莫高窟壁画地仗层水汽吸附特征及其影响因素
发布时间：2021-11-26 18:15
敦煌莫高窟是我国乃至世界上最重要的佛教遗址之一。洞窟壁画产生的病害大多与水盐运移有关,而作为导致病害的水汽来源之一,洞窟空气中水分主要通过吸附作用进入地仗层孔隙结构中。该文利用试验方法探究莫高窟地仗层土体的吸湿机理,并分析吸湿过程的影响因素。结果表明,在较低与较高的相对湿度下,地仗层土体吸湿的主要驱动力分别为短程吸附作用与毛细凝聚作用。对于莫高窟地仗层来说,由土颗粒比表面积与黏土矿物含量等因素影响的短程吸附作用较弱,因此低湿度条件下吸湿量较小。但在较高湿度条件下,地仗层中由土体中孔径分布影响的毛细凝聚作用明显增强,吸湿量显著增大。莫高窟地仗层平衡吸湿量开始明显增大的临界湿度大约在80%。此外,地仗层中澄板土与砂的比例是影响地仗层吸湿量的主要因素。试验结果为莫高窟壁画病害机理研究及预防性保护提供理论依据。
【文章来源】：西北大学学报(自然科学版). 2020,50(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
莫高窟壁画典型盐害
表2 地仗层试样编号及配比Tab.2 Sample number and compositions of earthen plaster samples 试样编号 土砂比 植物纤维 P1 4∶1 - P2 3∶2 - P3 2∶3 - P4 1∶4 - C1 3∶2 1%麦草 C2 3∶2 2%麦草 C3 3∶2 3%麦草 M1 3∶2 1%麻 M2 3∶2 2%麻 M3 3∶2 3%麻试样测定前在温度为105℃的烘箱中烘干24小时,随后将得到的干燥试样由低到高依次放入不同的相对湿度环境中进行吸湿。稳定的相对湿度环境由封闭空间内的饱和盐溶液控制,共设置10个相对湿度环境条件(表3)。由于莫高窟大多数洞窟内温度比较稳定,年平均气温为15～20℃,并且温度变化范围较小,因此仅测试在20℃下的等温吸湿曲线。将各试样放置在同一相对湿度环境下进行吸湿,当其质量变化在72h内不超过0.001g时,认为该试样达到吸湿饱和。然后计算试样在同一湿度下吸湿饱和时的含水率,即平衡吸湿量,将相对湿度和平衡吸湿量分别作为横坐标与纵坐标绘制等温吸湿曲线。
敦煌莫高窟是丝绸之路上的佛教艺术瑰宝, 以历史悠久、 内容丰富、 保存完好的精美壁画和塑像闻名于世[1]。 莫高窟壁画基本由3个部分组成: 支撑结构、 地仗层和画面层(图1), 其中地仗层是位于岩壁支撑结构与画面层之间的泥层, 古代工匠将澄板土、 砂与水混合成泥,涂抹在崖壁上, 干燥后即可为画面层提供平整表面, 一般会加入少量麦秆、 麻、 棉等植物纤维[1-3], 植物纤维的含量一般为1%～3%。 澄板土是莫高窟前大泉河河道内颗粒极细的沉积物, 粒径一般为0.001～0.075 mm。 地仗层中90%以上的颗粒粒径不超过0.5 mm, 砂基本为细砂(0.075～0.25 mm)或中砂(0.25～0.5 mm)[2]。 通过对莫高窟不同洞窟内地仗层颗粒的调查可以发现, 地仗层在制作之时并没有严格的配比, 所以不同洞窟甚至不同位置的地仗层中澄板土与砂的比例不尽相同(表1)。表1 莫高窟壁画地仗层分析结果[2]Tab.1 Analysis results of plasters in Mogao grottoes 窟号 朝代 取样位置 澄板土/% 砂/% 268 十六国 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 西壁佛龛底部 80 20 283 初唐 北壁下部 60 40 79 盛唐 前室西壁南侧 61 39 231 中唐 主室西南角下部 34 66 236 中唐 主室佛龛底部 50 50 107 晚唐 主室东北角下部 20 80 25 宋代 甬道南壁 50 50 477 元代 甬道北壁上部 14 86
【参考文献】：
期刊论文
[1]文化科技融合在文化遗产保护中的运用——以敦煌莫高窟数字化为例[J]. 陈振旺,樊锦诗. 敦煌研究. 2016(02)
[2]敦煌壁画的盐害与日常维护[J]. 苏伯民. 敦煌研究. 2010(06)
[3]洞窟壁画等温吸湿-放湿数理模型[J]. 闫玲,张虎元,吕擎峰,王旭东,张正模. 敦煌研究. 2008(06)
