本發(fā)明涉及文物保護技術領域，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：

壁畫的裝飾和美化功能使它成為環(huán)境藝術的重要內容，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。長年累月的自然風化，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)間由于黏結性能喪失或減弱，導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。空鼓一般引起壁畫表面開裂、鼓起，嚴重者由于壁畫自身重力的影響，導致壁畫脫落。

對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—回貼等。錨固是對嚴重空鼓病害實施搶救性修復的一種方法，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，保證了加固的強度。但由于金屬錨頭在空氣中易銹蝕，同時又遮蓋壁畫。后來又改用透明的有機玻璃板，能夠達到同樣的加固效果，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，而且會對壁畫造成傷害，另外錨桿在松散的砂礫巖巖體中穩(wěn)定性差，與壁畫地仗的結合性不好，耐久性也差。

此外，西藏古建筑整體多為土、木、石結構，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墻體。壁畫地仗材料為當地的阿嘎土(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，極容易開裂、破碎，處理難度很大。當空鼓病害發(fā)展到一定程度時，就會造成壁畫大面積墜落，嚴重損壞壁畫。20世紀90年代曾對空鼓病害壁畫采取揭取－加固－回貼的方法進行了搶救修復。由于古建筑壁畫地仗硬而脆，若采取分塊揭取，鋸縫時地仗非常容易破碎，嚴重損傷畫面，不但費工、費時，修復效果也不理想。同時壁畫揭取后要加固，免不了要用一些水性材料，稍不小心，就會使壁畫地仗散開而遭到損傷。因此采取揭取—加固—回貼的方法是不可取的。

技術實現(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)有技術存在的問題和缺陷，具備兼容性好、透氣性好重量輕、收縮率小、粘結強度可調節(jié)以及現(xiàn)場可操作性強等特點。

本申請?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，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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。

進一步的，所述改性丙烯酸乳液的固含量為46.8％。

進一步的，所述改性丙烯酸乳液黏度為62Pa·s。

進一步的，澄板土、白炭黑和玻璃微珠的質量比為3：1：1。

進一步的，所述澄板土的粒徑為1～5微米。

進一步的，所述玻璃微珠的粒度為10～250微米。

進一步的，所述玻璃微珠的壁厚為1～2微米。

本申請還提供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：

將預制的主劑和填料混合，即得。

進一步的，所述將預制的主劑和填料混合還包括：所述主劑與所述填料按膠灰比為1：15.63～25.00混合。

進一步的，所述將預制的主劑和填料混合前還包括：將填料碾碎過80～150目分析篩備用。

與現(xiàn)有技術相比，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毒、無味、不污染環(huán)境，不傷害壁畫文物。其中，白炭黑是多孔性物質，其組成可用SiO₂·nH₂O表示，其中nH₂O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸(氫氟酸除外)。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。玻璃微珠具有質輕、低導熱、較高的強度、良好的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點。

(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單，在加固中，可以通過調節(jié)膠灰比，來控制灌漿材料的加固強度、透氣性等參數，這樣也便于空鼓灌漿現(xiàn)場的操作性。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，作詳細說明如下。

附圖說明

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)；

圖3為本發(fā)明中白炭黑在顯微鏡下放大至50微米的形態(tài)；

圖4為本發(fā)明中白炭黑在顯微鏡下放大至200微米的形態(tài)。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結合實施例的方式對本發(fā)明的技術方案做詳細說明，在下面的描述中闡述了很多具體細節(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實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。

除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發(fā)明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。

如本文所用之術語：

“由……制備”與“包含”同義。本文中所用的術語“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。如果用于權利要求中，此短語將使權利要求為封閉式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但與其相關的常規(guī)雜質除外。當短語“由……組成”出現(xiàn)在權利要求主體的子句中而不是緊接在主題之后時，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利要求之外。

當量、濃度、或者其它值或參數以范圍、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，這應當被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，當公開了范圍“1～5”時，所描述的范圍應被解釋為包括范圍“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。當數值范圍在本文中被描述時，除非另外說明，否則該范圍意圖包括其端值和在該范圍內的所有整數和分數。

