《文物保护技术概论》课件 5.第四章 竹、木、漆器的保护_第1页
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文档简介

第四章竹木漆器保护竹木漆器的发展史一、木、竹器的历史最早的发现与历史的成就:竹简与木牍木雕与家具二、漆器的历史与制作工艺自豪的发现与漆业的形成各个历史时期的漆器成就各种漆器的制作工艺苏州—北宋---嵌螺钿黑漆经箱江苏武进南宋墓-朱漆戗金人物花卉奁竹、木器的组成与特性一、木质文物的组成与微观形态木材的构造与分类木质纤维细胞组织构造木质纤维素的结构与主要化学成分二、竹器的形态与构造三、竹木器的特性含水率与膨胀收缩的趋向性水解老化与浸注性现代文物与古代文物的强度对比

文物保护技术必须建立在已知文物的损蚀机理的基础上,方可对症下药。故而必须介绍木材的解剖结构、组成及各项指标。这是木材损蚀的内因。一、木材结构解剖木材结构与命名针叶材与阔叶材纤维组成与结构植物细胞的构造古代木材与现代木材细胞构造的差异

(这一点对我们选择加固、防腐处理方法有益)1、木材结构与命名

木材——无数个细胞——彼此相连——以不同的细胞形状、排列方式——承担树木内营养物质的运送——充当机械强度。结构与命名见下图:木材结构树皮木材髓心外皮内皮边材心材形成层生长轮(年轮)早材晚材边材髓心心材外皮内皮早材晚材早材晚材木材结构2、针叶材与阔叶材按分类学区分:木材分为针叶材(softwood)

阔叶材(hardwood)针叶材:树叶为针状或鳞片状,如:银杏、松木、杉木、柏木。形体高大通直,是建筑用材,属于软材。阔叶材:树叶比较宽大,如:楠木、香樟、槐树、柞木、白榆、椴木、柳木,其树干多分叉,名称叫硬材,但不代表都是硬度高的木材,如泡桐、轻木就是软材。因阔叶材品种多,又叫杂木,以其硬度分为:硬杂木和软杂木。针叶材针叶材阔叶材阔叶材针叶材与阔叶材的构造针叶材:主要组成是管胞(木材纤维),长度约为3~8mm,占总体积90%以上。一般针叶材无导管,称为无孔材。阔叶材:主要组成是导管和木材纤维,管胞为非主要细胞,其木材纤维包括木纤维和纤维状管胞,长度约为1mm,占体积50%以上。阔叶材断面显示明显的管孔,所以又叫孔材。组织结构如下:

阔叶材

的超微结构3、纤维组成结构

针叶材:90~95%是纤维细胞(长形的管胞),

5~10%的木射线、贮存细胞(长形薄壁细胞)以及树脂等。阔叶材:40~75%的木纤维(导管和纤维管胞)

10~30%的维管束

5~30%的长形薄壁细胞(比针叶材的丰富)针叶材的长形管胞:长2~5mm,直径0.02~0.05mm,起运输水分,支撑树干的作用。阔叶材纤维:长度1.0~1.5mm,起输导水分、增加树干强度作用,通过管胞开放的或半开放的端部彼此相连,成为管状通道,称为木纤维,有时可以长至数米。

