旭巖?編譯

這里簡要介紹的主要是意大利對歷史和紀(jì)念性建筑物的石材構(gòu)件和雕刻品的修補(bǔ)、修復(fù)和復(fù)原保護(hù)工作中所采用的技術(shù)，具體說，本文所涉及的主要是各種清洗技術(shù)，以及加固和保護(hù)技術(shù)。當(dāng)然也會涉及一些其他石材處理技術(shù)。

眾所周知，大理石、花崗石和其他石材主要是用于建筑業(yè)的，這是由于他們天生的堅固耐久性，或者是由于他們的長效強(qiáng)度來決定的。但石材如果長期暴露于大氣介質(zhì)當(dāng)中，會緩慢地發(fā)生無法醫(yī)治的劣化變質(zhì)：有的只在使用幾年后就能看出劣化變質(zhì)的情況，但絕大多數(shù)變質(zhì)、變化經(jīng)常是經(jīng)歷幾百年的時間才能看出來。

石材的堅固耐久性也是情況不一的，有關(guān)專家把這種堅固耐久性分了10個等級。最低級的，是那些低強(qiáng)度的巖石如泥灰?guī)r和貓土，它們的平均耐久性低于一年。而那些在長時間內(nèi)強(qiáng)度較大的巖石，如純石英石，和古典紅色的斑巖，它們的堅固耐久性會和人類史一樣長久。

只要采取一系列規(guī)定的措施，石材的病變和劣化變質(zhì)能被阻止或者至少能被限制住，以及石材可以部分地或全部地被修復(fù)。一旦進(jìn)行了修補(bǔ)或修復(fù)，同時如果也能消除產(chǎn)生劣化變質(zhì)的根本原因，這當(dāng)然是最理想的，但這又很難做到，因為這關(guān)系到石材制品的內(nèi)在的原因，例如日益增長的潮濕問題，或者是關(guān)系著一般的外部因素，例如日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

首要的原則是，在進(jìn)行一種修補(bǔ)或修復(fù)工作時，應(yīng)當(dāng)盡量保持住制品的原狀特征，特別是形狀和外觀，以便尊重原制作者的原始創(chuàng)意。

正確的修補(bǔ)或修復(fù)作業(yè)一般包括如下多種工序(有的工序不一定需要)

診斷：深入研究石材制品的特征、它的歷史、所構(gòu)成的材料、它病變和變質(zhì)(劣化)形式及其病變和劣化變質(zhì)根源。

預(yù)加固：這是進(jìn)行正式清洗作業(yè)之前的作業(yè)。只有對保護(hù)條件很不好的石材才有這道作業(yè)，這樣做可以改進(jìn)石材的物理性能，以避免在進(jìn)行清洗時石材制品發(fā)生塊狀崩落和開裂。

清洗：這一作業(yè)可以除去石材制品上的浮層和病變物質(zhì)，這一工序可采取化學(xué)、物理或機(jī)械方式進(jìn)行。

加固：用專用化學(xué)產(chǎn)品進(jìn)行這一作業(yè)，專用化學(xué)產(chǎn)品滲進(jìn)深處后，一直達(dá)到石材的潔凈部分，使石材形成整體，以此改進(jìn)石材的物理機(jī)械性能，特別是粘聚性能。

表面保護(hù)：這是最終作業(yè)，多數(shù)是采用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行這一作業(yè)，以此限制水、大氣介質(zhì)和污染介質(zhì)對石材制品表面的腐蝕作用。當(dāng)石材的保護(hù)條件良好時，這一作業(yè)可以替代加固作業(yè)。

日常維護(hù)保養(yǎng)：定期檢查石材制品的保護(hù)情況，也就是檢查病變現(xiàn)象有無不可逆轉(zhuǎn)的病理形式。除了要進(jìn)行小型的清洗作業(yè)，以避免以后可能需要進(jìn)行的成本很高的保護(hù)性清洗作業(yè)外，還要對石材制品的進(jìn)行定期或是不定期的保養(yǎng)，這主要是為了限制或是制止劣化變質(zhì)根源(例如極易看出的透水現(xiàn)象)。在維護(hù)保養(yǎng)作業(yè)中，也要檢測已經(jīng)進(jìn)行的保護(hù)作業(yè)的時效，并有可能重復(fù)再做這些保護(hù)性作業(yè)。

重造工作：在特殊情況下，當(dāng)因為在短時間內(nèi)就斷開從而石材制品沒了基礎(chǔ)部分，或者本來就沒有基礎(chǔ)部分時，就要做重造工作：作為第一種情況，就要用黏結(jié)劑重黏結(jié)上基礎(chǔ)部分;作為第二種情況，基礎(chǔ)部分就要用新材料再加工制作或者鑄造，然后再粘接上。后一種作業(yè)很少用，并要非常小心謹(jǐn)慎進(jìn)行研究，特別是從美學(xué)觀點上，因為這種作業(yè)的結(jié)果可能常常是負(fù)面大于正面。?

