻性能变得都比较差。因此,本文采用了对疏松、多孔文物保护方面性能优异的有机硅保护剂对汉画像砖进行了加固处理。在相关文献及本实验组实验的基础上,对该有机硅保护剂的实验工艺进行改进,制得新型的改性有机硅保护剂。实验采用KH560和KH550在常温条件下反应,主要考察了KH560和KH550的比例和H₂O的加入量对膜的亲水性、附着力的影响,优化得到实验的最佳配比,即KH560:KH550:H₂O=10:1:2.4（体积比）,以浓盐酸为催化剂,其量为总量的1%-2%。将合成的保护剂用于汉画像砖的保护,保护后研究发现:汉画像砖仍具有良好的透气性能,其抗压、抗盐、抗水、抗融冻性能也都大大增加。本文还研究了保护剂与砖材内部发生的一系列交联粘结作用。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-10
第一章绪论  10-12
第二章文献综述  12-27
  2.1 画像砖概述  12-13
  2.2 粘土烧制文物的破坏机理  13-20
    2.2.1 陶器的破坏机理  14-16
      2.2.1.1 盐类的影响  14-15
      2.2.1.2 环境的破坏  15
      2.2.1.3 温、湿度的变化  15-16
    2.2.2 砖瓦的破坏机理  16-20
      2.2.2.1 雨水盐类作用  17-18
      2.2.2.2 微生物作用  18-19
      2.2.2.3 冻融作用  19
      2.2.2.4 地下水作用  19-20
  2.3 粘土烧制文物的保护方法综述  20-25
    2.3.1污垢的去除  20-21
    2.3.2 可溶盐的去除  21
    2.3.3 加固与封护  21-25
      2.3.3.1 硅酸盐材料  22
      2.3.3.2 有机硅树脂  22-23
      2.3.3.3 乙烯—醋酸乙烯共聚物  23
      2.3.3.4 丙烯酸树脂  23-24
      2.3.3.5 含氟聚合物  24-25
  2.4 汉画像砖保护存在的问题  25
  2.5 本课题开展的目的和意义  25-27
第三章画像砖的表征及劣化机理推测  27-47
  3.1 实验材料、试剂及仪器  27
    3.1.1 实验材料及试剂  27
    3.1.2 实验仪器  27
  3.2 实验方法  27-28
    3.2.1 样品的预处理  27-28
    3.2.2 扫描电镜及能谱分析  28
    3.2.3 X射线衍射分析  28
  3.3 实验结果与讨论  28-45
    3.3.1 画像砖的微观结构  28-31
    3.3.2 晶体组成分析  31-45
      3.3.2.1 粘土矿物的基本组成  31-33
      3.3.2.2 古砖的表面和里面组成对比  33-41
      3.3.2.3 经过处理后砖样的组成对比  41-44
      3.3.2.4 古砖与现代砖的组成对比  44-45
  3.4 小结  45-47
第四章保护材料的合成优化及性能测试  47-59
  4.1 实验试剂、材料及仪器  48-49
    4.1.1 试剂和材料  48
    4.1.2 实验仪器  48-49
  4.2 实验方法  49-50
    4.2.1 保护剂合成研究  49-50
      4.2.1.1 保护剂的配比研究  49
      4.2.1.2 涂膜  49
      4.2.1.3 附着力测试  49-50
      4.2.1.4 亲水性实验  50
    4.2.2 反应历程追踪  50
  4.3 结果与讨论  50-58
    4.3.1 保护剂的最佳配比的确定  50-52
      4.3.1.1 两种原料在空气中自然反应  50-51
      4.3.1.2 催化剂盐酸对保护剂性能的影响  51
      4.3.1.3 水对保护剂性能的影响  51-52
    4.3.2 KH560和KH550混合物在大气环境下原位聚合反应过程研究  52-57
    4.3.3 最佳配比下保护剂的红外图谱  57-58
  4.4 小结  58-59
第五章汉画像砖的保护及保护性能检测  59-72
  5.1 实验材料、试剂及仪器  59-60
    5.2.1 实验材料及试剂  59
    5.2.2 实验仪器  59-60
  5.2 实验方法  60-62
    5.2.1 汉画像砖的保护  60
    5.2.2 保护后汉画像砖的性能检测  60-62
      5.2.2.1 扫描电镜分析  60
      5.2.2.2 强度试验  60-61
      5.2.2.3 吸水实验  61
      5.2.2.4 抗融冻实验  61
      5.2.2.5 抗盐实验  61-62
  5.3 结果与讨论  62-67
    5.3.1 内部晶貌分析  62
    5.3.2 强度试验  62-63
    5.3.3 吸水实验  63-64
    5.3.4 抗融冻实验  64-65
      5.3.4.1 各砖样的抗冻融循环循环次数  64
      5.3.4.2 各砖样的质量损失率  64-65
    5.3.5 抗盐实验  65-66
    5.3.6 合成的有机硅保护剂的优点  66-67
  5.4 加固保护机理分析  67-70
    5.4.1 加固过程的成膜粘接和填充空隙作用  67-69
    5.4.2 加固过程的材料复合作用  69-70
  5.4 小结  70-72
第六章结论  72-74
后记  74-75
致谢  75-76
参考文献  76-79

汉化像砖的劣化机理及保护

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