阔叶材导管:直径0.05~0.15mm。

纹孔:相邻细胞间的物质交换依靠纹孔来完成。微观构造4、木材细胞的结构

木材细胞由细胞壁和细胞腔构成。细胞壁是植物细胞所特有的一种结构。细胞壁的形态结构决定了组织的性能。

细胞壁:完成植物组织的吸收、蒸腾和物质运输等功能,还起着重要的支撑作用,这一点正是木材被人类利用的原因。木材细胞超微结构木材细胞的超微结构初生壁:由它最初起支撑新生细胞,其组成成分主要为纤维素、果胶。细胞成熟后这层木质化。随细胞的增长不断增长,平均厚度为0.10~0.15微米。次生壁:在成熟后,停止增大生长,形成次生壁,主要成分为纤维素和半纤维素,同时还有大量的木质素和其他物质。次生壁又分三层:外层,中间层,内层木材细胞的超微结构外层:厚度较薄,平均0.2~0.3微米。本身又由3~4个薄层组成,每一薄层由微纤维丝成螺旋状排列,在压力下,它保证了木材强度。中间层:最厚,平均1~4微米,由30~150个薄层组成,各薄层间和薄层中微纤维丝紧密有效地结合在一起,使木材具有了抗拉强度。内层:

最薄,仅有0.1微米,它与细胞腔相邻,层数很少。微纤维丝水平相连,很少交叉。在所有针叶林和少数阔叶林中,内层都有根瘤着生其上。木材细胞的结构胞间层:细胞之间有胞间层使细胞彼此相连,它的厚度最厚处为0.2~1.0微米。由于相邻的两个细胞之间极少有专门的界限,因此它们共同的胞间质即作为分界的中间层。

木材细胞的结构

细胞壁的生成和生长都由细胞原生质中的糖来完成;通过酶的催化,合成纤维素和半纤维素,纤维素又组成微纤丝,微纤丝实际上也是细胞原生质沉积而成,这些微纤丝又共同组成次生壁。细胞排列,组成纤维束,纤维束构成木材。5、古代与现代木材的差异时代变迁,各种环境因素的影响,造成古代与现代的差异。环境因素:

生物方面——木材害虫、木腐菌、细菌和海生钻木动物。

气候方面——有害性气体、光、热辐射、灰尘、风雨等。

埋藏环境——厌氧菌、地下水、海生钻木动物等。古代木材:

害虫——

蛀蚀边材和早材,内部充满虫孔。木腐菌——

从外向内部腐蚀,致使木材折断或成海绵体。

厌氧环境——

中、内次生壁遭破坏,胞间质和初生壁保存下来。受害木材标本户县公输堂清代木柱虫害现状古代木质文物标本出土饱水木质文物出土饱水木质文物地面(古代建筑)木质文物二、木材的化学组成1、组成元素:

C(48~51%)、H(43~44%)、

O(6~7%)、N(0.1~0.2%)、各类盐(0.2~0.6%)2、化学组成

木材的化学组成主要成分(95%)

次要成分(5%)

木质素25%

多糖类70%

纤维素(50%)

半纤维素(20%)

无机成分0.5%

可溶性多糖类、酚、蛋白质、果胶4.5%针叶材和阔叶材的化学成分区别:针叶材纤维素45~50半纤维素15~20木质素25~30阔叶材纤维素40~45半纤维素20~30木质素20~25A、纤维素:是细胞壁的主要组成成分;无臭无味;不溶于一般的有机溶剂;不溶于一般的稀酸、稀碱。是造纸、人造板、胶片、塑料及涂料的重要原料。A、纤维素:由10000~14000个葡萄糖单元组成一个链——纤维素链(直径0.5纳米,长约5~10微米)。纤维素外围的—OH基对其化学反应起着重要作用,一个分子的—OH基和另一个相邻分子的—OH基之间可以形成氢键(分子内和分子间的氢键),这样水分就与纤维结合在一起。纤维素链组成纤维单元(直径3.0~3.5纳米),每个纤维单元由36个纤维素链组成,纤维单元再组成纤维(直径可达12纳米,由16个纤维单元组成),进一步,4个12纳米的纤维组成一个微纤丝(直径25纳米)B、半纤维素:也是由葡萄糖单元组成,它存在于植物细胞壁中的一类不同于纤维素的低聚糖的总称,其中大多数不溶于水而溶于碱液,遇酸水解。其结构有别于纤维素分子,半纤维素分子链短而有侧基。其主链可以由一个或几个不同的糖单元构成。半纤维素也可以组成纤维单元

