本發(fā)明涉及文物保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

壁畫的裝飾和美化功能使它成為環(huán)境藝術(shù)的重要內(nèi)容，是人類歷史上最早的繪畫形式之一，遺存至今的古代壁畫是極其珍貴文物。長(zhǎng)年累月的自然風(fēng)化，使古代壁畫發(fā)生了起甲、空鼓、大面積脫落、脫色、變色、酥堿等病害。

全國(guó)各地的石窟寺、寺院、廟宇等處的壁畫，都程度不同地存在著壁畫空鼓病害。空鼓是指壁畫地仗層與支撐體(墻體、巖體或其它)間由于黏結(jié)性能喪失或減弱，導(dǎo)致地仗層與支撐體分離?？展目纱嬖谟诘卣虒娱g、地仗層和支撐體之間?？展囊话阋鸨诋嫳砻骈_(kāi)裂、鼓起，嚴(yán)重者由于壁畫自身重力的影響，導(dǎo)致壁畫脫落。

對(duì)壁畫空鼓病害的治理，傳統(tǒng)的方法有錨桿錨固及揭取—加固修復(fù)—回貼等。錨固是對(duì)嚴(yán)重空鼓病害實(shí)施搶救性修復(fù)的一種方法，以前曾用帶十字架錨頭的錨桿錨固。這種方法可以控制空鼓面積的擴(kuò)大和延伸，防止壁畫地仗大面積脫落。最初十字架錨頭是用金屬薄板制作，保證了加固的強(qiáng)度。但由于金屬錨頭在空氣中易銹蝕，同時(shí)又遮蓋壁畫。后來(lái)又改用透明的有機(jī)玻璃板，能夠達(dá)到同樣的加固效果，且能看到遮蓋在十字架錨頭下面的壁畫。在20世紀(jì)60～90年代，采用這種帶十字架錨頭的錨桿錨固大面積空鼓壁畫，在搶救保護(hù)敦煌莫高窟的壁畫中發(fā)揮了很好的作用。但十字架錨頭的錨桿體量較大，不僅影響畫面的完整性，而且會(huì)對(duì)壁畫造成傷害另外，錨桿在松散的砂礫巖巖體中穩(wěn)定性差，與壁畫地仗的結(jié)合性不好，耐久性也差。

此外，西藏古建筑整體多為土、木、石結(jié)構(gòu)，承載壁畫的墻體為塊石墻為主，也有部分土坯墻和篷瑪草制作的籬笆輕質(zhì)墻體。壁畫地仗材料為當(dāng)?shù)氐陌⒏峦?有白阿嘎土和紅阿嘎土兩種)制作而成，含沙量很高，這種材料制作的地仗硬而脆，遇水立即變得松散。這種壁畫地仗一旦與墻體分離(即空鼓)，在地仗自身的作用下，極容易開(kāi)裂、破碎，處理難度很大。當(dāng)空鼓病害發(fā)展到一定程度時(shí)，就會(huì)造成壁畫大面積墜落，嚴(yán)重?fù)p壞壁畫。20世紀(jì)90年代曾對(duì)空鼓病害壁畫采取揭?。庸蹋刭N的方法進(jìn)行了搶救修復(fù)。由于古建筑壁畫地仗硬而脆，若采取分塊揭取，鋸縫時(shí)地仗非常容易破碎，嚴(yán)重?fù)p傷畫面，不但費(fèi)工、費(fèi)時(shí)，修復(fù)效果也不理想。同時(shí)壁畫揭取后要加固，免不了要用一些水性材料，稍不小心，就會(huì)使壁畫地仗散開(kāi)而遭到損傷。因此采取揭取—加固—回貼的方法是不可取的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供的一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料及其制備方法，更好的克服了上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題和缺陷，具備兼容性好、透氣性好重量輕、收縮率小、粘結(jié)強(qiáng)度可調(diào)節(jié)以及現(xiàn)場(chǎng)可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)。

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料：其包含主劑和填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。

進(jìn)一步的，所述所述改性丙烯酸乳液的固含量為46.8％。

進(jìn)一步的，所述改性丙烯酸乳液黏度為62Pa·s。

進(jìn)一步的，所述填料中：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠的質(zhì)量比為2：2：1：1。

進(jìn)一步的，所述澄板土的粒徑為1～5微米。

進(jìn)一步的，所述玻璃微珠的粒度為10～250微米。

進(jìn)一步的，所述玻璃微珠的壁厚為1～2微米。

本申請(qǐng)還提供一種如權(quán)利要求1所述的治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料的制備方法：包括以下步驟：