[4]莫高窟地仗层物质成分及微结构特征[J]. 张明泉,张虎元,曾正中,李最雄,王旭东. 敦煌研究. 1995(03)
博士论文
[1]多孔建筑材料湿物理性质的测试方法研究[D]. 冯驰.华南理工大学 2014
[2]敦煌莫高窟壁画病害水盐来源研究[D]. 郭青林.兰州大学 2009
本文编号：3520677
【文章来源】：西北大学学报(自然科学版). 2020,50(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
莫高窟壁画典型盐害
表2 地仗层试样编号及配比Tab.2 Sample number and compositions of earthen plaster samples 试样编号 土砂比 植物纤维 P1 4∶1 - P2 3∶2 - P3 2∶3 - P4 1∶4 - C1 3∶2 1%麦草 C2 3∶2 2%麦草 C3 3∶2 3%麦草 M1 3∶2 1%麻 M2 3∶2 2%麻 M3 3∶2 3%麻试样测定前在温度为105℃的烘箱中烘干24小时,随后将得到的干燥试样由低到高依次放入不同的相对湿度环境中进行吸湿。稳定的相对湿度环境由封闭空间内的饱和盐溶液控制,共设置10个相对湿度环境条件(表3)。由于莫高窟大多数洞窟内温度比较稳定,年平均气温为15～20℃,并且温度变化范围较小,因此仅测试在20℃下的等温吸湿曲线。将各试样放置在同一相对湿度环境下进行吸湿,当其质量变化在72h内不超过0.001g时,认为该试样达到吸湿饱和。然后计算试样在同一湿度下吸湿饱和时的含水率,即平衡吸湿量,将相对湿度和平衡吸湿量分别作为横坐标与纵坐标绘制等温吸湿曲线。
敦煌莫高窟是丝绸之路上的佛教艺术瑰宝, 以历史悠久、 内容丰富、 保存完好的精美壁画和塑像闻名于世[1]。 莫高窟壁画基本由3个部分组成: 支撑结构、 地仗层和画面层(图1), 其中地仗层是位于岩壁支撑结构与画面层之间的泥层, 古代工匠将澄板土、 砂与水混合成泥,涂抹在崖壁上, 干燥后即可为画面层提供平整表面, 一般会加入少量麦秆、 麻、 棉等植物纤维[1-3], 植物纤维的含量一般为1%～3%。 澄板土是莫高窟前大泉河河道内颗粒极细的沉积物, 粒径一般为0.001～0.075 mm。 地仗层中90%以上的颗粒粒径不超过0.5 mm, 砂基本为细砂(0.075～0.25 mm)或中砂(0.25～0.5 mm)[2]。 通过对莫高窟不同洞窟内地仗层颗粒的调查可以发现, 地仗层在制作之时并没有严格的配比, 所以不同洞窟甚至不同位置的地仗层中澄板土与砂的比例不尽相同(表1)。表1 莫高窟壁画地仗层分析结果[2]Tab.1 Analysis results of plasters in Mogao grottoes 窟号 朝代 取样位置 澄板土/% 砂/% 268 十六国 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 西壁佛龛底部 80 20 283 初唐 北壁下部 60 40 79 盛唐 前室西壁南侧 61 39 231 中唐 主室西南角下部 34 66 236 中唐 主室佛龛底部 50 50 107 晚唐 主室东北角下部 20 80 25 宋代 甬道南壁 50 50 477 元代 甬道北壁上部 14 86
【参考文献】：
期刊论文
[1]文化科技融合在文化遗产保护中的运用——以敦煌莫高窟数字化为例[J]. 陈振旺,樊锦诗. 敦煌研究. 2016(02)
[2]敦煌壁画的盐害与日常维护[J]. 苏伯民. 敦煌研究. 2010(06)
[3]洞窟壁画等温吸湿-放湿数理模型[J]. 闫玲,张虎元,吕擎峰,王旭东,张正模. 敦煌研究. 2008(06)
[4]莫高窟地仗层物质成分及微结构特征[J]. 张明泉,张虎元,曾正中,李最雄,王旭东. 敦煌研究. 1995(03)
博士论文
[1]多孔建筑材料湿物理性质的测试方法研究[D]. 冯驰.华南理工大学 2014
[2]敦煌莫高窟壁画病害水盐来源研究[D]. 郭青林.兰州大学 2009
本文编号：3520677
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