遺留至今的大量石質(zhì)文物,包括石碑、石刻、造像、題刻、石質(zhì)建筑等,是不可再生的寶貴文化遺產(chǎn)。保存和保護這些文化遺產(chǎn)需要科學(xué)、技術(shù)和專用材料。
《石質(zhì)文物保護技術(shù)與材料》是浙江大學(xué)文物保護材料實驗室團隊20多年來相關(guān)研究成果的匯集。在國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計劃課題、國家重點研發(fā)計劃課題、國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)課題和浙江省文物保護科技項目的資助下,經(jīng)過數(shù)屆本科生、碩士生、博士生、博士后及教師們的持續(xù)研究,本團隊已在石質(zhì)文物保護技術(shù)與材料研究方面取得了許多重要進展。
《石質(zhì)文物保護技術(shù)與材料》以現(xiàn)代材料學(xué)為基礎(chǔ),針對石質(zhì)文物保護工作涉及的“病害機理”“保護技術(shù)”和“保護材料”中的難點問題,從基本原理的探討入手,以實際應(yīng)用為目的進行了系列研究,包括檢測與監(jiān)測技術(shù)、清洗與脫鹽技術(shù)、表面防護與滲透加固、粘結(jié)和灌漿材料、表面彩繪與涂層、生物病害及防治技術(shù)等。研發(fā)的技術(shù)和材料已在許多石質(zhì)文物修繕保護工程中應(yīng)用。相關(guān)調(diào)研、實驗和工程應(yīng)用涉及的文物點包括:錢王陵、飛來峰造像、云岡石窟、安岳石窟、樂山大佛、西泠印社、故宮和敦煌莫高窟等幾十處全國重點文物保護單位和世界遺產(chǎn)。
撰寫《石質(zhì)文物保護技術(shù)與材料》的總體目標是探索石質(zhì)文物保護的科學(xué)原理,提供適用的技術(shù)和材料,同時培養(yǎng)文物保護科學(xué)研究人才。
《石質(zhì)文物保護技術(shù)與材料》可以為人們了解石質(zhì)文物保護技術(shù)與材料提供專業(yè)知識;可以作為文物保護專業(yè)的教學(xué)參考書;也可以為文物保護領(lǐng)域的從業(yè)人員提供技術(shù)與材料應(yīng)用的借鑒。
我與張秉堅教授領(lǐng)導(dǎo)的浙江大學(xué)文物保護材料實驗室從相識到認知也有十多個年頭了,這是我比較熟悉的一個優(yōu)秀團隊,一直在關(guān)注著他們的成果。他們能抓住文物保護行業(yè)最需要的攻關(guān)項目,年年都有所突破。團隊持續(xù)培養(yǎng)出創(chuàng)新型研發(fā)人才、科研骨干人才和復(fù)合型人才,他們在文物保護界的影響力有目共睹。
石質(zhì)文物保護技術(shù)和材料是張秉堅教授團隊主要的研究方向之一。他們在國家自然科學(xué)基金、國家科技支撐計劃課題和國家“973”課題等項目的資助下,針對石質(zhì)文物保護工作涉及的“病害機理”“保護技術(shù)”和“保護材料”中的難點問題,從化學(xué)和材料學(xué)的原理探討入手,以實際應(yīng)用為目標,持續(xù)開展研究,已經(jīng)取得了許多重要進展。研究內(nèi)容包括石質(zhì)文物的檢測與監(jiān)測技術(shù)、清洗與脫鹽技術(shù)、表面防護與滲透加固材料、粘結(jié)和灌漿材料、表面彩繪與涂層保護、生物防治技術(shù)等。
石質(zhì)文物的保護,至今仍被國內(nèi)外業(yè)者公認為是個難題,面對我國眾多類型的石質(zhì)文物劣化加速,已有相當(dāng)數(shù)量的文物瀕臨消失的危險,搶救性保護的任務(wù)還十分繁重。當(dāng)前我國石質(zhì)文物保護遇到的有待解決或需深入研究的問題包括:(1)石質(zhì)文物防風(fēng)化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究迫在眉睫,在搶救性保護向預(yù)防性保護轉(zhuǎn)變的過程中,既要考慮如何加大搶救力度,尤其是價值極高的重點石質(zhì)文物,又需要把著力點放在預(yù)防性保護的技術(shù)和材料研究上;(2)對石質(zhì)文物保護的過程缺乏全面的科學(xué)評估,例如保護程序、保護方法是否科學(xué)合理,文物保護材料是否適合文物本體材料和文物所處的環(huán)境,病害治理技術(shù)是否有效和安全,這些都需要進行長期的科學(xué)監(jiān)測跟蹤;(3)石質(zhì)文物保護還需要科學(xué)定量的評估理論和技術(shù),例如不同種類石質(zhì)文物的風(fēng)化機理;石質(zhì)文物風(fēng)化程度、風(fēng)化深度及風(fēng)化速率的無損檢測技術(shù);石質(zhì)文物表層風(fēng)化(或稱劣化)的精確感知方法,以及石質(zhì)文物所依附的地質(zhì)體失穩(wěn)的預(yù)報技術(shù)等?傊,石質(zhì)文物保護有待攻克的難題還很多。