將預(yù)制的主劑和填料混合，即得。

進(jìn)一步的，將所述主劑與所述填料按膠灰比為1：27.27～32.47混合。

進(jìn)一步的，所述將預(yù)制的主劑和填料混合還包括：將填料碾碎過(guò)80～150目分析篩備用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料及其制備方法的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供的一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料無(wú)毒、無(wú)味、不污染環(huán)境，不傷害壁畫文物。其中，阿嘎土為藏語(yǔ)名稱。高原溫帶半干旱灌叢草原植被下形成的土壤。在中國(guó)主要分布在西藏雅魯藏布江中游谷地。常作為一種建筑材料，是風(fēng)化的石灰?guī)r或沙粘質(zhì)巖類被搗成的粉末，其主要化學(xué)成份是碳酸鈣。澄板土：澄板土是一種粘土，原來(lái)單指敦煌莫高窟前大泉河水和附近山洪過(guò)后沖刷至下游在低洼處沉淀的粒度很細(xì)雜質(zhì)極少的沉積土，通常都在0.001mm－0.005mm之間?，F(xiàn)凡符合這個(gè)技術(shù)要求的河床沉積土都稱之為澄板土。玻璃微珠是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種用途廣泛、性能特殊的一種新型材料。該產(chǎn)品由硼硅酸鹽原料經(jīng)高科技加工而成，成分以SiO₂、Al₂O₃為主，粒度為10—250微米，壁厚1－2微米。該產(chǎn)品具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、較高的強(qiáng)度、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，其表面經(jīng)過(guò)特殊處理具有親油憎水性能，非常容易分散于有機(jī)材料體系中，增加被填充物的流動(dòng)性，可以有效減少被填充物的收縮率、耐腐蝕；真實(shí)密度1.78g/cm³(堆密度1.12g/cm³)相對(duì)于玻纖、碳酸鈣、滑石粉等填充物，可以明顯達(dá)到壁畫減重得到效果。

(2)本發(fā)明提供的一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料的制備方法操作簡(jiǎn)單，在加固中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)膠灰比，來(lái)控制灌漿材料的加固強(qiáng)度、透氣性等參數(shù)，這樣也便于空鼓灌漿現(xiàn)場(chǎng)的操作性。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中玻璃微珠在顯微鏡下放大至50微米的形態(tài)；

圖2為本發(fā)明中玻璃微珠在顯微鏡下放大至200微米的形態(tài)。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例的方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)說(shuō)明，在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。

但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。

除非另有限定，本文使用的所有技術(shù)以及科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的相同的含義。當(dāng)存在矛盾時(shí)，以本說(shuō)明書中的定義為準(zhǔn)。

如本文所用之術(shù)語(yǔ)：

“由……制備”與“包含”同義。本文中所用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它變形，意在覆蓋非排它性的包括。例如，包含所列要素的組合物、步驟、方法、制品或裝置不必僅限于那些要素，而是可以包括未明確列出的其它要素或此種組合物、步驟、方法、制品或裝置所固有的要素。

連接詞“由……組成”排除任何未指出的要素、步驟或組分。如果用于權(quán)利要求中，此短語(yǔ)將使權(quán)利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關(guān)的常規(guī)雜質(zhì)除外。當(dāng)短語(yǔ)“由……組成”出現(xiàn)在權(quán)利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時(shí)，其僅限定在該子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作為整體的所述權(quán)利要求之外。

當(dāng)量、濃度、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時(shí)，這應(yīng)當(dāng)被理解為具體公開(kāi)了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對(duì)所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨(dú)公開(kāi)了。例如，當(dāng)公開(kāi)了范圍“1～5”時(shí)，所描述的范圍應(yīng)被解釋為包括范圍“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。當(dāng)數(shù)值范圍在本文中被描述時(shí)，除非另外說(shuō)明，否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內(nèi)的所有整數(shù)和分?jǐn)?shù)。

“和/或”用于表示所說(shuō)明的情況的一者或兩者均可能發(fā)生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；

此外，本發(fā)明要素或組分前的不定冠詞“一種”和“一個(gè)”對(duì)要素或組分的數(shù)量要求(即出現(xiàn)次數(shù))無(wú)限制性。因此“一個(gè)”或“一種”應(yīng)被解讀為包括一個(gè)或至少一個(gè)，并且單數(shù)形式的要素或組分也包括復(fù)數(shù)形式，除非所述數(shù)量明顯是指單數(shù)形式。

另外，本文中“至少一個(gè)”的表述包括一個(gè)及以上的所有數(shù)目(例如，至少2個(gè)、至少4個(gè)、至少6個(gè)、至少8個(gè)、至少10個(gè)、至少25個(gè)、至少50個(gè)、至少100個(gè)等)。

本發(fā)明提供了一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料，其包含主劑和填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述改性丙烯酸乳液的固含量為46.8％；所述改性丙烯酸乳液黏度為62Pa·s。