半纤维素的主要糖基C、木质素:木质化植物组织除去浸提成分(包括灰分)后的非碳水化合物部分是具有芳香族特性无定型物质。在细胞壁中起着连接细胞和强化植物组织的作用。一般不被水解,酸作用下可得棕色粉末状物质。木质素

基本结构单元木质素的

生物合成3、木材细胞壁大分子的结构

一般认为纤维素和半纤维素组成纤维单元,其中纤维素和半纤维素中的—OH基起着重要作用。半纤维素可以结合在纤维素形成的纤维单元上。可能是半纤维素形成一个薄层包裹在纤维素周围,首先形成一个纤维素和半纤维素的支架,然后木质素填充其间。实际上是纤维素和半纤维素形成的晶格结构恰当地镶嵌在木质素中。类似于钢筋混凝土结构,其中纤维素和半纤维素相当于钢筋支架,木质素相当于水泥。

木材细胞壁大分子结构至今尚没有模式概念。4、古代木材的化学组成纤维素在缺氧环境下被强烈分解,其中水解和酶催化过程起了重要作用。与现代材相比,古代木材含有较少的纤维素和相对较高的木质素及灰分。木质素含量的提高是由于其它成分损失的结果。长期在干燥环境中放置的木材,由于氧化作用,使木质素含量降低。三、木材的几项性质1、含水率2、木材密度3、木材浸注性4、木材强度5、木材的天然耐久性1、含水率绝对含水率

u=(m湿-m绝干)/m绝干×100%相对含水率

f=(m湿-m绝干)/m湿×100%概念(实践中):

绝干材

u=0衡重

气干材常时间干燥温暖环境中放置的的木材。南方17~18%北方12~13%

半干材

u=20~30%低于纤维饱和点的木材湿材:

u>30%常时间在水环境中或新采伐的木材古代木材含水率遭受菌虫危害后,含水率变化要比健康材大。短时间之内可吸收大量水分,木材越是腐朽,这种性质越明显。在收缩过程中往往出现典型的收缩裂纹。古老的、含水率比较高的木材很容易降解,含水率越高,降解越快。若一直保持高含水率,木材就可以保持原来的形状。高含水率古老木材的干燥收缩率可大于健康材的30%,极端情况下木材干燥收缩会导致整个木材破坏。原因是木材的细胞及细胞间的结合已完全破坏。已经干燥和收缩的高含水率木材再与水重新接触时,膨胀率非常小,因为细胞的破坏是不可逆转的。

2、木材密度单位体积木材的重量。全干密度:全干质量/全干体积气干密度:气干质量/气干体积基本密度:全干质量/水分饱和时体积基本密度是实验室中,判断材性的依据。数值比较固定准确。气干密度是生产中计算气干时木材质量的依据。密度是衡量木材力学强度的重要指标之一密度高力学强度就好,反之则差。3、木材浸注性指木材吸收防腐和加固药剂的能力,决定于木材的渗透性,直接影响保护措施的效果。一般分为:最难、难、稍难、易浸。具体(防腐)处理时:应加以考虑,对于难浸树种应补充措施。木材浸注性最难:刺槐,柞木,落叶松

难:柏木,杉木,香樟稍难:硕桦,红松,华山松易浸:水曲柳,山杨,白桦,毛白杨,松木,裂叶榆

现代木材与古代木材对比:密度:一般由于菌虫的损害,古材密度明显低于现代材。若在水下、地下出土,未受生物损害,无论年代如何久,密度、外观变化都很小。长期水解,化学成分抽提物流失,皱缩明显高于新材,但密度不变。浸注性:与木种和损害程度有关木材害虫蛀蚀严重,受害程度高,浸注性就高。木腐菌使古代木材易于浸注,但浸注不均匀(纹孔封闭)湿材浸注与损害程度有关,只有表面被破坏的一层能被浸注。古代材浸注性同样受清洁程度的影响(油漆、彩绘、灰尘)4、木材强度