一、清洗的目的和規(guī)則

為了以正確的方式處理石材，首先就要弄清石材表面的銅綠和石材表面沉積物的區(qū)別。銅綠使石材有一種特性外觀，這是石材制品長時間暴露在大氣介質(zhì)中形成的，我們將其定義為石材制品自然老化，這是石材制品表面發(fā)生緩慢轉(zhuǎn)化的結(jié)果。和與環(huán)境污染相關(guān)的病理現(xiàn)象(環(huán)境污染造成的是劣化變質(zhì))不同，這種表面的轉(zhuǎn)化是很緩慢的，它不會從根本上降低石材物理機(jī)械性能，僅是有屬于自然物質(zhì)的表面色彩上的變化。在進(jìn)行清洗時是需要將銅綠保留住的。

而所謂表面沉積物，與塵土、臟物沉積無關(guān)，只是與天然原生材料沉積相關(guān)聯(lián)或是與污染源相關(guān)聯(lián)的。這種表面沉積物，就是含有新形成物質(zhì)的變質(zhì)黑色硬殼，這主要是可溶性鹽，是由于構(gòu)成巖石的材料相互作用，或是由于從大氣中沉淀，或是由于制品從其他地方搬來而形成的，這些變質(zhì)硬殼構(gòu)成了巖石表面保護(hù)作業(yè)的不穩(wěn)定因素，應(yīng)當(dāng)清除掉這些不穩(wěn)定因素以避免石材的進(jìn)一步損壞。黑色硬殼的構(gòu)成成分是石膏和主要是燃燒過程形成的碳類顆粒。

硅質(zhì)巖石，如巖漿巖，很少有薄薄的一層銅綠而影響清洗作業(yè)，清除起這類巖石的表面沉積物非常容易：如果硬殼是最近形成的，實際上只要認(rèn)真清洗就可以了。而這層硬殼如果附著很緊，堅固如一層水泥，那就用機(jī)械方式或者用干式噴砂方法清除。

而在碳酸質(zhì)巖石中，如大理石和石灰石中，這層殼是由于在污染地區(qū)，在一定濕度下，氧化硫與巖石的碳酸鈣發(fā)生相互作用形成石膏而造成的。這一轉(zhuǎn)化在污染環(huán)境中可以長期不斷地進(jìn)行下去，從而會使這層殼不斷加厚。

這些石膏類硬殼雖然有一定的孔隙率，但由于摻和進(jìn)外來顆粒，如煙黑的、黏土的、沙子的和瀝青的顆粒，其發(fā)展趨勢還是隨著時間一盡管速度越來越慢一而加厚。這些前提清楚地表明，這些石膏，無論是和石材相互作用形成、還是由于從其他地區(qū)遷徙而來而形成的、還是由于在大氣中預(yù)形成的石青沉積而成，由于在濕度起伏不定中石膏形成的不穩(wěn)定性，就給保護(hù)好石材表面帶來了風(fēng)險性。這里所說的濕度的起伏不定，使得溶化和結(jié)晶過程交替發(fā)生，而這些交替過程，隨著石材弱化漸進(jìn)，會引起每一周期的機(jī)械應(yīng)力和石材不斷地加速變質(zhì)劣化，而直至形成石*。最后，由于碳粒子與高濃度二氧化硫并存，且經(jīng)常處于浸濕狀態(tài)，這就促使碳酸鈣不斷地變成石膏。而在任何情況下，在露天放置的石材制品表面覆蓋的黑色變質(zhì)硬殼都不能形成保護(hù)性表面。

清洗的主要目的，就是清除上述表面沉積物，和通過石材的毛細(xì)管滲人石材內(nèi)部的病變材料。這樣做是為了改進(jìn)石材制品的保護(hù)狀況以及為了重現(xiàn)石材的美學(xué)外觀。但在清洗的時候，一定要加一道石材保護(hù)作業(yè)，因為清洗總會增加石材表面的凸凹不平，這些凸凹不平很容易沾上大氣介質(zhì)。如果是在高度變質(zhì)劣化的石材表面上進(jìn)行清洗，要特別當(dāng)心這一點。

長期以來，很多歷史學(xué)家、建筑家和自然資源保護(hù)者，都反對清洗，因為會把銅綠和黑色硬殼弄混，為此他們肯定，清洗會將銅綠清除掉，因此清洗就無法讓人接受?？偟膩碇v，清洗所帶來的美學(xué)外觀效果與我們通常習(xí)慣看到的那種效果是很不一樣的，為此，清洗作業(yè)常常受到批評，都認(rèn)為，既然過分清除臟物，就會使得石材制品如新，也就沒有了自然是長期暴露于大氣中而形成的發(fā)黑的顏色了。?

有一些人還提出這樣的理論，由于臟物代表著表面的一種轉(zhuǎn)化，任何清洗作業(yè)都會除掉發(fā)生轉(zhuǎn)化的原狀石材部分，所以臟物應(yīng)當(dāng)予以保留。他們的要求只是應(yīng)當(dāng)把臟物固定在表面上，從化學(xué)轉(zhuǎn)化的觀點上使臟物惰性化。而這樣做是不可能的，實際上十分需要從表面上清除任何現(xiàn)在和將來對石材產(chǎn)生危險的物質(zhì)。

清洗作業(yè)的一個基本條件是應(yīng)當(dāng)預(yù)先獲得如下有關(guān)石材的信息：?