需要說(shuō)明的是，上述改性丙烯酸乳液為市售的純丙烯酸乳液，由蘭州知本化工科技有限公司所生產(chǎn)。所述改性丙烯酸乳液的外觀為半透明至乳白液體。

需要理解的是，澄板土是一種粘土，原來(lái)單指敦煌莫高窟前大泉河水和附近山洪過(guò)后沖刷至下游在低洼處沉淀的粒度很細(xì)雜質(zhì)極少的沉積土，通常都在0.001mm－0.005mm之間?，F(xiàn)凡符合這個(gè)技術(shù)要求的河床沉積土都稱之為澄板土。

需要理解的是，阿嘎土為藏語(yǔ)名稱。高原溫帶半干旱灌叢草原植被下形成的土壤。在中國(guó)主要分布在西藏雅魯藏布江中游谷地。長(zhǎng)作為一種建筑材料，是風(fēng)化的石灰?guī)r或沙粘質(zhì)巖類被搗成的粉末，其主要化學(xué)成份是碳酸鈣。

參閱圖1及圖2，所述玻璃微珠由硼硅酸鹽原料經(jīng)高科技加工而成，成分以SiO₂、Al2O₃為主。所述玻璃微珠的粒度為10～250微米，壁厚為1～2微米。

玻璃微珠具有質(zhì)輕、低導(dǎo)熱、較高的強(qiáng)度、良好的化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，其表面經(jīng)過(guò)特殊處理具有親油憎水性能，非常容易分散于有機(jī)材料體系中，增加被填充物的流動(dòng)性，可以有效減少被填充物的收縮率、耐腐蝕；其真實(shí)密度為1.78g/cm³(堆密度1.12g/cm³)相對(duì)于玻纖、碳酸鈣、滑石粉等填充物，可以明顯達(dá)到壁畫減重得到效果。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述填料中：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠的質(zhì)量比為2：2：1：1。

本發(fā)明還提供了一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料的制備方法，包括以下步驟：

將填料中各原料組分混合均勻備用；

以及，將主劑和填料混合、攪拌均勻。

優(yōu)選地，將主劑與填料按膠灰比為1：27.27～32.47例如1：27.30、1：28.71、1：29.55、1：31.33或1：32.28等混合。

需要理解的是，所述膠灰比為改性丙烯酸乳液的固含量與填料的質(zhì)量比。

優(yōu)選地，所述填料中各原料組分混合前先將紅阿嘎土、白阿嘎土和澄板土碾碎過(guò)80～150目如80目、100目、120目或150目等的分析篩備用。

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。申請(qǐng)人聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明應(yīng)依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料，包括主劑與填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準(zhǔn)備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠按質(zhì)量比為2：2：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：27.30混合并加入攪拌器內(nèi)攪拌均勻即可。

實(shí)施例2

一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料，包括主劑與填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)準(zhǔn)備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)將紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠按質(zhì)量比為2：2：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)將主劑與填料按膠灰比為1：28.71混合并加入攪拌器內(nèi)攪拌均勻即可。

實(shí)施例3

一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料，包括主劑與填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準(zhǔn)備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠按質(zhì)量比為2：2：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：29.55混合并加入攪拌器內(nèi)攪拌均勻即可。

實(shí)施例4

一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料，包括主劑與填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準(zhǔn)備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠按質(zhì)量比為2：2：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：31.33混合并加入攪拌器內(nèi)攪拌均勻即可。

實(shí)施例5

一種治理以土坯墻為支撐體的古代壁畫空鼓病害的灌漿材料，包括主劑與填料，所述主劑為改性丙烯酸乳液，所述填料包括以下原料組分：紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)準(zhǔn)備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)將紅阿嘎土、白阿嘎土、澄板土和玻璃微珠按質(zhì)量比為2：2：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)將主劑與填料按膠灰比為1：32.28混合并加入攪拌器內(nèi)攪拌均勻即可。

將上述實(shí)施例1～5的灌裝材料采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的測(cè)試方法測(cè)試得到性能參數(shù)為：

線性收縮率：1.01％～1.10％；

粘接力(將8cm×8cm面積上的灌漿材料從支撐體上拉脫所需要的力，采用SW－6000C高精度粘結(jié)強(qiáng)度檢測(cè)儀測(cè)試)：130～148N；

含水率：43.08％～43.42％；

密度：0.38g/cm³；

析水性：0′57″～1′07″；

抗壓強(qiáng)度(采用東莞恒工設(shè)備有限公司的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試)：0.811～0.942MPa；

抗折強(qiáng)度(采用東莞恒工設(shè)備有限公司的萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試)：0.5～0.559MPa；

透氣性(采用RH 40％的恒濕箱)：7.1×10^－4～7.36×10^－4g/(cm³·h)。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明配方及制備工藝可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。