泛指木材的力学性质,包括:抗压、抗拉、抗弯、抗冲击、抗剪、硬度。从生物角度讲,木材各向异性。按纹分:

横纹(垂直于木材纹理)数值、

顺纹(平行于木材纹理)数值

4、木材强度硬度与木材密度、含水率的关系。密度↗硬度↗

含水率↗硬度↘抗压强度:密度↗抗压强度↗

晚材部分↗抗压强度↗

纤维饱和点以下:含水率↗抗压强度↘t°↗抗压强度↘

抗压强度与年轮方向有关:顺纹≥横纹顺纹≈10倍横纹4、木材强度抗拉强度:密度↗晚材↗抗拉强度↗

含水率在饱和点以下:含水率↗抗拉强度↘t°↗抗拉强度↘木质素↗抗拉强度↘木材纤维方向的抗拉强度最大4、木材强度抗弯强度:

密度↗抗弯强度↗

晚材↗抗弯强度↗

纤维饱和点以下:含水率↗抗弯强度↘t°↗抗弯强度↘4、木材强度抗弯弹性模量:指木材的劲度或弹性的物理量。即木材在一定极限内抵抗弯曲变形的能力。弹性模量↗越刚硬↗弹性变形↘弹性模量↘柔曲↗

抗弯弹性模量是选用梁、托梁、条材等的一个重要参考数值。它与密度成正比,与含水率成反比。见表。

4、木材强度古代木材:遭生物损害后,力学强度降低。地下出土木材,密度不变,纤维素降解,致使抗压,抗弯强度下降,其中抗弯、抗拉强度比抗压强度下降的多。遭受木腐菌危害的木材,几周之内抗压、抗弯强度大大下降,而重量无明显变化。因此鉴定古旧木材受损情况应使用强度指标,而不能用密度。

5、木材的天然耐久性

指木材对木腐菌和木材害虫等生物损害的固有抵抗能力。同样也包括:对气候变化,物理化学等因子的天然抵抗能力天然耐久性作为一种特有的性质与树种有关。(密度大的树种,耐久性强)与同一棵树的部位有关,心材、晚材部分耐久性强。与木材内含有的化学成分有关。边材内含有丰富的淀粉、糖、含氮物质、微量矿物质,为菌虫提供营养最易腐蚀虫蛀。木材的天然耐久性是古建维修时,选择更换木料的重要参数。见表。四、木材的各种损害

如果对木材进行防护处理,并正确使用,木材是一种具有耐久性的材料,它不易老化(相对塑料),不会疲劳(相对金属)。如:2000年的木棺椁,1000年的木塔。但是,在潮湿环境下,易受生物的侵害,以及物理、化学非生物侵害。本章节分别介绍木材的损害因素与机制。

植物性微生物损害(木腐菌、细菌)生物因素

动物性损害(蛀木甲虫、白蚁、海生钻木动物)

损坏因素

物理损害(气候、声、光

)非生物因素

化学损害(金属、水分、气体、酸碱盐溶液

生物损害因素—植物性微生物损害

变色菌褐腐菌

木腐菌

白腐菌软腐菌植物性微生物损害

细菌

木腐菌

木材最重要的植物性损害与其它植物不一样,无叶绿素,不能在阳光下合成碳水化合物,而是通过酶溶过程使木材分解,以获得自身生长所必须的营养。分类:木腐菌最主要的一大类为真菌,植物学上根据孢子的形状,把真菌分为两类:

