彩繪陶器的臨時加固材料初探

毛元哲 王大霖

摘要：彩繪陶器在出土時，由于長期埋于地下，受土壤中各類成分化學作用、物理作用的影響，加上其自身的疏松結構，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，針對一些脆弱的出土彩繪陶器，在提取時要采用合適的臨時加固材料進行預加固，對器物進行完整提取，這樣后期才能在實驗室中對彩陶進行全面的修復保護，避免文物在這個過程中遭受二次傷害。文章主要針對目前多用于考古現場預加固保護的材料進行介紹，以及對未來的臨時加固材料進行展望。

關鍵詞：考古現場；彩繪陶器；臨時加固；保護材料

陶器在距今一萬年前便已出現，其發(fā)展演變與人類的生產和生活密切相關，是解析古代社會文化信息的重要載體，也是人類的重大發(fā)明創(chuàng)造之一。陶器的產生是新、舊石器時代的分界點，在這一萬年的陶器演變過程中，某些典型的陶器已經成為一些時代文化不可或缺的代表。陶器具有重要的文化、藝術與科學價值，相關保護工作迫在眉睫，而對于脆弱的彩陶文物而言，考古現場的臨時加固無疑是“救命的手術”。因此，臨時加固所使用的材料必須根據考古現場條件、文物的具體情況進行篩選，因為這是拯救脆弱文物“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，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。彩繪陶出現在新石器時期，到春秋戰(zhàn)國至秦漢時期達到頂峰，于唐代沒落，秦始皇陵兵馬俑便是彩繪陶達到鼎盛時期的表現之一。

彩繪陶器是待陶器燒成后在其表面進行繪畫，其色料附著性不強，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單地熔融，導致陶器本身結構不致密、孔隙率大、吸水性強。彩繪陶器上的膠料多為天然有機物，按其主要成分可分為蛋白類、多糖類及脂肪酸類。同時，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，很容易在陶坯內部聚集大量水分，陶器吸附的水分因溫度差異反復結冰和融化，水凝結成冰的膨脹應力對陶器產生破壞。陶器內部不同溶解度的可溶鹽反復溶解和結晶，鹽類重結晶產生的內應力會破壞陶器的內部結構?？扇茺}會隨著水汽的蒸發(fā)在彩陶表面析出，長期作用會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生成的酸性物質會與陶胎中的一些成分發(fā)生反應而對陶器造成損害。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膠料為營養(yǎng)物質，從而腐蝕彩繪層。微生物繁殖代謝產生的蛋白酶、淀粉酶、纖維素酶對天然膠料有分解作用，其中的酸性物質還會與陶胎中的碳酸鈣等進行反應，破壞陶器原有結構。

在上述作用下，彩繪出現脫落。因此針對一些結構酥脆的彩繪陶器，在考古現場進行預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文保實驗室、最大保留考古完整信息的前提。

二、預加固材料的選擇

在實驗室對文物進行加固保護與分析研究之前，針對一些在考古發(fā)掘現場無法提取或結構強度不足的脆弱文物，需對其進行先預加固，保留完整的文物考古信息后再安全運送到實驗室。實驗室的加固修復需要讓加固劑滲入陶器內部，而預加固只是在脆弱的文物表面或周邊土層進行加固，是一種臨時性的保護措施。對于預加固材料的選擇也應當遵循文物保護原則，需要具備以下條件：1.材料應具備無色透明性質，加固前后文物外觀不發(fā)生明顯變化；2.應用方式便捷，使用簡單工具即可操作；3.具有可逆性，在不需要時可方便去除，且不造成文物的損傷；4.加固后的酥脆陶器會形成一定強度，使之能夠在現場安全提取；5.應具有較好的滲透性，與陶器表面有較強的附著力，不起翹、不脫落；6.材料制備便捷，價格合理；7.加固材料無害，對實驗人員身體健康沒有影響。

考古工地環(huán)境千變萬化，而任何材料的施工都要在一定的條件范圍內，因此要根據考古現場環(huán)境和文物出土狀況對臨時加固材料進行合理選擇，這樣才能滿足脆弱文物對臨時加固材料的需求。

