【摘要】：本文主要研究北京地區(qū)大理巖石質(zhì)文物的風化機理和表面風化程度評價體系,通過現(xiàn)場勘測石質(zhì)文物的病害類型并探究風化機理,實驗室模擬大理巖風化過程,建立風化評價體系,具體如下:(1)北京冬冷夏熱的氣候特點使大理巖石質(zhì)文物易受到凍融、酸雨和鹽結晶等因素的影響。通過現(xiàn)場檢測云臺石質(zhì)文物存在的病害類型,然后在實驗室內(nèi)進行掃描電鏡-能譜、X-射線衍射和離子色譜等測試。結果表明在云臺出現(xiàn)的幾種重要病害中,墻壁表面泛鹽病害主要是由于可溶鹽含量較大在巖石表面沉積所致;表層脫落的發(fā)生是溫差效應、凍融作用、可溶性鹽的晶漲協(xié)同作用的結果;風化裂縫主要是生成的石膏膨脹產(chǎn)生的。(2)通過在實驗室模擬酸雨噴淋實驗,觀察風化前后大理巖樣品的外觀和微觀形貌,測試風化前后大理巖樣品物理性能、力學性能、超聲波波速和里氏硬度、礦物成分和元素組成等數(shù)據(jù),結果表明青白石的耐腐蝕性比漢白玉高,老化后的大理巖表面生成厚約0.5mm的石膏(CaS04或CaSO4·2H2O),pH值為2.0的酸溶液最適合做大理巖的風化劑。(3)通過模擬凍-融和鹽-凍融老化模擬實驗,研究老化實驗后試樣的外觀、微觀形貌和機械性能等指標的變化,結果表明青白石的耐久性比漢白玉高,硫酸鈉的鹽結晶壓力致使大理巖表層風化嚴重。(4)將Matlab軟件引入石質(zhì)文物領域,處理并研究石材表面粗糙度變化值,結合酸腐蝕和鹽-凍融條件下綜合超聲波波速、里氏硬度,抗壓強度和抗折強度等指標數(shù)據(jù)確立該腐蝕條件下石材表面風化程度,并使用模糊評價方法建立適合北京地區(qū)大理巖風化程度指標體系。用實際石質(zhì)文物驗證后,最終證實了該系統(tǒng)可以用來評價北京地區(qū)石質(zhì)文物的風化程度。
【圖文】：

作用的影響而發(fā)生變化，這些表現(xiàn)在石質(zhì)文物上的變化被稱為病害［６］。根據(jù)標準逡逑ＷＷ／Ｔ０００２－２００７將石質(zhì)文物病害類型分為表面風化、裂隙、生物病害等六大類，具逡逑體分類見圖１－２。逡逑石質(zhì)文物病害類型逡逑表面風化邐裂隙生物病害栜駕＾⑶逡逑鱗邐大逡逑表表片邐ｉｉｆｒ邐Ｍ逡逑面表層狀表Ｓ機２構植動Ｊ邋局邋Ｊ水人水逡逑粉面片起面Ｓ械２造物物ｉ斷部邋￡銹為泥逡逑化泛狀翹溶ｇ裂５裂病病囂裂缺邋Ｊ結污修逡逑剝鹽脫與蝕２隙ｆ隙害害Ｊ邋失邋５殼染補逡逑落落剝化隙邐害邐￡逡逑落邐米逡逑圖１－２石質(zhì)文物病害類型［６】逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｄｉｓｅａｓｅ邋ｔｙｐｅｓ邋ｏｆ邋ｓｔｏｎｅ邋ｒｅｌｉｃｓ逡逑１．２．３風化機理逡逑巖石的風化類型多樣，就保存狀況而言，可具體分成以下三種類型：物理、化學逡逑及生物風化［７］。某個己經(jīng)發(fā)生病害的巖石往往是由多種因素協(xié)同作用的結果，不可能逡逑是某個單一的物理或化學因素引起的ｍ，每種風化類型都有多種影響因素。逡逑水分凍融、高低溫轉(zhuǎn)變、可溶鹽轉(zhuǎn)化等發(fā)生的物態(tài)變化對巖石產(chǎn)生的影響稱為巖逡逑石的物理風化。水分、可溶鹽等物理因素會造成巖石表面開孔孔隙率增大，，致使微裂逡逑縫變大或是已發(fā)生的裂縫擴大［９］，如放置在室外長達１５０年之久的凝灰?guī)r石質(zhì)文物，逡逑檢測到距其表面５ｃｍ深處的孔隙率比未風化部分增加了約４％％］，有些甚至是新鮮巖逡逑石孔隙率的１0倍［｜｜］。逡逑空氣中的相關氣