當(dāng)我翻閱這本沉甸甸的著作后,感到十分欣慰,他們20多年的豐碩成果在書中表達得異常精彩,信息量之大,涉及面之廣,是以往石質(zhì)文物保護著作中很少見到的。書中張秉堅教授團隊已對上述難題從化學(xué)和材料學(xué)科的角度進行了很有成效的探索研究。他們提出的六個主要科學(xué)問題,是石質(zhì)文物保護應(yīng)用的理論基礎(chǔ),也是在實踐過程中經(jīng)常遇到的需要回答的問題。其中石質(zhì)文物表層風(fēng)化機理及污染物與本體的結(jié)合狀態(tài)和破壞作用機理,比以往能更深入地了解石質(zhì)文物劣化的本質(zhì)和過程;其他有關(guān)在處理石質(zhì)文物表層發(fā)生保護性破壞的物理、化學(xué)原理;環(huán)氧樹脂材料粘結(jié)老化機理;裂隙灌漿材料的失效機理;石刻表面涂漆對文物本體保存的利弊等科學(xué)問題,則可直接指導(dǎo)今后的保護應(yīng)用或提供借鑒。
書中提出的保護技術(shù)中,我們看到了不少創(chuàng)新理念和方法。例如,石質(zhì)文物表層風(fēng)化狀況定量測評技術(shù),將污染物與巖石基底結(jié)合在一起進行分析檢測研究;檢測碳酸鹽類文物本體化學(xué)元素的變化;加權(quán)改變率法定量測評石質(zhì)文物的劣化程度等。還有可溶鹽的高效脫除技術(shù);凝膠法的彩繪化學(xué)加固材料的去除技術(shù);石質(zhì)表面有害微生物綠色抑制技術(shù)等,都得到了良好的評估與應(yīng)用。至于多種研發(fā)材料,既有探索性,又在不少遺產(chǎn)地得到有效證實,是安全、耐久的。尤其是表面防護加固材料,更受到關(guān)注,如已使用多年的有機、無機復(fù)合加固材料,這里研制的新合成復(fù)合材料,可以推廣到適合石質(zhì)和環(huán)境的文物點。風(fēng)化石灰?guī)r質(zhì)文物用磷灰石仿生加固方法對于目前尚無可靠有效的保護方法情況下,值得繼續(xù)深入工藝及環(huán)境要求研究,以利于盡早地推廣應(yīng)用。純無機鎂基滲透加固強風(fēng)化砂巖的材料等探索性試驗,也是很有前途的。
上述研發(fā)的技術(shù)和材料已在云岡石窟、樂山大佛、莫高窟、北京故宮等十幾處世界文化遺產(chǎn)名錄及全國重點文物保護單位進行現(xiàn)場實驗,而且每一處的實踐過程都十分嚴謹、專業(yè),體現(xiàn)出保護理念與技術(shù)的融合,具有創(chuàng)新精神。以上技術(shù)與材料所涉及的石質(zhì)文物保護工程示范應(yīng)用點有:臨安錢王陵、杭州西泠印社、杭州西湖湖心亭等。
殷切期望浙江大學(xué)文物保護材料實驗室團隊發(fā)揚睿智、創(chuàng)新的優(yōu)良傳統(tǒng),科學(xué)分析,總結(jié)經(jīng)驗,使石質(zhì)文物保護基礎(chǔ)理論研究更加系統(tǒng)、深入;開發(fā)出更多的石質(zhì)文物保護技術(shù)和材料,為保存我國優(yōu)秀的文化遺產(chǎn)做出更大貢獻。
張秉堅,化學(xué)工程學(xué)博士,浙江大學(xué)化學(xué)系和藝術(shù)與考古學(xué)院雙聘教授,博士生導(dǎo)師。中國文物保護技術(shù)協(xié)會理事、分析檢測專委會副主任;中國石材協(xié)會護理專委會專家組組長。20多年來一直從事文物保護技術(shù)與材料研究,承擔(dān)過許多磚、石、土質(zhì)文物禾口壁畫彩繪文物保護的研究課題。包括:主持完成了國家自然科學(xué)基金課題四項、國家“973”項目課題一項、國家科技支撐計劃課題一項、國家文物局“指南針計劃”項目一項等。設(shè)計和指導(dǎo)完成過十多項石質(zhì)文物保護工程,F(xiàn)為浙江大學(xué)文物保護材料實驗室負責(zé)人。已獲得國家發(fā)明專利授權(quán)20余項,在國內(nèi)外學(xué)報上發(fā)表科研論文200多篇,其中100多篇被SCI、EI、AHCI收錄,獲得國家自然科學(xué)獎、國家科學(xué)技術(shù)獎、省部級科技進步獎等,已培養(yǎng)化學(xué)專業(yè)和文博專業(yè)的碩士、博士和博士后70多名。
