彩繪陶器的臨時(shí)加固材料初探

毛元哲 王大霖

摘要：彩繪陶器在出土?xí)r，由于長(zhǎng)期埋于地下，受土壤中各類成分化學(xué)作用、物理作用的影響，加上其自身的疏松結(jié)構(gòu)，使得在外界環(huán)境的突變下，本就脆弱的文物更容易被破壞。因此，針對(duì)一些脆弱的出土彩繪陶器，在提取時(shí)要采用合適的臨時(shí)加固材料進(jìn)行預(yù)加固，對(duì)器物進(jìn)行完整提取，這樣后期才能在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)彩陶進(jìn)行全面的修復(fù)保護(hù)，避免文物在這個(gè)過程中遭受二次傷害。文章主要針對(duì)目前多用于考古現(xiàn)場(chǎng)預(yù)加固保護(hù)的材料進(jìn)行介紹，以及對(duì)未來的臨時(shí)加固材料進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：考古現(xiàn)場(chǎng)；彩繪陶器；臨時(shí)加固；保護(hù)材料

陶器在距今一萬年前便已出現(xiàn)，其發(fā)展演變與人類的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，是解析古代社會(huì)文化信息的重要載體，也是人類的重大發(fā)明創(chuàng)造之一。陶器的產(chǎn)生是新、舊石器時(shí)代的分界點(diǎn)，在這一萬年的陶器演變過程中，某些典型的陶器已經(jīng)成為一些時(shí)代文化不可或缺的代表。陶器具有重要的文化、藝術(shù)與科學(xué)價(jià)值，相關(guān)保護(hù)工作迫在眉睫，而對(duì)于脆弱的彩陶文物而言，考古現(xiàn)場(chǎng)的臨時(shí)加固無疑是“救命的手術(shù)”。因此，臨時(shí)加固所使用的材料必須根據(jù)考古現(xiàn)場(chǎng)條件、文物的具體情況進(jìn)行篩選，因?yàn)檫@是拯救脆弱文物“生命”的良藥。

一、彩繪陶器

陶器的主要成分為硅酸鹽，是人類利用自然材料創(chuàng)造出的一種新物質(zhì)，在其歷史發(fā)展過程中，共形成四種類別，分別是素陶、彩陶、彩繪陶和釉陶。彩繪陶出現(xiàn)在新石器時(shí)期，到春秋戰(zhàn)國(guó)至秦漢時(shí)期達(dá)到頂峰，于唐代沒落，秦始皇陵兵馬俑便是彩繪陶達(dá)到鼎盛時(shí)期的表現(xiàn)之一。

彩繪陶器是待陶器燒成后在其表面進(jìn)行繪畫，其色料附著性不強(qiáng)，極易剝落。陶坯則是以黏土為胎在800℃—1000℃的高溫下焙燒而成的，但黏土中的硅酸鹽只是簡(jiǎn)單地熔融，導(dǎo)致陶器本身結(jié)構(gòu)不致密、孔隙率大、吸水性強(qiáng)。彩繪陶器上的膠料多為天然有機(jī)物，按其主要成分可分為蛋白類、多糖類及脂肪酸類。同時(shí)，這些膠料的自然降解和被微生物腐蝕，極易破壞彩繪層與陶坯之間的聯(lián)系。因陶器孔隙較大和吸水性較強(qiáng)，很容易在陶坯內(nèi)部聚集大量水分，陶器吸附的水分因溫度差異反復(fù)結(jié)冰和融化，水凝結(jié)成冰的膨脹應(yīng)力對(duì)陶器產(chǎn)生破壞。陶器內(nèi)部不同溶解度的可溶鹽反復(fù)溶解和結(jié)晶，鹽類重結(jié)晶產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)破壞陶器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?？扇茺}會(huì)隨著水汽的蒸發(fā)在彩陶表面析出，長(zhǎng)期作用會(huì)破壞彩繪層與陶胎之間的聯(lián)系，形成陶器的酥粉和剝落病害。而在考古出土后，由于原始保存狀態(tài)被打破，溫濕度、光照及有害氣體等會(huì)給陶器的保存帶來巨大危害。陶器出土后如果暴露在濕度較高的環(huán)境中，水汽將吸附大氣中的灰塵及有害氣體附著在陶器表面，這些污染物相互反應(yīng)生成的酸性物質(zhì)會(huì)與陶胎中的一些成分發(fā)生反應(yīng)而對(duì)陶器造成損害。此外，因陶器孔隙大，在適宜的溫濕度下極易引發(fā)微生物繁殖，這些微生物以彩繪層中的天然物質(zhì)膠料為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而腐蝕彩繪層。微生物繁殖代謝產(chǎn)生的蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶對(duì)天然膠料有分解作用，其中的酸性物質(zhì)還會(huì)與陶胎中的碳酸鈣等進(jìn)行反應(yīng)，破壞陶器原有結(jié)構(gòu)。

