文物保護-11陶瓷磚瓦類文物保護

第二章陶瓷磚瓦類文物保護1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.1瓷器損蝕的主要原因

瓷器質地堅硬，吸水率低

損毀多來自于外力沖擊1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.2出土陶器文物損壞的主要原因1.2.1陶器文物損壞的內因

質地疏松、多孔隙、吸水性強，1.2.2陶器文物損蝕的外因A雨水及地下水的影響

a長期處于極潮濕環(huán)境，對陶器不利。

b地下水中可溶鹽對陶器的破壞

碳酸鹽、硫酸鹽、鹵化物等。

可溶鹽，隨溫度，結晶、溶解交替進行

。結晶，體積膨脹，對陶器孔隙壁產(chǎn)生壓力。1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因

c鈣、鎂等陽離子在陶器表面形成堅硬沉積層

沉積層基本為4大類：石灰質（碳酸鹽）、石膏質（硫酸鹽）、硅質（硅酸鹽）和氫氧化物

這些沉積物對陶器基本沒有破壞，但會影響陶器的外觀。1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.2.2陶器文物損蝕的外因

B

自然災害對陶器文物造成的危害

地震、地裂、水災、火災、地基下沉C人為因素的破壞

考古發(fā)掘過程失手造成器物破損

搬運過程中振動、碰撞等造成破損

1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.3磚瓦類文物損壞的主要原因1.3.1磚瓦類文物損壞的內因

質地疏松、多孔隙、吸水性強1.3.2磚瓦類文物損蝕破壞的外因

A大氣中有害因素對磚瓦類文物危害

a大氣中有害氣體的危害

氮的氧化物氣體：NO、NO2、N2O5

硫的氧化物氣體：SO2、SO3

碳的氧化物氣體：CO、CO2

NO、CO在空氣中容易變成NO2、CO2

1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因

以上氧化物氣體，在疏松、多孔隙、吸附性強的磚瓦類文物表面遇到空氣中的水蒸氣就變成腐蝕文物的無機酸。

1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因磚瓦類文物的原料為黏土、砂子和黃土，容易受無機酸浸蝕而發(fā)生化學風化。1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.3.2磚瓦類文物損蝕破壞的外因b空氣中有害氫化物對磚瓦類文物危害

空氣中有害氫化物氣體主要是氯和硫的氫化物，如HCI、H2S對文物的危害。

1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因

氯化氫的水溶液是腐蝕性強的酸，可與磚瓦的主要成分黏土和砂土作用，使其內部顆粒之間的黏結物硅酸鹽和HCl反應而失去黏結作用，致使磚瓦酥散、粉化。

1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因HCl還與硅原料的沙子（SiO2）和硅酸鈉或硅酸鈣分解產(chǎn)生的SiO2，生成四氯化硅

SiCl4遇潮極容易水解，水解又產(chǎn)生HCl繼續(xù)腐蝕。不停惡性循環(huán)，對磚瓦類文物腐蝕十分嚴重。1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因自然界動植物腐爛產(chǎn)生硫化氫，污染環(huán)境，也腐蝕磚瓦類文物。H2S不像HCl腐蝕嚴重，但它能與磚瓦原料黏土中的鐵錳元素反應，生成一些有色硫化物。FeS（黑色）、MnS（棕黑色）。1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.3.2磚瓦類文物損蝕破壞的外因c空氣中塵埃對磚瓦類文物危害

酸、堿、鹽固體空氣中NO2、SO2、SO3等與水及金屬氧化物作用生成此生污染物鹽類。海風、海浪帶人空氣中的鹽類，帶來氯化物、硫酸鹽、氣溶膠等。燃料燃燒產(chǎn)生的各種有機化合物、煙塵、煤渣、灰塵。來自金屬冶煉廠、加工廠、化工廠、碎石廠等排到空氣中的各種金屬、金屬氧化物、石棉、石英。塵埃還含有微生物（菌類、低等植物苔蘚、藻類）生長所需的養(yǎng)料粉塵降落疏松多孔磚瓦文物上，遇水溶解滲入，使磚瓦表面風化、酥粉。

1.陶瓷及磚瓦類文物損蝕原因1.3.2磚瓦類文物損蝕破壞的外因d酸雨對露天磚瓦類文物的侵蝕

e風沙打磨對露天磚瓦文物的破壞

2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.1陶瓷磚瓦類文物的清洗2.1.1陶瓷磚瓦類文物軟質泥土的清洗

先用普通清水，再用蒸餾水。2.1.2表面有彩繪的陶器及干硬泥土的清洗

不宜用水泡洗、沖洗

用脫脂棉球蘸水或酒精局部軟化，再用薄的小竹片剔除。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.1.3陶瓷文物表面沉積物的清洗

清除沉積物的原理分兩大類：一種是分解沉積物的陰離子；另一種是利用螯合劑（或叫絡合劑）奪取沉積物中的陽離子，形成可溶性的金屬螯合物水溶液。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復A用分解陰離子的方法清洗陶瓷文物表面沉積物a陶瓷類文物表面石灰質沉積物的清洗