担子菌——孢子呈柱状

子囊菌——孢子呈丝状繁殖:分有性和无性两种。木腐菌有性繁殖是在生长发育过程中形成子实体。子实体生长在木材表面很容易被发现:有的呈痂皮状平铺在木材表面,有的成托叶直立于木材上。发育成熟后,子实体产生孢子,孢子很小(长约5~10微米),漂浮在空气中,随风传播。落在木材上,遇合适环境,即长出胚芽,生长成有色或无色的菌丝。菌丝生长穿透木材,以木材作为营养基质。菌丝是破坏木材的主要阶段,菌丝的生长阶段可以很长。众多菌丝长成一片,形成菌斑。在经过贫瘠的部位时还可形成表面菌丝,明显暴露在木材表面。有时,菌丝共同生长成一根,成为菌索。菌丝继续生长最后发育出子实体,子实体的形状和颜色是鉴定真菌种类的重要依据。无性繁殖可以通过真菌菌丝和菌斑的扩展与蔓延完成。菌丝生长速度除了决定于木材提供的营养物质外,合适的环境温度和木材含水率也起着重要作用。大多数木腐菌生长最适宜的温度是25~30℃木材含水率36~60%。

木腐菌根据木腐菌对木材的损害结果分类有:

变色菌(真菌的菌丝颜色)

褐腐菌(木材腐朽呈褐色)

白腐菌(腐朽材呈白色)

软腐菌(腐朽材质软化)变色菌发生在边材。针叶林的变色→兰色,铁灰色阔叶林的变色→棕色

变色不可逆变色菌进入木材后以薄壁组织细胞内的糖类、淀粉为营养,不破坏细胞壁。变色不影响木材力学强度。但长期在适宜的条件下生长,沿横向穿透细胞壁就会引起软腐。褐腐菌分解木材纤维中的多糖(纤维素、半纤维素);导致木材纤维降解,使木质素的含量相对增高;腐蚀后,木材呈褐色;纵横向均产生裂纹,形成方块形破裂;导致木材密度、强度下降。白腐菌白腐菌同时分解多糖和木质素→呈白色;木材呈海绵状,蜂窝状,表面凹凸不平;纤维变短→表面粗糙断裂。褐、白腐菌为主要的木腐菌,属于担子菌。常见的有:粉孢革菌、香菇、多孔菌、革裥菌、卧孔菌。

软腐菌软腐菌:属于子囊菌。世界上研究比较多的球毛壳菌——标准菌种。木材长期浸泡在不流动的水中,或处在高温、高湿、PH值较高或较低的环境中,就会遭受软腐菌侵害。软腐菌分解细胞壁中的多糖,使细胞壁形成许多空腔,此时木材强度严重降低,木材断裂面整齐。细菌细菌比木腐菌的损害轻得多,可将细胞壁蛀蚀成孔洞。在对真菌不利的条件下(缺氧)可以生长。它与真菌同时危害加速木材的降解。水中贮存的木材滋生厌氧性细菌,细菌分裂很快,破坏木材的纹孔,形成了许多微孔,增加了木材的渗透性,大大改善了木材的浸注性。细菌的损害只使木材的强度有很少的降低,有可能使木材变色。细菌有很强的耐化学药品的能力,尽管较高的防腐剂吸收量,仍然不能避免细菌的感染。生物损害因素—木材的动物性损害

蛀木甲虫木材的动物性损害白蚁

海生钻木动物

蛀木甲虫甲虫:鞘翅目昆虫。特征:前翅变为角质,成“鞘”状,包覆在身体背后→坚硬的外壳。危害木材的昆虫一般为中、小型昆虫;蛀木甲虫有:

天牛科、长蠹科、长小蠹科、窃蠹科、小蠹科、粉蠹科、象鼻虫科。

天牛天牛:害虫中比较大的昆虫。一般0.9~5㎝有的7~8㎝外形图:灰褐色~黑色有时带花纹、斑点;幼虫→乳白色→头部粗大,鄂强大→穿孔于木材中→虫孔椭圆形→穿过内皮到木质部。长蠹、窃蠹、小蠹都是小型昆虫