在上述作用下，彩繪出現(xiàn)脫落。因此針對(duì)一些結(jié)構(gòu)酥脆的彩繪陶器，在考古現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行預(yù)加固是必不可少的步驟，這是使得脆弱的彩陶完整提取和安全抵達(dá)文保實(shí)驗(yàn)室、最大保留考古完整信息的前提。

二、預(yù)加固材料的選擇

在實(shí)驗(yàn)室對(duì)文物進(jìn)行加固保護(hù)與分析研究之前，針對(duì)一些在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)無法提取或結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的脆弱文物，需對(duì)其進(jìn)行先預(yù)加固，保留完整的文物考古信息后再安全運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室的加固修復(fù)需要讓加固劑滲入陶器內(nèi)部，而預(yù)加固只是在脆弱的文物表面或周邊土層進(jìn)行加固，是一種臨時(shí)性的保護(hù)措施。對(duì)于預(yù)加固材料的選擇也應(yīng)當(dāng)遵循文物保護(hù)原則，需要具備以下條件：1.材料應(yīng)具備無色透明性質(zhì)，加固前后文物外觀不發(fā)生明顯變化；2.應(yīng)用方式便捷，使用簡(jiǎn)單工具即可操作；3.具有可逆性，在不需要時(shí)可方便去除，且不造成文物的損傷；4.加固后的酥脆陶器會(huì)形成一定強(qiáng)度，使之能夠在現(xiàn)場(chǎng)安全提??；5.應(yīng)具有較好的滲透性，與陶器表面有較強(qiáng)的附著力，不起翹、不脫落；6.材料制備便捷，價(jià)格合理；7.加固材料無害，對(duì)實(shí)驗(yàn)人員身體健康沒有影響。

考古工地環(huán)境千變?nèi)f化，而任何材料的施工都要在一定的條件范圍內(nèi)，因此要根據(jù)考古現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和文物出土狀況對(duì)臨時(shí)加固材料進(jìn)行合理選擇，這樣才能滿足脆弱文物對(duì)臨時(shí)加固材料的需求。

三、目前應(yīng)用的預(yù)加固材料

（一）環(huán)十二烷

環(huán)十二烷在室溫下呈半透明蠟狀固體，熔點(diǎn)較低，可溶于環(huán)己烷、石油醚等有機(jī)溶劑中。環(huán)十二烷相較于有機(jī)硅、PEG-200等保護(hù)材料而言，具有可逆性。在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)對(duì)脆弱文物的提取進(jìn)行加固后，其加固強(qiáng)度也能滿足要求。目前環(huán)十二烷已應(yīng)用于多種材質(zhì)文物的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)的加固提取工作中，如夏寅等人采用環(huán)十二烷來提取秦始皇陵出土的石鎧甲（圖1、圖2）；馬琳燕等人使用環(huán)十二烷，以貼布加固方式，對(duì)陜西馬頭山道教真身泥塑造像進(jìn)行加固保護(hù)（圖3、圖4）。

