莫高窟壁画酥碱病害作用机理研究

• 作 者: 靳治良[1]陈港泉[2]钱玲[1]苏伯民[2]吕功煊[1]
• 机 构: 中国科学院兰州化学物理研究所,羰基合成与选择氧化国家重点实验室 兰州 730000
• 出 处: 2008古遗址保护国际学术讨论会暨国际岩石力学学会区域研讨会
• 发表日期: 2008年期

壁画盐害与壁画的成盐元素种类、盐分迁徙活动以及环境气象条件等密切相关.莫高窟壁画酥碱病变的可溶盐主要为NaCl和Na2SO4,盐的结晶是破坏力的重要来源.本文运用经典溶液化学的研究方法,界定了三元体系Na+/Cl-,SO42-—H2O于308K,298K,288K,278K,268K的相关系,以此为基础阐释了壁画盐害的发生和发展规律,计算得到了安全含盐量和环境条件的临界数值.研究表明:NaCl的饱和溶解度对温度敏感度不大,它的结晶析出更多的是伴随着水分的蒸发而发生;Na2SO4的饱和溶解度对温度表现较为敏感,它的结晶析出,除了因溶剂水分的蒸发而发生发展之外,还将因温度的降低而产生,他们各自在壁画盐害的发生发展过程中有一定的行为差异,其主导作用的交替点大致在WNa2SO4/W NaCl=1:3～6左右,即当该体系中Na2SO4的质量比约达30％～15％时,Na2SO4将成为壁画盐害随洞窟温度变化而发生的主导诱因.三元体系Na+/Cl-,SO42-—H2O中NaCl和Na2SO4的结晶动力学关系的研究,取得了与相图相一致的结果.NaCl结晶物质地坚硬、粒度均匀,在壁画盐害表现形式上应以点状疱疹为主;Na2SO4结晶物主要以十水硫酸钠Na2SO4·10H2O的形式析出,质地疏松,易风化,易返潮,所导致的壁画酥碱病变有一定的反复性.Na2SO4的过饱和溶解度大,易富集,易浓缩,结晶区域较大,相应破坏面也较大,在壁画盐害的表现形式应以粉状酥碱为主,如壁画较大面积的空鼓、地仗层酥松等.试块模拟试验研究的结果与上述推论吻合较好.