前胸背板向前延伸,包裹住头部→风雪大衣的帽子→从背部垂直向下看,见不到头部→圆筒状。暗褐色、黑色。三者之间有明显区别。

长蠹头部背板成圆形,粗糙不平幼虫头小,无眼,弯曲成C型主要蛀蚀阔叶树材心材(也危害一些针叶材)多蛀蚀气干、窖干成材。蛀虫在木材中钻孔→残留粉末蛀屑(与粉蠹相似)→通称粉末蛀虫。成虫钻出木材时→洞口有粉末落下。虫孔孔径:1.6~2.1㎜(图5—10)木材内部虫道呈网状,但木材外部几乎看不出破坏的严重性。窃蠹头部背板不呈圆形,前端有凹陷,上面有细毛。幼虫,乳白色,体弯曲。危害范围:结构材、胶合板、干燥木材产品(家具蛀虫)古建筑和木质雕塑的害虫也多为此类。窃蠹蛀蚀的虫眼小而圆,直径1~2㎜→与粉蠹相似。小蠹触角短,头圆,粗糙程度小。主要蛀蚀针、阔叶树的边材。孔径小而圆,没有蛀屑充填,针孔虫眼。粉蠹、象鼻虫、长小蠹与前三者不同。前胸背板不延伸包裹头部,从背面直向下看可见头部三者为褐色~黑色。小型昆虫

粉蠹身体略扁平,较细长,一般2.4~4.5㎜,触角细长呈串珠状。是木材特别严重的一类害虫幼虫对硬木家具和木制品危害更甚→只蛀蚀边材不侵害心材以淀粉和木射线薄壁细胞中的贮存物质为食料栎木、杨木、山核桃和白蜡树最易受蛀蚀幼虫将木材蛀成1~2㎜的虫道。幼虫活动期,蛀粉不断从虫眼落下或堆积在木材表面→认识它的典型特征

象鼻虫头部向前延伸→象鼻状→口器在鼻顶端。成虫为发光的圆柱形甲虫,褐~黑色,3~5㎜。幼虫弯曲成C形,无足。成虫、幼虫都钻蚀木材→危害状相似于窃蠹,但钻孔较小。危害限于早材,危害木材多薄片状。

长小蠹外观怪异胸部两侧平行,长比宽大,长度相当于鞘翅一半。触角粗短。成虫体长:5~5.5㎜危害状与小蠹相似,密麻的虫眼和孔道,针眼无蛀屑填充。

蛀木甲虫在整个一生的生长发育中经历了卵、幼虫、成虫、蛹几个阶段。这几个阶段的形态改变称之为“变态”。成虫交尾→雌虫产卵→木材粗糙表面、裂纹或夹缝(有些种类,如粉蠹产卵于阔叶材导管中)→幼虫孵化→蛀入木材→取食、生长。→几次蜕皮→蛹(停在接近木材表面的蛹室里)→羽化→成虫,咬破木材→飞出→交尾→……蛀木甲虫

幼虫阶段是危害木材的主要阶段。幼虫在木材中蛀蚀成各种孔道,并排出粉末状或锯末状蛀屑(有些种类,如小蠹虫不排出蛀屑)。孔道和蛀屑的形状是识别害虫的一个重要依据。一般虫体较大的,如天牛和某些象鼻虫等蛀成大型坑道,并在木材表面蛀成大虫眼。小甲虫则形成小虫眼。一般讲,幼虫期很长,短则一年(或半年),长则十数年,而其它阶段一共仅有几周时间。了解蛀木甲虫的生活周期是掌握用药时机、实施有效防治的必要一环。蛀木甲虫

危害古建筑木结构和木质文物的常见的甲虫是窃蠹、长蠹、粉蠹等。一般木材蛀成针孔大小的虫眼,掉下白色粉末状蛀屑,危害严重时,内部坑道纵横交错,是木材呈海绵状,稍用力即可破损。

