【摘要】：本文主要研究北京地區(qū)大理巖石質(zhì)文物的風(fēng)化機(jī)理和表面風(fēng)化程度評(píng)價(jià)體系,通過現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)石質(zhì)文物的病害類型并探究風(fēng)化機(jī)理,實(shí)驗(yàn)室模擬大理巖風(fēng)化過程,建立風(fēng)化評(píng)價(jià)體系,具體如下:(1)北京冬冷夏熱的氣候特點(diǎn)使大理巖石質(zhì)文物易受到凍融、酸雨和鹽結(jié)晶等因素的影響。通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)云臺(tái)石質(zhì)文物存在的病害類型,然后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行掃描電鏡-能譜、X-射線衍射和離子色譜等測(cè)試。結(jié)果表明在云臺(tái)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(yīng)、凍融作用、可溶性鹽的晶漲協(xié)同作用的結(jié)果;風(fēng)化裂縫主要是生成的石膏膨脹產(chǎn)生的。(2)通過在實(shí)驗(yàn)室模擬酸雨噴淋實(shí)驗(yàn),觀察風(fēng)化前后大理巖樣品的外觀和微觀形貌,測(cè)試風(fēng)化前后大理巖樣品物理性能、力學(xué)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(jié)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(fēng)化劑。(3)通過模擬凍-融和鹽-凍融老化模擬實(shí)驗(yàn),研究老化實(shí)驗(yàn)后試樣的外觀、微觀形貌和機(jī)械性能等指標(biāo)的變化,結(jié)果表明青白石的耐久性比漢白玉高,硫酸鈉的鹽結(jié)晶壓力致使大理巖表層風(fēng)化嚴(yán)重。(4)將Matlab軟件引入石質(zhì)文物領(lǐng)域,處理并研究石材表面粗糙度變化值,結(jié)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(qiáng)度和抗折強(qiáng)度等指標(biāo)數(shù)據(jù)確立該腐蝕條件下石材表面風(fēng)化程度,并使用模糊評(píng)價(jià)方法建立適合北京地區(qū)大理巖風(fēng)化程度指標(biāo)體系。用實(shí)際石質(zhì)文物驗(yàn)證后,最終證實(shí)了該系統(tǒng)可以用來評(píng)價(jià)北京地區(qū)石質(zhì)文物的風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)逡逑ＷＷ／Ｔ０００２－２００７將石質(zhì)文物病害類型分為表面風(fēng)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(fēng)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(jī)２構(gòu)植動(dòng)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(jié)污修逡逑剝鹽脫與蝕２隙ｆ隙害害Ｊ邋失邋５殼染補(bǔ)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(fēng)化機(jī)理逡逑巖石的風(fēng)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(xué)逡逑及生物風(fēng)化［７］。某個(gè)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(jié)果，不可能逡逑是某個(gè)單一的物理或化學(xué)因素引起的ｍ，每種風(fēng)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(duì)巖石產(chǎn)生的影響稱為巖逡逑石的物理風(fēng)化。水分、可溶鹽等物理因素會(huì)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(kuò)大［９］，如放置在室外長(zhǎng)達(dá)１５０年之久的凝灰?guī)r石質(zhì)文物，逡逑檢測(cè)到距其表面５ｃｍ深處的孔隙率比未風(fēng)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(guān)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(jié)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(dāng)遇到極端天氣時(shí)，冬季同一個(gè)月份中的最高溫可達(dá)到逡逑１２．９０Ｃ，最低溫可低至－１８．５°Ｃ，此時(shí)的最大溫差高達(dá)３０°Ｃ。逡逑綜上所述，北京地區(qū)的氣候特點(diǎn)：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(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O652;K876.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2676390