胡瑜蘭,細胞生物學(xué)博士,浙江大學(xué)藝術(shù)與考古學(xué)院副教授,博士生導(dǎo)師。中國文物保護技術(shù)協(xié)會文物保護教育專委會委員,主要從事文物保護的研究,具體以微生物病害防治和文物材料檢測的研究為重點,近幾年來研發(fā)了基于精油、納米載體、靜電紡絲膜等的微生物及苔蘚防治新材料和新技術(shù),為石窟文物的微生物及苔蘚的防治提供了安全有效的手段。主持國家重點研發(fā)計劃課題一項,國家自然科學(xué)基金課題三項,博士后基金一項,浙江省自然科學(xué)基金課題一項,浙江省文物局項目兩項。發(fā)表SCI、SSCI收錄論文50余篇。獲得發(fā)明專利授權(quán)一項和浙江省科技進步三等獎一項,已培養(yǎng)文博專業(yè)碩士10多名。
第1章 緒論
1.1 本書初衷
1.1.1 目標
1.1.2 研究團隊
1.2 涉獵范圍
1.2.1 研究內(nèi)容
1.2.2 主要科學(xué)問題
1.2.3 有關(guān)技術(shù)
1.2.4 研發(fā)材料
1.3 基本概念
1.4 術(shù)語和定義
1.5 本書編排
第2章 石質(zhì)文物病害調(diào)查
2.1 病害調(diào)查方法
2.1.1 石質(zhì)文物病害分類和分級
2.1.2 石質(zhì)文物病害勘測模式
2.1.3 石質(zhì)文物病害現(xiàn)場勘測
2.1.4 石質(zhì)文物病害調(diào)查數(shù)據(jù)處理及報告撰寫
2.2 杭州飛來峰青林洞石窟造像病害調(diào)查
2.2.1 飛來峰青林洞造像概況
2.2.2 環(huán)境調(diào)查與分析
2.2.3 文物本體病害勘測調(diào)查
2.2.4 調(diào)查小結(jié)
2.3 杭州市石窟寺及石刻類文物保存狀況調(diào)查
2.3.1 杭州市石窟寺及石刻類文物概況
2.3.2 調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果與分析
2.3.3 調(diào)查小結(jié)
2.4 浙江省石窟寺及石刻類文物健康評估調(diào)研
2.4.1 調(diào)研內(nèi)容與范圍
2.4.2 調(diào)研結(jié)果
2.4.3 典型案例分析
2.4.4 調(diào)研小結(jié)
2.5 專項調(diào)查——云岡石窟污染物病害調(diào)查
2.5.1 污染物病害問題
2.5.2 調(diào)查概況
2.5.3 污染物病害狀況
2.5.4 調(diào)查小結(jié)
2.6 專項調(diào)查——樂山大佛生物病害調(diào)查
2.6.1 樂山大佛的生物病害
2.6.2 勘測方法
2.6.3 結(jié)果與分析
2.6.4 調(diào)查小結(jié)
2.7 本章小結(jié)
本章參考文獻
第3章 石質(zhì)文物的檢測與監(jiān)測
3.1 基本概念與方法
3.1.1 定義
3.1.2 檢測與監(jiān)測原則
3.1.3 石質(zhì)文物監(jiān)測指標與方法
3.2 故宮養(yǎng)心殿石質(zhì)文物劣化程度檢測
3.2.1 檢測對象與方法
3.2.2 檢測結(jié)果
3.2.3 測評與討論
3.2.4 結(jié)論
3.3 云岡石窟污染物分析檢測
3.3.1 項目概述
3.3.2 試驗儀器與樣品制備
3.3.3 檢測結(jié)果與討論
3.3.4 結(jié)論
3.4 碳酸鹽石質(zhì)文物化學(xué)元素變化檢測
3.4.1 pXRF無損檢測方法建立
3.4.2 碳酸鹽類石質(zhì)文物樣品采集與檢測
3.4.3 結(jié)果討論與分析
3.4.4 結(jié)論
3.5 杭州飛來峰造像病害監(jiān)測
3.5.1 概況
3.5.2 監(jiān)測方法與流程
3.5.3 監(jiān)測結(jié)果與討論
……
第4章 清洗與脫鹽
第5章 表面防護與滲透加固
第6章 粘結(jié)與灌漿材料
第7章 石質(zhì)文物表面的彩繪與涂層
第8章 石質(zhì)文物生物病害及防治技術(shù)
第9章 保護工程實踐
附錄
后記