陶瓷砖瓦保护课件

第四讲陶瓷砖瓦类文物保护一，概述中国陶瓷历史悠久，源远流长，素有“”瓷国之称。中国是世界上出现陶瓷最早的国家之一。湖南省道县玉蟾岩遗址出土陶片被认为是目前世界上发现的最早的陶片；此外在河北徐水县南庄头遗址发现了距今10800—9700年陶片，在江西万年县仙人洞、广西桂林甄皮岩和广东的英德县青塘等遗址发现了至今10000—到7000的陶片，这些新石器时代的陶片都被认是我国乃至是世界上最早的陶器残片。我国还是世界上瓷器的发源地，早在商代（公元前16——前11世纪），我国就烧制成原始瓷器，至东汉后期越窑青釉瓷的诞生，前后历经2000多年的历史，完成我国从陶器向瓷器的过渡，中国陶瓷具有长达万年的工艺发展史，取得了举世瞩目的辉煌成就。我国著名的古陶瓷技术研究专家李家治先生归纳，我国的陶瓷发展是可分为五个时期，分别是新石器时代早期陶器的出现，新石器时代晚期印纹硬陶和商周侍寝原始瓷的烧纸成功、汉晋时期南方青釉瓷的诞生、隋唐时期北方的白釉瓷的突破、宋代到清代颜色釉(彩色釉、雕塑釉)的辉煌成就和三大技术的突破（原材料的选择、窑炉的改进和烧结温度的提高釉的形成和发展、）。二、陶瓷的化学成分及工艺1，陶器的分类按照表面的情况分：素面陶、彩绘陶、粉彩陶；质地分：细泥陶（经过淘洗）、夹砂陶（为使陶坯烧制受热时不易裂开，特意在陶土中掺入一定数量的砂粒和其它碎末，所以称这种陶器为“夹砂陶”）。按照颜色可分为：黑陶、灰陶、红陶、白陶等2，陶器的原料及化学成分陶器是由经过淘洗的黏土烧制而成的。黏土是由岩石风化的产物，是由石英、长石以及金属矿物组成。

陶器的化学成分是SiO2、和AlO3,Fe2O3,以及其他氧化物。彩绘的主要成分是：

红色：朱砂（HgS）,铅丹（Pb3O4）;

褐色：赭石（Fe2O3）；白色：铅白2PbCO4·Pb(OH)，高岭土

黑色：C

2，瓷器的原料及化学成分（1）、瓷瓷器胎体的化学成分

原料是高岭土、石英、长石混合而成的特殊粘土。高岭土是长石经过长期的风化流失了钾、钙、钠、铁和水的变化而成的。(2)釉彩的成分

釉是一种具有透明、光亮、不吸水的玻璃体。对胎体起到保护和美观的作用。a釉的主体是硅酸b助熔剂（降低釉的熔点、中和酸）c着色剂，铁铜钴金锑化合物等

以瓷器为例说明工艺淘泥，高岭土是烧制瓷器的最佳原料，千百年来，多少精品陶瓷都是从这些不起眼的瓷土演变而来，制瓷的第一道工序：淘泥，就是把瓷土淘成可用的瓷泥。摞泥，淘好的瓷泥并不能立即使用，要将其分割开陶瓷艺术品来，摞成柱状，以便于储存和拉坯用。拉坯，将摞好的瓷泥放入大转盘内，通过旋转转盘，用手和拉坯工具，将瓷泥拉成瓷坯。印坯，拉好的瓷坯只是一个雏形，还需要根据要做的形状选取不同的印模将瓷坯印成各种不同的形状。修坯，刚印好的毛坯厚薄不均，需要通过修坯这一工序将印好的坯修刮整齐和匀称，修坯又分为湿修和干修。捺水，捺水是一道必不可少的工序，即用清水洗去坯上的尘土，为接下来的画坯、上釉等工序做好准备工作。画坯，在坯上作画是陶瓷艺术的一大特色，画坯有好多种，有写意的、有贴好画纸勾画的，无论怎样画坯都是陶瓷工序的点睛之笔。上釉，画好的瓷坯，粗糙而又呆涩，上好釉后则全然不同，光滑而又明亮：不同的上釉手法，又有全然不同的效果，常用的上釉方法有浸釉、淋釉、荡釉、喷釉、刷釉等。烧窑千年窑火，延绵不息，经过数十道工具精雕细琢的瓷坯，在窑内经受千度高温的烧炼，就像一只丑小鸭行将达化一只美天鹅。现在的窑有气窑、电窑、等。成瓷、经过几天的烧炼，窑内的瓷坯已变成了件件精美的瓷器，从打开的窑门中迫不及待地脱颖而出。瓷器的结构致密，表面又有釉质层的保护，所以不易被侵蚀，主要是机械作用造成的损坏。砖瓦结构较为松散，更容易主要受到大气中的污染气体、酸雨的影响较大。使得表面和内部风化，酥粉。四，陶瓷砖瓦类的保护修复1清洗

表面软泥的清洗彩绘和硬质泥土的清洗表面层积物的清洗

分解阴离子、夺走阳离子（螯合物）

a碳酸盐用稀盐酸、稀硝酸；石膏用浓硝酸；硅酸盐用氢氟酸（剧毒，慎用）EDTAb，六偏磷酸钠，EDTA二钠盐。螯合物是（旧称内络盐）是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物。螯合物是配合物的一种，在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。原理

