理论教育 石质文化遗产的探索与研究

石质文化遗产的探索与研究

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:现在,砂岩已出现严重的粉化剥落和皮屑状剥落。该病害来自风化和水溶盐污染,也表明保护措施的效力已经下降。西面山墙的过度暴露无疑加速了大规模的风化。3)慕尼黑古绘画陈列馆被研究的对象是原材料为雷根斯堡绿砂岩的毛面方石。根据表3.1.1的评估标准,这些检测结果总体来说符合憎水处理的2级水平。然而据证实,憎水处理的效果仍会持续下降。憎水仍然有效果,岩芯的实验室检测结果也证明了这一点。

石质文化遗产的探索与研究

1)罗马墓碑,伊格勒柱(莱茵兰-普法尔茨州,伊格勒)

伊格勒柱所用材料为包含部分泥质、部分硅质胶结的中粒砂岩(科尔德尔砂岩,Kordeler Sandstein) 。该墓柱在1984—1986年间得以修复。除了裂隙注浆、裂隙封闭、石材修补和重新勾缝,还实施了硅酸乙酯固化以及后续的硅烷试剂(Remmers公司的Silan SN)憎水处理。现在,砂岩已出现严重的粉化剥落和皮屑状剥落。该病害来自风化和水溶盐污染,也表明保护措施的效力已经下降。正如固化效果的退化,憎水效果亦有降低。1995年测得砂岩平均毛细吸水系数ω=1.15 kg/ (m2 · √ h) ,石材修补砂浆平均毛细吸水系数ω=0.01 kg/ (m2 ·√ h) 。在最近的测量(2009年)中测得砂岩上1986年憎水处理材料的平均毛细吸水系数ω=1.58 kg/ (m2·√h)(图3.1.2) ,石材修补砂浆的平均毛细吸水系数ω=0.21 kg/ (m2 ·√ h) 。因此,砂岩和石材修补砂浆的毛细吸水能力在过去的15年间增强了。石材修补砂浆的ω值(1级[2],参见表3.1.1)展示了完好的憎水性能,然而砂岩的ω值(6级,参见表3.1.1)说明其已无法阻止湿气渗入。

图3.1.2 伊格勒柱,1995年和2009年ω值变化

在经憎水处理的砂岩测点上,最初3 min有明显的晕圈形成。由此就可以看出其憎水性能的降低。晕圈表示表面的憎水性能下降,但石材深处的憎水性依然存在。

2)原比肯费尔德修道院(巴伐利亚艾施河畔诺伊斯塔特)

修道院西面山墙由史符砂岩(Schilfsandstein)建成,1991年时首先以注浆粘贴、嵌边和硅酸乙酯等方法进行固化,接着用Wacker 290S (Wacker化学公司)作憎水处理。现在,该区域内有明显的严重病害:石材修补材料损失、表面层状剥落和灰缝缺陷。除了视觉评估(见上文),憎水处理的效果评估也证实了该建筑部分急需采取相关措施。其毛细吸水系数已和未处理石材相当(6级,参见表3.1.1) 。憎水处理过的岩层剥落使得憎水剂渗透不充分。西面山墙的过度暴露无疑加速了大规模的风化。

3)慕尼黑古绘画陈列馆(巴伐利亚)

被研究的对象是原材料为雷根斯堡绿砂岩的毛面方石。在四期保护施工阶段(1984—1985年,1985—1986年,1986—1987年和1988—1989年),首先实施了表面清洁;接着用Funcosil OH作固化处理,用Funcosil H作憎水处理(Remmers公司)。在2009年最近一次保后监测时,未发现出新的病害。这证明慕尼黑古绘画陈列馆立面的憎水处理在20多年后依然有效:所有类型的雷根斯堡绿砂岩毛细吸水系数平均值都小于0.5 kg/ (m2·√h) [类型Ⅰ : ω=0.13 kg/ (m2 ·√ h) ;类型Ⅱ : ω=0.16 kg/ (m2 ·√ h) ;类型Ⅲ : ω=0.22 kg/ (m2 ·√h) ,假如除去极端值1.99 kg/(m2·√h),ω=0.18 kg/ (m2·√h);类型Ⅳ: ω=0.12 kg/ (m2·√h)]。根据表3.1.1的评估标准,这些检测结果总体来说符合憎水处理的2级水平。纵观检测值的绝对频率,95%测得的ω值都低于2级临界值。总体来说,石材的毛细吸水能力通过憎水剂的使用,相比于未处理状态降低了90%以上。因此,也可证明所实施的各种措施是有效的。然而据证实,憎水处理的效果仍会持续下降。某些测点的ω值较2001年或2002年的结果有所上升,便可证明这点。测区1的情况已经说明憎水处理的局部失效,因为那里部分测点的ω值显著超过临界值0.5 kg /(m2·√h)。2002年再处理的效果在6年后也大打折扣,平均ω值从0.07上升到0.19 kg/(m2·√h)。但根据表3.1.1所示的评估标准,对四种类型的绿砂岩而言,憎水处理都具有优良效果(图3.1.3)。

图3.1.3 慕尼黑古绘画陈列馆,不同测区,1992—2002—2008年憎水处理后立即检测的ω值对比

4)席琳斯菲尔斯特宫(巴伐利亚,席琳斯菲尔斯特)