但環(huán)十二烷也存在一些缺點(diǎn)：1.環(huán)十二烷揮發(fā)對(duì)環(huán)境存在不利影響；2.環(huán)十二烷需要溶解在有機(jī)溶劑中才可使用，而一些有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)部分敏感的文物造成破壞；3.對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的工藝要求比較高，操作難度大；4.環(huán)十二烷疏水性較強(qiáng)，如在潮濕介質(zhì)中應(yīng)用，其滲透效果極差，因而一般應(yīng)用在相對(duì)干燥的環(huán)境中；5.其使用范圍受條件限制，使用的區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁明火；6.環(huán)十二烷在國(guó)內(nèi)較少，價(jià)格昂貴，運(yùn)輸麻煩。

（二）聚氨酯泡沫

聚氨酯泡沫在脆弱文物現(xiàn)場(chǎng)提取中的應(yīng)用也較廣泛，其本身強(qiáng)度較高、制作過程簡(jiǎn)單、成型過程時(shí)間短，此外在對(duì)提取和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的震動(dòng)具有良好的過濾效果。聚氨酯由多元醇和異氰酸酯構(gòu)成，發(fā)泡成型后的體積可達(dá)到原本體積的數(shù)倍，且由于其獨(dú)有的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，常應(yīng)用在需要水分維持脆弱文物原本出土狀態(tài)的臨時(shí)加固場(chǎng)景中。何秋菊等人對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，隨后將其應(yīng)用于秦俑彩繪陶器保護(hù)中，并對(duì)保護(hù)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析得出其經(jīng)過改性后抗光老化的能力得到顯著提升。

但其組成之一的異氰酸酯毒性強(qiáng)，需在做好防護(hù)的條件下謹(jǐn)慎使用，且聚氨酯泡沫制作成本高昂，對(duì)數(shù)量龐大的器物提取在一定條件下可考慮使用石膏材料代替。

（三）薄荷醇

薄荷醇同樣容易揮發(fā)且可去除，但與環(huán)十二烷不同的是，其無毒無害，且相較環(huán)十二烷廉價(jià)易得，是一種較為理想的現(xiàn)場(chǎng)加固材料。薄荷醇是無色的針狀晶體或粒狀晶體，具有較強(qiáng)的揮發(fā)性、滲透性，固化速率快，加固后文物強(qiáng)度提升，且在考古現(xiàn)場(chǎng)操作難度不高，去除也比較方便。容波等人對(duì)秦俑坑出土的彩繪馬頭使用薄荷醇進(jìn)行加固處理（圖5、圖6）；王春燕等人也用薄荷醇對(duì)秦俑坑出土的彩繪脫落樣品進(jìn)行加固，并對(duì)加固前后的彩繪樣品結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，分析得出薄荷醇對(duì)彩繪表面加固前后樣品的晶體性質(zhì)及成分并沒有造成改變。

也正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，目前薄荷醇及其衍生物也被大量應(yīng)用在壁畫、青銅器、木制脆弱文物的保護(hù)上，也為它能夠運(yùn)用在彩陶的臨時(shí)加固上提供可行的證據(jù)。相對(duì)于其他材料如環(huán)十二烷等而言，薄荷醇在這一方面的性能更勝一籌。當(dāng)然，薄荷醇也存在一些缺點(diǎn)，如大劑量吸入會(huì)對(duì)人體造成巨大傷害，可能導(dǎo)致頭暈、惡心、目眩以及肌肉無力等，應(yīng)在規(guī)定的劑量范圍內(nèi)使用。所以在考古工地使用薄荷醇作為預(yù)加固材料時(shí)，要注意防護(hù)措施和控制劑量，避免造成人員傷害。

四、材料的使用方法

在考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)預(yù)加固材料的施工工藝選擇，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，最重要的是根據(jù)彩繪陶器的力學(xué)強(qiáng)度選擇合適的施工方式?？脊殴さ噩F(xiàn)場(chǎng)所能利用的保護(hù)設(shè)備較少，而實(shí)驗(yàn)室設(shè)備完善且環(huán)境穩(wěn)定可控，所以預(yù)加固材料的施工方法必須操作便捷。