“和/或”用于表示所說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”對要素或組分的數量要求(即出現(xiàn)次數)無限制性。因此“一個”或“一種”應被解讀為包括一個或至少一個，并且單數形式的要素或組分也包括復數形式，除非所述數量明顯是指單數形式。

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

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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。

需要說明的是，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的文物保護專用材料。所述改性丙烯酸乳液的外觀為半透明至乳白液體。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例中，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。

需要說明的是，澄板土是一種粘土，如敦煌莫高窟前大泉河水和附近山洪過后沖刷至下游在低洼處沉淀的粒度很細雜質極少的河床沉積土。所述澄板土的粒徑為1～5微米。

參考圖3及圖4，本申請中的白炭黑是白色粉末狀無定形硅酸和硅酸鹽產品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅和超細二氧化硅凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是多孔性物質，其組成可用SiO₂·nH₂O表示，其中nH₂O是以表面羥基的形式存在。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸(氫氟酸除外)。耐高溫、不燃、無味、無嗅、具有很好的電絕緣性。

參閱圖1及圖2，所述玻璃微珠由硼硅酸鹽原料經高科技加工而成，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。

玻璃微珠具有質輕、低導熱、較高的強度、良好的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點，其表面經過特殊處理具有親油憎水性能，非常容易分散于有機材料體系中，增加被填充物的流動性，可以有效減少被填充物的收縮率、耐腐蝕；其真實密度為1.78g/cm³(堆密度1.12g/cm³)相對于玻纖、碳酸鈣、滑石粉等填充物，可以明顯達到壁畫減重得到效果。

優(yōu)選地，在本發(fā)明實施例中，所述填料中：澄板土、白炭黑和玻璃微珠的質量比為3：1：1。

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：

將預制的主劑和填料混合，即得。

優(yōu)選地，將主劑與填料按膠灰比為1：15.63～25.00例如1：15.63、1：16.12、1：18.22、1：21.03、1：23.57或1：25.00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量比。

優(yōu)選地，所述填料中各原料組分混合前先將白炭黑和澄板土碾碎過80～150目如80目、90目、100目、110目、120目、130目、140目或150目等的分析篩備用。

為了便于理解本發(fā)明，下面結合實施例來進一步說明本發(fā)明的技術方案。申請人聲明，本發(fā)明通過上述實施例來說明本發(fā)明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明應依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發(fā)明的任何改進，對本發(fā)明產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)明的保護范圍和公開范圍之內。

實施例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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將澄板土、白炭黑和玻璃微珠按質量比為3：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：15.63混合并加入攪拌器內攪拌均勻即可。

實施例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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將澄板土、白炭黑和玻璃微珠按質量比為3：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：16.12混合并加入攪拌器內攪拌均勻即可。

實施例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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將澄板土、白炭黑和玻璃微珠按質量比為1：0.33：0.0333：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：18.22混合并加入攪拌器內攪拌均勻即可。

實施例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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將澄板土、白炭黑和玻璃微珠按質量比為3：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：21.03混合并加入攪拌器內攪拌均勻即可。

實施例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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將澄板土、白炭黑和玻璃微珠按質量比為3：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：23.57混合并加入攪拌器內攪拌均勻即可。

實施例6

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：澄板土、白炭黑和玻璃微珠。該灌裝材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)、準備好主劑改性丙烯酸乳液備用。

(2)、將澄板土、白炭黑和玻璃微珠按質量比為3：1：1充分混合均勻，得到填料備用。

(3)、將主劑與填料按膠灰比為1：25.00混合并加入攪拌器內攪拌均勻即可。

將上述實施例1～6的灌裝材料采用現(xiàn)有技術中常規(guī)的測試方法測試得到性能參數為：

線性收縮率：2.9％～3.20％；

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高精度粘結強度檢測儀測試)：105～121N；

含水率：54.06％～54.49％；

密度：0.31～0.33g/cm³；

析水性：1′22″～1′31″；

抗壓強度(采用東莞恒工設備有限公司的萬能材料試驗機測試)：1.043～1.511MPa；

抗折強度(采用東莞恒工設備有限公司的萬能材料試驗機測試)：0.612～0.829MPa；

透氣性(采用RH 40％的恒濕箱)：7.06×10^－4～7.25×10^－4g/(cm³·h)。

上述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，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，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。