白蚁

热带、亚热带重要的木材害虫。长江为界,北方种类少,数量有限长江以南,种类多,数量大危害很大:北京碧云寺西配殿1963年突然塌架→30×30㎝的柁被白蚁蛀空四川都江堰青城山→1800年镇山宝树(白果)被蛀空。白蚁白蚁:形似蚂蚁,乳白色,乳黄色→但不是蚂蚁。身体柔弱,腹部几乎半透明,反映出白蚁所吃的食物。食物→纤维素半纤维素→靠肠中寄生的的原生动物将之分解→营养一般吃年轮中较软的早材→留下较硬的晚材→被害材呈典型的片状白蚁典型的社会性昆虫:蚁王、蚁后→交尾产卵繁殖后代工蚁→任务繁重(取食、筑巢、饲育后代)→真正破坏木材的蚁种兵蚁→保卫蚁巢,前鄂发达,失去正常的取食能力,靠工蚁喂食补充型繁殖蚁白蚁避光习性→基本密封的巢穴白蚁所到之处,泥路保护→检查和发现的白蚁的典型特征白蚁分为:土木栖、土栖、木栖。一般危害古建的是土木栖、木栖,主要的是家白蚁,散白蚁,堆沙白蚁

海生钻木动物

针对海水中的桩木、码头护木、木船。有:软体动物门:船蛆、海笋→用足和贝壳穿凿木材破坏木材内部。节足动物门:蛀木水虱和团水虱→附着在木材表面,用齿咬蚀木材表层成海绵状船蛆幼虫时期钻入木材,以后终生不出→木材表面洞很小→内部千疮百孔(1个月成熟,一年寿命)→生长迅速→长度:几厘米→50厘米船蛆的洞互不相通。

海笋形态与习性与船蛆相近,但钻入木材后身体并不无限延长,所以穿凿木材深度不如船蛆→但蛀孔粗大→危害严重蛀木水虱属甲壳纲,与虾蟹类相近,分布很广。个体很小,体长5㎜。常危害海水中桩木接近海面的部分。幼虫时侵入木材→开始时洞很小→随个体发育,孔洞加深。由于需要从海水中摄取氧气食物→在穴壁上凿孔与木材表面相通→纵横交错成海绵状→遇风浪,木材表面被打碎剥离→主要危害港湾浸于海水中的结构木材,在外海和木船上少见。物理损害有:气候、声、光等因素,但不是单一物理因素的作用,与化学、生物等因素综合作用。如光化学反应:紫外线+氧气→木材降解→发黄大气、菌类作用→木材变色→灰暗。纯温度变化木材(气干材)→温度升高→失掉水分,收缩→再加热→有一个不明显的吸收水分和膨胀的过程。因此迅速的不均匀的加热使木材产生干裂。声波对新材影响较小。对古旧木材→超声波→使木材上涂层脱落,使损坏部分成颗粒状破碎。x,r射线小剂量→可使木材避免微生物的侵害。大剂量(100KGy):使木材表面降解→光分解→强度降低变脆,易碎、发暗。Gy→Gray

每单位重量被照射体吸收的放射线量1Gy=1焦耳/公斤=100Rad化学损害—金属与木材的相互作用与木材含水率、种类、存在条件有关。含水率﹤10%时,双方不会作用含水率﹥10%时,木材使金属锈蚀→有稀酸作用实验表明:栗树、橡树→使金属锈蚀→含鞣酸→使木材变暗杨木、桃花心木→不太作用没有空气的情况下双方不反应,而是细菌的作用大。水分

干燥木材→潮湿空气中→吸水→恒重(纤维饱和点)木材吸水在达到饱和点之前→膨胀过程木材吸水超过饱和点之后→水成水滴状存于细胞腔、毛细管中→不膨胀干燥时先放出自由水,不收缩→低于饱和点以下,收缩。若:温湿度变化骤烈,收缩、膨胀过程不均匀→分层,开裂→且不可逆如漆器开裂,漆皮剥落→木材的膨胀率大于油漆的膨胀率。过量的水,在高温、高压下,木材发生水解。短时间→多聚糖还原,可以提抽纤维素(生产纤维板)气体对木材的影响细胞壁的透气性是气体对木材反应的前提。①氨:湿材更易吸着NH3