三、目前應用的預加固材料

（一）環(huán)十二烷

環(huán)十二烷在室溫下呈半透明蠟狀固體，熔點較低，可溶于環(huán)己烷、石油醚等有機溶劑中。環(huán)十二烷相較于有機硅、PEG-200等保護材料而言，具有可逆性。在考古發(fā)掘現場對脆弱文物的提取進行加固后，其加固強度也能滿足要求。目前環(huán)十二烷已應用于多種材質文物的考古發(fā)掘現場的加固提取工作中，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，對陜西馬頭山道教真身泥塑造像進行加固保護（圖3、圖4）。

但環(huán)十二烷也存在一些缺點：1.環(huán)十二烷揮發(fā)對環(huán)境存在不利影響；2.環(huán)十二烷需要溶解在有機溶劑中才可使用，而一些有機溶劑會對部分敏感的文物造成破壞；3.對現場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，如在潮濕介質中應用，其滲透效果極差，因而一般應用在相對干燥的環(huán)境中；5.其使用范圍受條件限制，使用的區(qū)域內嚴禁明火；6.環(huán)十二烷在國內較少，價格昂貴，運輸麻煩。

（二）聚氨酯泡沫

聚氨酯泡沫在脆弱文物現場提取中的應用也較廣泛，其本身強度較高、制作過程簡單、成型過程時間短，此外在對提取和運輸過程中產生的震動具有良好的過濾效果。聚氨酯由多元醇和異氰酸酯構成，發(fā)泡成型后的體積可達到原本體積的數倍，且由于其獨有的網狀結構，常應用在需要水分維持脆弱文物原本出土狀態(tài)的臨時加固場景中。何秋菊等人對聚氨酯進行改性，隨后將其應用于秦俑彩繪陶器保護中，并對保護效果進行評價，分析得出其經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，需在做好防護的條件下謹慎使用，且聚氨酯泡沫制作成本高昂，對數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)十二烷廉價易得，是一種較為理想的現場加固材料。薄荷醇是無色的針狀晶體或粒狀晶體，具有較強的揮發(fā)性、滲透性，固化速率快，加固后文物強度提升，且在考古現場操作難度不高，去除也比較方便。容波等人對秦俑坑出土的彩繪馬頭使用薄荷醇進行加固處理（圖5、圖6）；王春燕等人也用薄荷醇對秦俑坑出土的彩繪脫落樣品進行加固，并對加固前后的彩繪樣品結構進行研究，分析得出薄荷醇對彩繪表面加固前后樣品的晶體性質及成分并沒有造成改變。

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

四、材料的使用方法

在考古發(fā)掘現場預加固材料的施工工藝選擇，要根據現場條件，最重要的是根據彩繪陶器的力學強度選擇合適的施工方式?？脊殴さ噩F場所能利用的保護設備較少，而實驗室設備完善且環(huán)境穩(wěn)定可控，所以預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，分別是有機溶劑溶解和水浴加熱，但有機溶劑會對一些敏感文物造成破壞，在文物上造成殘留，并且可能會對人體造成危害，所以在考古現場一般不用。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，同時環(huán)十二烷的凝固速度較快，因而環(huán)十二烷的使用對工藝的要求較高。

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

薄荷醇的使用對工藝要求不高，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場加固，這樣才能安全地進行加固，也在一定程度上適應考古現場的復雜環(huán)境。薄荷醇相較于環(huán)十二烷而言，加固后不會造成殘留，是一種較好的考古發(fā)掘現場文物預加固材料。

五、結語

彩繪陶器因陶坯孔隙大、結構不致密、吸水性強，且彩繪層與陶坯之間連接用的是天然性膠結材料，導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構脆弱，不好直接提取，因而要對其進行一定的加固，才能滿足從考古現場到實驗室之間的提取、運輸和后續(xù)保護的要求。所以為了滿足在實驗室的加固修復需要，臨時加固材料必須具備一定的加固強度和可逆性。而現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原則，但同時這些材料也有其相應的缺點。

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

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作者簡介：

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

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