阅读说明：本技术 一种文物表面石膏层的处理方法 (Method for treating gypsum layer on surface of cultural relic ) 是由 杨富巍 鹿瑞聪 刘妍 于 2021-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及文物保护材料领域,具体涉及一种文物表面石膏层的处理方法,先将钡物质的醇溶液以表面渗透的方法导入石膏层,然后再将蒸馏水导入并保持环境湿度进行养护,使钡物质与石膏层之间发生反应,将不稳定的石膏层转化为稳定的硫酸钡-碳酸钙混晶层。本发明方法简单,处理过程可控,在醇溶液中,钡物质不与石膏层发生作用,可以保证其良好的渗透性,从而使其充分渗透进石膏层；钡物质的醇溶液完成渗透后,导入水即可引发钡物质与石膏层之间的化学反应,从而直接转化为硫酸钡-碳酸钙混晶层,得到的硫酸钡-碳酸钙混晶层属于难溶物质,化学性质稳定,对碳酸盐岩类石质文物、壁画的石灰地仗层、古建筑砌体及石膏制品都能起到具有较好的保护作用。(The invention relates to the field of cultural relic protection materials, in particular to a method for treating a gypsum layer on the surface of a cultural relic. The method is simple, the treatment process is controllable, and in the alcohol solution, the barium substance does not react with the gypsum layer, so that the good permeability of the barium substance can be ensured, and the barium substance can fully permeate into the gypsum layer; after the alcoholic solution of the barium substance is permeated, water is introduced to initiate chemical reaction between the barium substance and the gypsum layer, so that the barium substance and the gypsum layer are directly converted into a barium sulfate-calcium carbonate mixed crystal layer, the obtained barium sulfate-calcium carbonate mixed crystal layer belongs to an insoluble substance, has stable chemical properties, and has better protection effect on carbonate rock stone cultural relics, lime ground layer of murals, ancient building masonry and gypsum products.)

一种文物表面石膏层的处理方法

技术领域

本发明涉及文物保护材料领域，具体涉及一种文物表面石膏层的处理方法。

背景技术

石膏层常见于碳酸盐岩类石质文物、壁画的石灰地仗层及古建筑砌体的表面，它是文物制成材料中的钙元素受到空气中硫氧化物类酸性气体长期侵蚀的结果。由于其高的溶解性，此类石膏层是不稳定的，它会造成文物表面溶蚀、剥落和酥粉化等多种严重损害。对于文物表面的此类石膏层，直接清除[杨富巍等.一种石质文物及石材表面石膏层的选择性清除方法.国家发明专利, CN201510621975.0]和表面封护[机械工业勘察设计研究院有限公司.砖石质文物用复合型除盐封护材料及其制备方法和应用. 国家发明专利,CN201510990645.9]是目前常用的两种处理方法。不过，将石膏层清除一定程度上会造成文物外观的改变及文物本体的减损[赵林娟. 几种常用清洗方法的清洗效果对比讨论. 中国文物科学研究，2014，3：85-87]。表面封护则是通过涂覆的方法在石质文物表面制备一层保护膜，这层保护膜能隔绝外界有害环境因素对文物的影响。但常用的有机高分子保护膜与无机质地的石质文物兼容性不良，且在露天环境会因受到光、热和微生物等因素的侵蚀而老化，保护效果有限[Zhang Hui, Liu Qiang, Liu Ting and Zhang Bingjian. Thepreservation damage of hydrophobic polymer coating materials in conservationof stone relics. Progress in Organic Coatings, 2013, 76: 1127-34.]。本质上，石膏层的不稳定来源于其高溶解性。如果能降低其溶解性，此类文物的保护问题将会得到较好地解决。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种文物表面石膏层的处理方法，可以实现碳酸盐岩类石质文物、壁画的石灰地仗层、古建筑砌体及石膏制品的保护。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种文物表面石膏层的处理方法，先将钡物质的醇溶液以表面渗透的方法导入石膏层，然后再将蒸馏水导入并保持环境湿度进行养护，使钡物质与石膏层之间发生反应，将不稳定的石膏层转化为稳定的硫酸钡-碳酸钙混晶层。

进一步地，所述的钡物质为甲醇钡、乙醇钡、异丙氧基钡中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述的醇溶液的溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述的钡物质醇溶液的浓度为5%～20% w/v。

进一步地，所导入钡物质和水的质量比为1:35～1:45。

进一步地，养护条件为环境湿度60%～70%，时间为不少于30天。

本发明具有以下有益效果：方法简单，处理过程可控，在醇溶液中，钡物质不与石膏层发生作用，可以保证其良好的渗透性，从而使其充分渗透进石膏层；钡物质的醇溶液完成渗透后，导入水即可引发钡物质与石膏层之间的化学反应，从而直接转化为硫酸钡-碳酸钙混晶层，得到的硫酸钡-碳酸钙混晶层属于难溶物质，化学性质稳定，对碳酸盐岩类石质文物、壁画的石灰地仗层、古建筑砌体及石膏制品都能起到具有较好的保护作用。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

1、石膏层模拟试样制备

按照1:1的质量比取半水石膏与去离子水，拌和均匀后注入2cm×2cm×1cm模具，脱模后在60%相对湿度环境中养护3天，在50℃的干燥箱中烘至恒重待用。

2、石膏层模拟试样的保护处理

(1)利用表面滴渗的办法将浓度为10% w/v的甲醇钡醇溶液1.0ml导入石膏层模拟试样，待渗透完全后静置1天，使甲醇溶剂自然挥发；

(2)利用表面滴渗的办法将4.5ml蒸馏水引入石膏层模拟试样，在60%相对湿度环境中养护30天。

3、石膏层模拟试样处理效果

处理前后石膏层模拟试样的变化见表1。

表1石膏层模拟试样处理效果

结果显示，使用本发明所述的方法对石膏层模拟试样处理后，试样的孔隙率降低了3.9%，说明试块变得更致密了；试样的色差∆E远低于文物保护中所允许的阈值5.0，说明基本上不影响试样的外观；试样在水溶液中的最大电导率降低了85%以上，说明其水稳定性得到了显著增强，这是高溶解性的不稳定石膏层被转化为不溶性的稳定硫酸钡-碳酸钙混晶层的结果。

综上所述，本发明所得的硫酸钡-碳酸钙混晶层对碳酸盐岩类石质文物、壁画的石灰地仗层、古建筑砌体及石膏制品都能起到具有较好的保护作用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。