敦煌莫高窟是我國乃至世界上最重要的佛教遺址之一。洞窟壁畫產(chǎn)生的病害大多與水鹽運(yùn)移有關(guān),而作為導(dǎo)致病害的水汽來源之一,洞窟空氣中水分主要通過吸附作用進(jìn)入地仗層孔隙結(jié)構(gòu)中。該文利用試驗(yàn)方法探究莫高窟地仗層土體的吸濕機(jī)理,并分析吸濕過程的影響因素。結(jié)果表明,在較低與較高的相對濕度下,地仗層土體吸濕的主要驅(qū)動力分別為短程吸附作用與毛細(xì)凝聚作用。對于莫高窟地仗層來說,由土顆粒比表面積與黏土礦物含量等因素影響的短程吸附作用較弱,因此低濕度條件下吸濕量較小。但在較高濕度條件下,地仗層中由土體中孔徑分布影響的毛細(xì)凝聚作用明顯增強(qiáng),吸濕量顯著增大。莫高窟地仗層平衡吸濕量開始明顯增大的臨界濕度大約在80%。此外,地仗層中澄板土與砂的比例是影響地仗層吸濕量的主要因素。試驗(yàn)結(jié)果為莫高窟壁畫病害機(jī)理研究及預(yù)防性保護(hù)提供理論依據(jù)。 

【文章來源】：西北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2020,50(04)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

莫高窟壁畫典型鹽害

表2 地仗層試樣編號及配比Tab.2 Sample number and compositions of earthen plaster samples 試樣編號 土砂比 植物纖維 P1 4∶1 - P2 3∶2 - P3 2∶3 - P4 1∶4 - C1 3∶2 1%麥草 C2 3∶2 2%麥草 C3 3∶2 3%麥草 M1 3∶2 1%麻 M2 3∶2 2%麻 M3 3∶2 3%麻試樣測定前在溫度為105℃的烘箱中烘干24小時,隨后將得到的干燥試樣由低到高依次放入不同的相對濕度環(huán)境中進(jìn)行吸濕。穩(wěn)定的相對濕度環(huán)境由封閉空間內(nèi)的飽和鹽溶液控制,共設(shè)置10個相對濕度環(huán)境條件(表3)。由于莫高窟大多數(shù)洞窟內(nèi)溫度比較穩(wěn)定,年平均氣溫為15～20℃,并且溫度變化范圍較小,因此僅測試在20℃下的等溫吸濕曲線。將各試樣放置在同一相對濕度環(huán)境下進(jìn)行吸濕,當(dāng)其質(zhì)量變化在72h內(nèi)不超過0.001g時,認(rèn)為該試樣達(dá)到吸濕飽和。然后計(jì)算試樣在同一濕度下吸濕飽和時的含水率,即平衡吸濕量,將相對濕度和平衡吸濕量分別作為橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)繪制等溫吸濕曲線。

敦煌莫高窟是絲綢之路上的佛教藝術(shù)瑰寶, 以歷史悠久、 內(nèi)容豐富、 保存完好的精美壁畫和塑像聞名于世[1]。 莫高窟壁畫基本由3個部分組成: 支撐結(jié)構(gòu)、 地仗層和畫面層(圖1), 其中地仗層是位于巖壁支撐結(jié)構(gòu)與畫面層之間的泥層, 古代工匠將澄板土、 砂與水混合成泥,涂抹在崖壁上, 干燥后即可為畫面層提供平整表面, 一般會加入少量麥稈、 麻、 棉等植物纖維[1-3], 植物纖維的含量一般為1%～3%。 澄板土是莫高窟前大泉河河道內(nèi)顆粒極細(xì)的沉積物, 粒徑一般為0.001～0.075 mm。 地仗層中90%以上的顆粒粒徑不超過0.5 mm, 砂基本為細(xì)砂(0.075～0.25 mm)或中砂(0.25～0.5 mm)[2]。 通過對莫高窟不同洞窟內(nèi)地仗層顆粒的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn), 地仗層在制作之時并沒有嚴(yán)格的配比, 所以不同洞窟甚至不同位置的地仗層中澄板土與砂的比例不盡相同(表1)。表1 莫高窟壁畫地仗層分析結(jié)果[2]Tab.1 Analysis results of plasters in Mogao grottoes 窟號 朝代 取樣位置 澄板土/% 砂/% 268 十六國 西壁下部 59 41 260 北魏 西壁底部 40 60 249 西魏 北壁下部 65 35 56 隋 西壁佛龕底部 80 20 283 初唐 北壁下部 60 40 79 盛唐 前室西壁南側(cè) 61 39 231 中唐 主室西南角下部 34 66 236 中唐 主室佛龕底部 50 50 107 晚唐 主室東北角下部 20 80 25 宋代 甬道南壁 50 50 477 元代 甬道北壁上部 14 86

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]文化科技融合在文化遺產(chǎn)保護(hù)中的運(yùn)用——以敦煌莫高窟數(shù)字化為例[J]. 陳振旺,樊錦詩.  敦煌研究. 2016(02)
[2]敦煌壁畫的鹽害與日常維護(hù)[J]. 蘇伯民.  敦煌研究. 2010(06)
[3]洞窟壁畫等溫吸濕-放濕數(shù)理模型[J]. 閆玲,張虎元,呂擎峰,王旭東,張正模.  敦煌研究. 2008(06)
[4]莫高窟地仗層物質(zhì)成分及微結(jié)構(gòu)特征[J]. 張明泉,張虎元,曾正中,李最雄,王旭東.  敦煌研究. 1995(03)

博士論文
[1]多孔建筑材料濕物理性質(zhì)的測試方法研究[D]. 馮馳.華南理工大學(xué) 2014
[2]敦煌莫高窟壁畫病害水鹽來源研究[D]. 郭青林.蘭州大學(xué) 2009



本文編號：3520677