從化學(xué)一礦物學(xué)一巖相學(xué)上了解石材的種類，以及石材的物理機(jī)械性能;?

除了了解需清除物質(zhì)的部位和分層狀況，加工類型和附加分層類型(著色性和多色性，等)外，還要了解質(zhì)量和數(shù)量;?

特別要根據(jù)制品上各種各樣的病變形式來深入研究變質(zhì)劣化的原因。

進(jìn)行清洗作業(yè)要注意保持?。?

制品的物理完整性，也就是清洗作業(yè)只能在基本密實的表面上，或是在預(yù)先進(jìn)行了加固的表面上進(jìn)行;?

名貴的銅綠;?

可能已經(jīng)作了的表面整修，如作為初始加工的彩飾或是抹漿，而如果表面是長時間形成的，已經(jīng)具有了歷史的或是文化方面的意義，或是對制品已經(jīng)具有了保護(hù)功能，也需予以保留;?

材料的化學(xué)一礦物學(xué)特性。

清洗作業(yè)所使用的清洗用品和方法，必須符合如下要求：?

不會和原生材料以及需保留的材料發(fā)生反應(yīng)性反應(yīng);

對制品不會造成機(jī)械性損壞(如腐蝕、開裂、開膠、裂口等等);?

應(yīng)當(dāng)有這樣的性能，即不會在制品表面或是內(nèi)部遺留下可能會給保護(hù)帶來損害的永久性的殘留物，也就是那些隨著時間會發(fā)生美學(xué)外觀病變，同時會降低石材物理一機(jī)械效能的反應(yīng)性副產(chǎn)品;?

最大限度地控制好清洗速度，以便在需要時能隨時停止清洗作業(yè);?

盡一切可能使被清洗的表面光滑而不粗糙，以便使材料少粘上大氣介質(zhì);?

避免形成對材料非常危險的細(xì)微裂紋，因為這些細(xì)微裂紋會使水和酸性溶液滲進(jìn)去。

要根據(jù)石材制品和它的保護(hù)情況來選擇清洗方法;可以在現(xiàn)場和試驗室分析之后，即在直接試驗以評估石材的保護(hù)情況和評估處理效果，以及準(zhǔn)備使用的產(chǎn)品之后，再選擇清洗方法。

二、清洗方法

根據(jù)清洗工作的原理，清洗方法可分為下面幾類：?

機(jī)械清洗法和物理一機(jī)械清洗法;?

使用非反應(yīng)性溶劑的化學(xué)一物理清洗法;?

使用反應(yīng)性溶劑的化學(xué)清洗法。

下面就簡單地介紹一下目前使用的主要清洗方法。

(一)機(jī)械清洗法和物理一機(jī)械清洗法

這類清洗方法的作業(yè)方式是清除石材表面上的還沒沉積很深物質(zhì)，如那些由于有孔隙而在石材內(nèi)形成的物質(zhì)。在石材的清洗工作中，經(jīng)常使用這類方法做初始清洗作業(yè)，以便降低沉積物和結(jié)殼的厚度。這類清洗方法特別適合很密實的或是做了預(yù)加固的表面，以及由于過去的作業(yè)使用的是化學(xué)一物理清洗法而無效，從而造成了憎水的表面。

這類清洗法包括了如下方法：?

1.干噴砂機(jī)械清洗法

這種方法就是用適當(dāng)?shù)膰娚皺C(jī)具以高壓將沙子噴射石材制品，以清除掉最表面的部分，也就是說那些灰塵沉積和硬殼。這種方法過去用得很多，但缺點是難以控制，風(fēng)險性在于除了會除掉硬殼和沉積物外，還會除掉一部分好的石材，結(jié)果也損壞了石材制品。此外，特別危險的是操作人員如果不特別加以保護(hù)，就會吸進(jìn)粉塵和顆粒。?

和濕法噴砂相比，干法噴砂法能讓人立即觀察到所達(dá)到的效果，不會形成損壞性污斑，并且這種作業(yè)法不受季節(jié)的限制。因此對歷史和紀(jì)念性建筑物的石材保護(hù)，建議采用這種清洗法。

2.噴氣微砂清洗法(使用噴氣磨削工具的機(jī)械清洗法)?

這一清洗法和干噴砂清洗法類似，但是由于噴嘴小，并且磨削粉噴出壓力和系統(tǒng)的操作比較容易控制，所以操作人員很容易使用。由于能使用顆粒度微小和硬度低的磨削粉(但是要用氧化鋁粉替代石英粉)，這一方法帶來的清洗損壞很小，而當(dāng)顆粒度非常均勻的時候，清洗效果會更好。由于一些噴氣磨削機(jī)具可分別調(diào)節(jié)砂流量和氣體流量，就可以分別不同情況采用不同的清洗能力。正因為這點，才建議對歷史和紀(jì)念性石材雕刻和石材建筑采用這一清洗方法。?

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