石质文物因受到日照、水浸蚀、地震等自然营力作用和环境污染、小气候改变等因素的影响会发生粉化、变色、生霉、起甲、酥碱、劈裂、蚀空、凝浆、崩塌、倾覆等破坏形态。    

石窟寺保护技术  

首先应调查病害。调查工作有以下几个步骤:

①测绘地形图、窟区平面图、立面图、纵横剖面图等。测图方法有经纬仪导线测量、控制网测量、小平板测量。在进行立面测量、窟内石雕艺术品测绘时,可采用近景摄影测量的方法。

②环境质量评价。包括文物所在山体的地层、岩性、构造,水文地质条件,气象、水文、地震资料,污染源及造成的危害等。应指出文物受到的主要危害和治理措施。

③地球物理勘探。为解决某个特殊目的而用,要在满足物理前提与必需的工作条件下才能收效。目前利用的物探方法有:直流电阻率法寻找渗水途径,微电极系法探测石窟表面风化层厚度,声波法测石窟风化程度,地震勘探进行窟前考古等。

④稳定性分析。许多石窟位于陡立的边坡内,属于陡坡与洞室相结合的三向空间。分析其稳定性应从文物所在山体的岩性、裂隙、变形破坏过程、力学分析计算等方面进行研究,预测其变形破坏规律。对于体量较大的危险岩体还应进行结构面的分析、计算。    

预防措施是指改善文物所处的环境,避免各种风化应力的继续破坏。主要措施是在石窟崖顶作防渗排水,改变并疏通地表水流的流向、位置并切断与洞窟的联系;查清裂隙走向、范围,杜绝地表水流沿裂隙渗入窟内;采用窟前地面排水,降低地下水位;排除窟内潮湿结露,防止剧烈的干湿交替变化等办法,防止水对文物的侵蚀。为避免艺术品受日光、雨水、风沙的直接侵袭,还可修建窟檐进行保护。    

石窟寺的加固主要为防止石窟的崩坍和艺术品风化。措施有:

①用护壁、挡墙、大型砌体或浇筑体阻止裂隙的发展,防止悬岩塌落和抵御岩体开裂。此法难以保持石窟现状,易破坏崖壁的历史遗存,在不得已情况下才使用。

②喷锚加固。以不同长度的锚杆(粗钢筋)采用水平或倾斜的不同方向穿过裂隙岩体,将不稳定岩体锚固在稳定岩体上,然后将锚杆端与细钢筋网焊接,表面用高压喷 5～15厘米厚的混凝土,再用山体岩粉罩面做旧。沿一定间距留设排水孔,使少量渗水仍能排出。此法适合已经松弛、多裂隙、洞窟密集而岩体破碎的石窟山体。它可起到加固、支撑、防风化作用,具有很大的承载力和安全储备。缺点是会局部改变石窟外貌和掩盖一些历史遗存。

③灌浆粘结。为石窟中雕刻艺术品断裂、洞窟崖壁开裂、崩坍的加固保护方法之一。目前使用的灌浆粘结材料主要有环氧树脂类、丙烯酸酯类及无机化学材料等。对材料性能要求接近于被加固岩石的物理力学性状,并符合粘结性好、粘度低、可灌性好、室温下可固化、耐冻融性、耐水性等要求。灌浆设备主要是用空气压缩机和特制灌浆桶。检查时要对灌浆的深度、范围、岩体强度、变形特性等进行检查,保证灌浆加固的质量。    

露天石质文物保护技术  先从研究石雕的风化形态着手,进行风化成因分类,然后据气象要素、水害及潮湿环境的长期观测与记录,按石雕风化的深度系统取样,并进行岩石物理力学性质试验、岩石氧化物的化学分析、薄片鉴定及风化产物的差热分析、X射线衍射分析、光谱分析、扫描电镜观察等工作,找出石雕风化的主要病因后,采用点荷载强度试验及超声波试验,检测石雕风化的程度,再根据岩石化学成分随深度的变化,用物探电法及岩相鉴定等手段检测石雕风化深度。    

一般较完整,风化不严重的露天文物,应改善保护环境。对风化严重、不进行保护,无法保存的文物,才可使用防护材料。防护材料的使用应明确主要防止哪几种风化营力,提出保护后应达到的主要指标,并要求材料无色、透明、不反光、不酥碱、化学稳定性好、渗透能力强,具有抗风化能力,有一定固结强度等。一般使用的防护材料有高分子有机聚合材料(有机硅、聚氨酯、甲基丙烯酸酯类、硅酮等)及无机化学材料。    

为了文物的安全,必须慎重地对石雕防护层材料的性能进行各项检测,包括:

①防护层内的材料形态、充填程度及沿深度方向的变化;

②物理力学性能:如孔隙率,透气性,固结强度,耐磨蚀强度等;

③抵御水侵蚀的能力:如表面吸水率(毛细吸水率)、最大吸水率、憎水性、透水性等;④抗风化能力:如耐老化性能 (包括人工老化试验及自然曝晒场 ),抗冻融试验,安定性试验,干湿交替试验等;⑤化学稳定性:如耐酸性,可溶盐、中溶盐含量,抗污染能力等;⑥重涂性:为后人提供保护的可能性。    

馆藏石质文物保护技术  

从墓葬或由野外放入博物馆内收藏的石质文物需要表面除垢,清除内含的各种盐类或微生物。

主要方法有:

①清除可溶盐。一般是先在流水中较长时间浸洗,再用去离子水浸洗。体量大的石器,可用纸浆涂敷,干后揭取。

②表面去垢。放入超声波清洗器中,快速洗除。大理石锈壳可用二甲树脂将其周围封护后用稀酸腐蚀锈处,再用机械法剔除。其他石器可用稀酸软化溶蚀污垢,最后用非离子水洗净。

③粘接修复。粘接材料一般用环氧树脂类调入石粉掺少量颜料混合而成的粘合剂,也可用硝基纤维素或聚醋酸乙烯酯类粘合风化严重的石器。已相当疏松或表面有彩绘的石质文物,粘接前选用丙烯酸甲酯和聚甲基丙烯酸丁酯、聚酯酸乙烯酯、环氧类、有机硅类及氢氧化钡等材料进行渗透加固。修补材料常用的有熟石膏加纤维素,丙酮和乙酸戊酯混合剂配成 10% 赛璐珞溶液再调以细石粉,聚醋酸乙烯酯乳液加入岩粉及无定形二氧化硅,将颜料调成糊状进行修补。