2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復b陶瓷類文物表面沉積石膏質的清洗石膏質沉積物雖然不溶于鹽酸、硫酸、稀硝酸，卻可跟具有氧化性濃硝酸反應生成可溶性硝酸鹽。

c陶瓷類文物表面沉積物硅質的清洗硅質（硅酸鹽）是最不容易清洗的沉積物，一般用1%氫氟酸。氫氟酸有劇毒，此法慎用。三種沉積物不易辨識，一般先石灰質、后石膏質，最后硅質的順序來清洗。

2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復B螯合（絡合）沉積物中陽離子的清洗方法

用螯合劑奪取表面沉積物中的陽離子，形成易溶于水的螯合物，而沉積物中的陰離子則與螯合劑中的鈉離子形成新的可溶性鈉鹽，最后用清水洗去可溶性鈉鹽及螯合物。a六偏磷酸鈉（Na2[Na4(PO3)6]）螯合清洗劑

10%Na2[Na4(PO3)6水溶液浸潤沉積物，或多層紙張貼敷法清除。

2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復bEDTA二鈉鹽（乙二胺四乙酸二鈉鹽）螯合清洗劑

EDTA二鈉鹽結構式：（Na2[C10H14O8N2]）

（1）EDTA二鈉鹽螯合清洗液的配方

（2）EDTA二鈉鹽螯合清洗劑配制程序

水800～1000毫升氫氧化鈉80克三乙醇胺（輔助溶液）30毫升EDTA二鈉鹽100克笨磺酸鈉表面活性劑5～10克2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復（3）EDTA二鈉鹽螯合清洗陶瓷上沉積物操作

有沉積物陶瓷器，放入穩(wěn)定75～80℃的EDTA螯合劑中，煮20～30分鐘，取出用水沖洗，刷除軟化沉積物。

一次未洗凈，可重復以上操作。

最后用2%醋酸溶液中和除去堿性，再用蒸餾水洗凈、晾干。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.1.4陶瓷表面炭黑、有機脂形成污垢清洗

清洗由炭黑和有機脂形成污垢可用強氧化劑氧化處理，使有機脂化合物氧化變成小分子量的有機物，用水沖洗即可。常用3%雙氧水（H2O2）

操作：用棉球蘸3%雙氧水溶液浸污垢數(shù)次，待污垢除去后，用蒸餾水沖洗、晾干。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.1.5彩繪彩釉陶瓷清洗

要特別小心，可在隱秘處做小面積實驗。

一般采用3%～5%鹽酸清洗

有些彩陶彩繪顏料容易脫落，應先用加固劑予以加固，再進行清洗。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.1.6陶瓷磚瓦文物中可溶鹽清洗（脫鹽）一般采用蒸餾水浸泡，定期換水；電滲法：用來加速除鹽清洗，即在清洗槽的兩端插入不銹鋼電極，以5%的稀氨水作電解質通入1安培/平方分米的直流電，使陶器中金屬離子加速運動析出。當電導率降到一定程度，并保持不變，可認為可溶鹽已經(jīng)清洗完畢。表面酥松器物，可用多層紙張或濾紙用水敷在表面，利用毛細孔隙抽吸作用，將可溶鹽逐步轉移到紙張中，反復操作。清洗程度，可測紙張浸提液的導電率來判斷。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.2陶瓷磚瓦類文物的黏結2.2.1陶瓷磚瓦文物黏結劑的基本要求

首先必須能保持文物原貌。用于陶瓷磚瓦文物黏結劑，必須具備流動性。黏結劑必須具備長期性和穩(wěn)定性。陶瓷磚瓦文物的黏結劑要黏著力強。黏結劑應具有可逆性。陶瓷磚瓦黏結劑黏度要?。ㄒ琢鲃?、浸潤充分）。黏結劑固化時收縮率低。

操作性良好，可根據(jù)需要調節(jié)。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.2.2陶瓷磚瓦文物常用黏結劑及黏結操作A環(huán)氧樹脂黏結劑（改性呋喃型環(huán)氧樹脂）a環(huán)氧樹脂黏合劑特點

黏著力強收縮率低內聚力大操作性良好穩(wěn)定性高能保持文物原貌環(huán)氧樹脂基本符合陶瓷文物黏合劑要求，是一種常用陶瓷磚瓦類文物黏結劑。

2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復A環(huán)氧樹脂黏結劑（改性呋喃型環(huán)氧樹脂）b環(huán)氧樹脂黏合劑黏結陶瓷文物操作