圖２－ｌ邐２０００￣２０ｌ３年北京地區(qū)每月平均溫度分布圖逡逑Ｆｉｇ．２－ｌ邋Ｍｏｎｔｈｌｙ邋ａｖｅｒａｇｅ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ邋ｆｒｏｍ邋２０００邋ｔｏ邋２０１３邋ｉｎ邋Ｂｅｉｊｉｎｇ邋ａｒｅａ逡逑結合圖２－１和表２－２，北京地區(qū)月平均溫度差距較大，最高和最低氣溫分別出現(xiàn)逡逑在七月份和一月份，當遇到極端天氣時，冬季同一個月份中的最高溫可達到逡逑１２．９０Ｃ，最低溫可低至－１８．５°Ｃ，此時的最大溫差高達３０°Ｃ。逡逑綜上所述，北京地區(qū)的氣候特點：春天的天氣較干旱；夏季溫度最高，降雨多逡逑且集中；秋季溫度適宜，天高氣爽；冬季氣溫驟降，寒冷干燥，晝夜溫差大。因逡逑此，大理巖在北京這樣的氣溫條件中極易受降雨和凍融作用的影響。逡逑２．２．３大氣污染物逡逑表２－３邋２０１３年北京地區(qū)大氣污染物月均濃度值統(tǒng)計表［１Ｑ４］邋（ｕｇ／ｍ３）逡逑Ｔａｂｌｅ２－３邋Ｍｏｎｔｈｌｙ邋ａｖｅｒａｇｅ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ａｉｒ邋ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ邋ｉｎ邋Ｂｅｉｊｉｎｇ邋ａｒｅａ邋ｉｎ邋２０１３逡逑污染邐月均值（ｕｇ／ｍ３）邐標準值逡逑物邋１２３４５６７８９邐１０邐１１邐１２逡逑Ｓ０２邐１００．６邐４３．７邐３５．５邐２２．１邐２６．３邐１３．６邐７．０邐５．８邐９．４邐１６．１邐２３．２邐３８．８邐６０逡逑Ｎ0２邐１１９．７邐６１．４邐６３．３邐４５．３邐４５．５邐４６．２邐３５．４邐３３．８邐４８．４邐６６．４邐５４．９邐５８．７邐４０逡逑ＰＭｉｏ邐３１１．９邐１２６．９邐１２４．５邐１０７．８邐１３７．８邐１２８．６邐８６．９邐７７．３邐９４，７邐１１９．９邐８９．８邐９
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O652;K876.2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 朱紅霞;趙淑莉;闞海東;;2013年我國典型城市大氣污染物濃度分布特征[J];環(huán)境科學與技術;2015年06期

2 邵明申;張中儉;李黎;;承德避暑山莊砂巖文物的基本性質(zhì)和風化機理[J];工程地質(zhì)學報;2015年03期

3 孫振華;黃梅珍;余鎮(zhèn)崗;宋彪;鄒燁;李夏;季蕓;;便攜式拉曼光譜儀在壽山石檢測中的應用[J];光電子·激光;2015年06期

4 張中儉;楊曦光;葉富建;周華;張濤;;北京房山大理巖的巖石學微觀特征及風化機理討論[J];工程地質(zhì)學報;2015年02期

5 杜谷;王坤陽;冉敬;王風玉;潘忠習;;紅外光譜/掃描電鏡等現(xiàn)代大型儀器巖石礦物鑒定技術及其應用[J];巖礦測試;2014年05期

6 張中儉;張濤;邵明申;楊淼;李黎;;基于超聲波法的石質(zhì)文物表面裂隙深度測量[J];工程勘察;2014年07期

7 葛健勝;;紅外光譜技術在石材檢測中的應用[J];紅外;2013年09期

8 孫滿利;;土遺址病害的評估體系研究[J];文物保護與考古科學;2012年03期

9 蒲維維;張小玲;徐敬;趙秀娟;徐曉峰;董t

本文編號：2676390