,20~30%NH3

与木材紧密结合可使木材膨胀增塑。抗弯强度↗弹性模量↗②SO2:SO2

+H2O=H2SO3

酸使多糖分解强烈半纤维素分解,对纤维素不影响。③HCL:木材含水率↗吸附↗,可达90~100%HCL的酸性很强,使多糖木质素强烈水解,木材强度明显降低。

④HCN、PH3:木材迅速吸收,但对木材无影响,可做熏蒸剂。酸、碱、盐对木材的影响酸:初期使木材膨胀,进一步作用使多糖水解,力学强度降低,在酸的长期作用下,木材结构完全被破坏。(H2SO4、HCL、HNO3、H2SO4、H3PO4、H2CrO4)

碱:首先使木材膨胀,后使木聚糖分解。长期作用下,大大降低木材的机械强度和抵抗生物损害的能力。(NaOH)

盐:盐的水解产生新的强酸碱→取决于PH值盐类的氧化作用,使木材变色。

特别注意的是:NaS2、Na2CO3、NaHSO3

在低浓度下可以侵蚀木材→木质素分解。小结

总之,了解木质文物所面临的各种危害是我们研究保护技术的前提。对于不同的出土环境,保存环境,它们所受的损害是不同的要综合考虑。

如:咸阳的西渭桥(汉代)秦公大墓马王堆汉墓五台山南禅寺

在出土的前期:生物因素、气候因素影响大。

在保存的时期:化学因素与物理因素影响大。漆器的组成特性一、漆胎的种类与组成、结构普通木胎的结构特点木片卷粘胎的潜在危机夹纻胎、牛皮胎——特别的组成、结构二、漆的组成与结构生漆的化学成分生漆的固化成膜机理漆膜的性能三、特种工艺在组成上带来的复杂特性螺钿与珠宝镶嵌金银平脱与雕漆竹、木、漆器的保护需要一、埋藏环境的影响文物自身的弱点环境因子的作用不同地域埋藏环境的差异二、发掘现场与运输中面临的危害环境突变带来的影响从现场到博物馆运输中的损伤三、在博物馆保存与陈列中面临的损害不合格保存条件下的损害陈列中各项因素的影响饱水竹木漆器的脱水定性处理一、饱水木制文物的干缩性原理一般木材的干缩状况出土饱水古木的实际干缩情况二、饱水木质文物的干缩特征三、发掘时的保护原则饱水木制文物的干缩性原理在木材学上,纤维饱和点的胀缩性理论:“木材含水量在纤维饱和点以上,自由水(或称游离水)的散失或增加,不改变木材的尺寸和体积。反之,当木材含水量在纤维饱和点以下,吸着水(或称结合水)的减少,会造成木材尺寸和体积的收缩,引起干缩;吸着水的增加会引起木材尺寸和体积的增加,造成湿胀。”

一、饱水木制文物的干缩性原理

根据木材纤维饱和点理论,木材在纤维饱和点,即平均含水量30%左右以上时,木材水分的散失并不改变木材的尺寸和体积,只有在纤维饱和点以下,水分的散失才会改变木材的尺寸和体积。而且提到一般木材的收缩率为,纵向0.1~0.55%,径向2~8%,弦向4~14%。出土饱水古木的实际干缩情况以泉州古代交通史博物馆的实验为例。试样古木取自1982年发掘的宋元时期泉州法石古船上的同一批木质文物,确保了木质所经历的时间、受腐蚀的环境、及外界因素完全一样。其中包括两种针叶树材、两种阔叶树材。出土时木材含水量均在400%以上,最高达到465%。将古木制成具有弦向、径向、纵向三种木纹方向的立方体,置于室内自然干燥。在含水量逐渐减少

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