清洗黏結界面涂膠固化2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復B硝酸纖維素黏結劑

a硝酸纖維素黏合劑的制備

b硝酸纖維素黏合劑組成

黏合劑基料：硝酸纖維素

溶劑：低沸點溶劑（丙酮、乙酸乙酯、2—丁酮），高沸點

助溶劑：乙醇、丁醇

稀釋劑：苯、甲苯

改性劑：聚醋酸乙烯酯、古馬龍樹脂、松脂膠

2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復c硝酸纖維素黏合劑的特點

穩(wěn)定性好黏結效果好相容性好

可逆性好：固化后仍可用丙酮溶解有抗菌能力：分子中硝基d硝酸纖維素黏合劑黏結陶瓷類文物的操作

與環(huán)氧樹脂黏結操作相同2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復C陶瓷常用聚甲基丙烯酸甲酯黏結劑a聚甲基丙烯酸甲酯的制備

b聚甲基丙烯酸甲酯的特點

具有橡膠的柔軟性和彈性

無色透明

化學穩(wěn)定性好

具有很高的黏合性能

機械性能好

c操作與環(huán)氧樹脂粘接文物相同2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復D陶瓷磚瓦常用氰基丙烯酸酯黏結劑a氰基丙烯酸酯合成過程

b聚氰基丙烯酸酯陶瓷黏合劑特點常溫常壓、不加固化劑即可快速固化，脆弱陶器非常適用

黏合劑固化后，結合面五色透明，抗拉強度高。

毒性小，對人體安全。缺點是韌性、抗沖擊和抗剝離強度低，但對陶瓷磚瓦文物，沒有影響。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復E聚苯乙烯黏結劑a聚苯乙烯黏合劑的合成

b聚苯乙烯黏合劑的特點

長期與潮氣接觸完全不吸水

電氣性能極為優(yōu)異

化學穩(wěn)定性高

抗沖擊強度、抗張強度、抗彎曲強度及伸長率隨溫度下降而增強，也隨分子量增大而增加。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.3陶瓷磚瓦類文物的加固2.3.1陶瓷磚瓦類文物加固劑的基本要求

加固劑應能保護文物原貌；加固材料應無色透明，滲透性好；加固材料必須具備良好的黏結性、牢固性；加固材料必須具備長期性、穩(wěn)定性，加固處理后，文物應長期穩(wěn)定；操作方便、經(jīng)濟，能達到最佳的保護效果。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復2.3.2陶瓷類文物常用加固劑及其特點A陶瓷類文物常用的聚醋酸乙烯酯加固體劑a結構式b合成方法兩種1以煤為起始原料合成聚醋酸乙烯酯

2以石油為起始原料合成2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復A陶瓷類文物常用的聚醋酸乙烯酯加固體劑c聚醋酸乙烯酯陶瓷類文物加固劑特點

黏合力強、黏合強度高；耐老化、耐氣候性質極為穩(wěn)定，受熱180℃不變色；與填料、增塑劑相溶性好；可以自由調節(jié)黏度，且有良好早期黏合強度。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復A陶瓷類文物常用的聚醋酸乙烯酯加固體劑

d滲透加固陶瓷類文物

陶瓷多孔或網(wǎng)狀結構，加固液容易滲透。

（1）質地強度較好陶瓷類文物加固（乳液滲透）

（2）脆弱陶器的加固（5-15%酒精溶液減壓滲透）

（3）潮濕而又不便干燥的陶器的加固（乳液）

（4）表面酥粉的陶器的加固（5%尼龍酒精溶液噴涂）

（5）帶釉表面酥粉陶器的加固（10%丙酮溶液加固）

出土磚瓦類文物可參照陶器的加固方法進行加固2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復B陶瓷類文物常用的聚甲基丙烯酸甲酯加固體劑a由于優(yōu)異性能，既可作黏結劑，也可作加固劑。b聚甲基丙烯酸甲酯加固陶瓷磚瓦類文物的操作（1）質地較好陶瓷磚瓦文物的加固（5%丙酮溶液減壓滲透）（2）脆弱陶瓷磚瓦文物（5-8%丙酮或氯仿溶液減壓滲透，5%丙酮溶液噴涂或接觸滲吸法）（3）表面酥粉陶瓷類文物（5-8%氯仿溶液噴涂或接觸滲吸法）2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復C無機—有機復合材料陶瓷磚瓦加固劑——改性硅溶膠a無機—有機復合材料加固劑組成

以硅溶膠為主，PVAC（聚醋酸乙烯酯）和PVB（聚乙烯醇縮丁醛）對其混溶改性。b改性硅溶膠反應機理

改性提高了材料的疏水性、耐老化性c改性硅溶膠制備及工藝流程2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復C無機—有機復合材料陶瓷磚瓦加固劑——改性硅溶膠

d改性硅溶膠陶瓷磚瓦類文物加固劑的特點分散性好；滲透性強，滲透深度可達25厘米；結合強度高；耐老化，最終老化產(chǎn)物為二氧化硅；化學穩(wěn)定性好。2.陶瓷磚瓦類文物的保護修復C無機—有機復合材料陶瓷磚瓦加固劑——改性硅溶膠

e改性硅溶膠在文物加固中的應用（1）加固磚瓦類文物（2）加固陶質文物陶片除鹽干燥120℃常壓滲透加壓滲透陶片除鹽干燥120℃常壓滲透加壓滲透陶片除鹽干燥120℃晾干2.陶瓷磚瓦類文