这里涉及的石材原料是来自附近迪巴赫(Diebach)和盖勒瑙(Gailnau)采石场的史符砂岩,1976—1987年修缮期间所用的修补材料来自施莱里特(Schleerith)采石场的威尔克砂岩(Werksandstein) 。宫殿南、西立面在清洁后使用了憎水剂UNIL 190和UNIL290 (Kulba建工化学公司)。除了20世纪80年代就已出现的、主要发生在史符砂岩上的薄层剥落现象,南立面上再也没有出现新的病害。

史符砂岩和威尔克砂岩的ω值离散程度较大。因而本案例所涉两种石材——来自迪巴赫和盖勒瑙的石材原料和来自施莱里特的修补石材——ω值平均值大大超过1 kg/ (m2·√h) ,而中位数却处于临界值0.5 kg/ (m2·√h)以下。若观察在20世纪70年代和80年代处理后的立面的测量值绝对频率分布,50%的ω值处于临界值0.5 kg/ (m2·√h)以下,另外一半处于临界值以上。约40%的测量值甚至高于1 kg/(m2 ·√ h) (6级,参见表3.1.1)。因此得出结论,70年代和80年代实施的憎水处理已经失效(图3.1.4)。

图3.1.4 席琳斯菲尔斯特宫,ω值频次分布(旧的憎水处理情况)

2002年做了一个再次憎水处理的试验面,在该试验面上吸水性能结果较之前大不相同。憎水仍然有效果,岩芯的实验室检测结果也证明了这一点。但2002年以来,憎水效果也有退化,即ω值的平均值从0.1 kg/(m2·√h)上升到0.13 kg/(m2·√h)(图3.1.5)。

(www.daowen.com)

图3.1.5 席琳斯菲尔斯特宫,再处理试验面的ω值

5)施特拉尔斯巴赫苦路[3]站(巴伐利亚,布尔卡尔德罗特)

14个苦路站各由一个带阶梯的底座、不透光弧形花格和冠饰十字架组成的框架,以及浮雕区域组成。该底座取材于当地的史符砂岩和威尔克砂岩(“绿色正砂岩”)。该石材建筑,除浮雕壁画外,都在1997—1998年做过清洁、固化(UNIL OH)和憎水处理(UNIL290, Kulba建工化学公司)。最近一次用卡斯特瓶法分析3个苦路站(1号、13号和14号)的底座和框架石材的毛细吸水能力的结果显示,该区域憎水效果良好,ω值处于0.1~0.5 kg/ (m2· √h) 。只有13号苦路站的框架ω值稍稍超过临界值0.5 kg/ (m2·√h) (图3.1.6) 。

图3.1.6 施特拉尔斯巴赫苦路,2009年三个苦路站所测ω值

但所有被测的苦路站建筑部位的ω值都明显超过最佳憎水状态下的ω值,即0.1 kg/(m2·√h)。鉴于表3.1.1的标准值,1号、14号苦路站的憎水等级可评定为2级,13号站只能评为3级。

6)格罗斯赛德利茨巴洛克式花园,美洲雕塑(萨克森州,海德瑙)

雕塑材料来自易北河砂岩(科塔砂岩) (Elbsandstein, Cottaer Varietät) ,1999年用Funcosil SNL (Remmers公司)作憎水处理。之前没有任何研究;最新检测得到毛细吸水系数平均值为0.03 kg/ (m2 ·√ h) ,显示出极好的憎水效果(1级,参见表3.1.1) 。但可观测到局部的生物附生。虽然通过憎水处理使降水带来的湿度危害显著降低,但冷凝水依然会导致雕塑表面湿度增加。而表面湿度与微生物的生长尤其相关,不够干燥的部位因此存在微生物定植的威胁。在雕塑长期处于阴面的区域,该现象尤为常见。

7)茨温格宫王冠门,酒徒雕塑(萨克森州,德累斯顿

原先酒徒雕塑的复制品在1989—1990年间用易北河砂岩(科塔砂岩)制作,并用硅烷偶联剂Dynasilan NS 5800 (Hüls公司)做憎水处理。现在憎水处理过的表面测得ω值为0.34 kg/(m2 · √ h)。以此可将该憎水效果视为基本有效(3级,参见表3.1.1)。雕塑右大腿未经憎水处理部位的ω值为1.3 kg/(m2 ·√ h) (图3.1.7)。该复制品雕塑之前未做过毛细吸水性能研究。在雕塑的其他区域可观察到生物附生情况加重。

图3.1.7 酒徒雕塑2009年经憎水处理的表面(柱形图)与未处理区域(虚线)最新ω值对比

8)库讷斯道夫陵墓柱廊,伊岑普利茨墓顶(勃兰登堡州,梅基施-奥得兰县)

1998年,墓顶石材为易北河砂岩(波斯塔砂岩) (Postaer Varietät),曾使用Funcosil (Remmers公司)作憎水处理。2009年4个最新监测数据的平均值为0.54 kg/(m2·√h),因此处于可接受憎水效果的上限边缘(图3.1.8)。

图3.1.8 伊岑普利茨墓顶处理前与处理后石材最新ω值结果对比

鉴于未处理、未风化的波斯塔砂岩测得相当高的ω值[其平均值为7.4kg/(m2·√h)],最新检测结果尽管根据表3.1.1的标准值只能评为5级,但其显示处理后的石材仍具备较高的憎水性能。不过,仍然应该考虑并分析是否有必要重新进行憎水处理。

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