以待处理器物作阴极，不锈钢或碳钢作阳极，外接直流电源，选择合适的电压或电流密度二，粘接1接剂的基本要求

保持原貌、流动性好、稳定性好、粘接力好、可逆、、收缩率低、低蠕变、高韧性、易操作。

蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同，塑性变形变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现。2常用粘接剂环氧树脂（但是不可逆，不能长期被水浸泡）氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。三，加固1材料要求

1)材料无色、透明、不反光、施工工艺简单，具有重复使用性;2)稳定性好，至少在10年之后才发生可见的老化，耐酸碱，抗污染;3)加固材料施用后形成的膜能代替原胶结物，不堵塞文物孔隙，因而不改变其透气性;4)施工过程中无有害物放出，对人体及环境无害。应能方便选择固化剂、填料、表面活性剂、防霉剂等;5)表面加固保护时，不会因材料的收缩应力而产生微裂隙，其次还应有防霉、防生物风化的性能等;6)能够抵抗湿气或毛细水在上移时引起的破坏作用，所以保护材料应能经受水的反复侵袭影响;7)加固剂的聚合速度要适宜。在与表面的粒子之间形成键式网状结构后，网状结构填补了孔洞，也起到了支撑作用，要求网状结构的强度要与保护对象相匹配;

8)若有溶剂参加作用的加固体系，溶剂的挥发与加固剂在文物内部的形成速度之间要有一定的合适比例，防止溶剂挥发太快后在表面形成结壳或使表面发黑;9)加固材料在使用前应是小分子且有活性的低粘度液体，使其在文物内部能形成网状结构;或应是溶剂能溶解的大分子且溶剂挥发后能成膜的材料。这样就会获得足够的渗透深度和必要的加固强度。确保加固了的部分与未加固的部分力学强度相当，不会由于表层结壳而引起大面积的剥落。

由此可知，用于陶质彩绘文物保护的加固材料在使用初期应是便于流动的液态，具有渗透与粘合功能(液体的粘度和物体孔隙的大小);加固对象与加固材料之间应当匹配(即加固剂粘度与孔隙之间的匹配)。加固剂以三种方式发挥作用:熔化一凝固法；溶剂挥发后溶质固化法；加固剂发生化学反应或加固剂与保护对象之间发生化学反应法2，常见陶质彩绘文物保护中的加固材料

目前，在文物保护中使用的加固材料中的高分子材料包括天然高分子材料和人工合成高分子材料两大类。由于天然高分子材料在人类生活上已经有了百年的使用历史，因此在人们进行文物修复时，最使用的就是天然的高分子材料。天然有机高分子括:l)油和脂肪类。油和脂肪没有明显的区别，一般认为在室温下为液体的属于油，为固体的称为脂肪。它们通常不溶于水，而溶于有机溶剂如芳香族及氯代溶剂中，有时也能溶于醚类或二硫化碳溶剂中;常见的如亚麻油、桐油、婴粟油，这些油分别是从亚麻的植物籽、桐树籽和鸦片婴粟树籽中提取。经考证故宫三大殿的“太和殿”、“中和殿”、“保和殿”地面上铺的都是金黄色的砖，民间俗称“金砖铺地”。所谓“金砖”，是指将桐油涂刷在经过特殊工艺烧制出砖的上面，这种砖看上去富贵高雅，表面像撒了一层金粉2)蜡类。包括矿物蜡、植物蜡、动物蜡。古希腊人曾用蜡做胶粘剂及表面保护剂，罗马人则用蜡做防水剂或壁画的表面处理剂。3）碳水化合物(糖类)。如多糖胶类、纤维素衍生物。桃胶是中国古代在制作壁画时广泛使用的材料，由FT一IR分析表明，1620一1655是桃胶中葡萄糖的振动吸收，3600一3000是多糖的特征吸收峰。改性的醋酸纤维素、硝酸纤维素等在文物保护中也有应用人工合成高分子材料

人工合成的高分子一出现就马上被试用于文物保护中，并且随着高分子材料科学的发展和人们对文化遗产保护的逐渐重视，越来越多的先进高分子材料被应用到艺术品的保护中。当然所应用的高分子材料也在不断地更新，有些材料如聚乙烯、聚氯乙烯等，目前已经不用或很少使用。l)水溶性合成树脂。如聚乙烯醇、聚乙二醇等，使用3%三甲树脂，1.5%聚乙烯醇水溶液，2.5%、3%乙基纤维素酒精溶液用于彩绘陶器表面的封护。虽然这些材料防水性较差，但实践证明在气候干燥的中国西北地区使用起来效果还是相当不错的2)溶剂型合成树脂。在常用的材料中包括丙烯酸树脂、聚乙烯醇缩醛等等。丙烯酸(CH:二CH一COOH)树脂也是一个广泛应用于文物加固保护的材料，尤其在壁画的保护方面。其中包括丙烯酸乳液、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丙烯酸与甲基丙烯酸共聚物等。甲基丙烯酸树脂类是已经聚合成聚甲基丙烯酸甲酷的聚合物(PMMA)，通常称之为有机玻璃。ParaloidB72是文物保护中应用研究最多的一种丙烯酸树脂，实际上是由丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸乙酯形成的共聚物。B72的光稳定性并不理想，并且脆性太大3）反应型树脂。反应型树脂通常是通过主剂和固化剂发生反应而形成的。包括有机硅材料(有机硅单体、低聚体)、环氧树脂、醇酸树脂和甲醛树脂。有机硅材料具有一