環(huán)十二烷有兩種使用方法，分別是有機(jī)溶劑溶解和水浴加熱，但有機(jī)溶劑會(huì)對(duì)一些敏感文物造成破壞，在文物上造成殘留，并且可能會(huì)對(duì)人體造成危害，所以在考古現(xiàn)場(chǎng)一般不用。環(huán)十二烷需水浴加熱至熔融狀態(tài)，再采用噴涂、刷或者注射的方式，同時(shí)環(huán)十二烷的凝固速度較快，因而環(huán)十二烷的使用對(duì)工藝的要求較高。

聚氨酯泡沫使用便捷，可直接噴涂在待提取文物周圍，待其固化成型后對(duì)文物進(jìn)行提取，但聚氨酯泡沫會(huì)膨脹，需預(yù)留出部分空間。利用其較好的防震特性，迅速將提取出的脆弱文物轉(zhuǎn)移至穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下保存。

薄荷醇的使用對(duì)工藝要求不高，先將纖維織物貼敷在加固樣品上，后涂刷、噴涂或注射薄荷醇，凝固后即完成工序。因薄荷醇水浴加熱溫度較低，且揮發(fā)后在文物上沒有殘留物，非常適合彩繪陶器的現(xiàn)場(chǎng)加固，這樣才能安全地進(jìn)行加固，也在一定程度上適應(yīng)考古現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境。薄荷醇相較于環(huán)十二烷而言，加固后不會(huì)造成殘留，是一種較好的考古發(fā)掘現(xiàn)場(chǎng)文物預(yù)加固材料。

五、結(jié)語

彩繪陶器因陶坯孔隙大、結(jié)構(gòu)不致密、吸水性強(qiáng)，且彩繪層與陶坯之間連接用的是天然性膠結(jié)材料，導(dǎo)致彩繪陶器出土后彩繪層極易受到破壞，加之有些彩繪陶器結(jié)構(gòu)脆弱，不好直接提取，因而要對(duì)其進(jìn)行一定的加固，才能滿足從考古現(xiàn)場(chǎng)到實(shí)驗(yàn)室之間的提取、運(yùn)輸和后續(xù)保護(hù)的要求。所以為了滿足在實(shí)驗(yàn)室的加固修復(fù)需要，臨時(shí)加固材料必須具備一定的加固強(qiáng)度和可逆性。而現(xiàn)在主流的加固材料如環(huán)十二烷、薄荷醇、聚氨酯泡沫也印證了這個(gè)原則，但同時(shí)這些材料也有其相應(yīng)的缺點(diǎn)。

未來我們應(yīng)多關(guān)注一些具備可逆性且適用于保護(hù)領(lǐng)域的新材料，不僅要研制和開發(fā)出性能好、無毒無害的臨時(shí)加固材料，對(duì)原有臨時(shí)加固材料進(jìn)行改良，提升其加固強(qiáng)度和整體性能，還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)考古條件、考古原始信息的提取、后期陳展的需要嚴(yán)格篩選，慎重考慮臨時(shí)加固材料的選擇。為彩繪陶器臨時(shí)加固材料的選擇提供多種手段與方案，使考古人員在面對(duì)不同的出土環(huán)境和彩陶狀況下，能夠有針對(duì)性地運(yùn)用材料進(jìn)行加固處理，以更好地保護(hù)脆弱的彩繪陶器。

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作者簡(jiǎn)介：

毛元哲（1998—），男，漢族，河南開封人。鄭州大學(xué)歷史學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：石窟寺病害成因及保護(hù)技術(shù)研究。

王大霖（2000—），男，漢族，海南樂東黎族自治縣人。鄭州大學(xué)歷史學(xué)院在讀碩士研究生，研究方向：考古學(xué)、文物保護(hù)。