汤博华

       西安东方石业防护有限责任公司

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　　砂岩质文物是我国石窟文物常见的类型。如云冈石窟、大足石刻等。由于石窟砂岩文物存在着组织结构疏松、孔隙率高，亲水性强度的特点，因而在保存环境中一方面极易受到地下水极其所含的可溶盐的侵蚀，另一方面随着保存环境的变化使砂岩文物产生风化、酥碱等病害，使得其强度进一步降低，严重威胁着砂岩文物的长期保存。

　　使用加固材料对脆弱的砂岩文物进行保护处理是减缓损毁速度**直接有效的方法。迄今为止，国内外以进行的相关砂岩文物的加固保护研究，多采用的是使用化学加固材料进行防风化处理。

　　采用有机憎水性材料增强砂岩强度并隔绝外部水的作用，可有效保护砂岩文物被雨水侵蚀。但这些有机加固材料会将石质文物内部的水、盐限制在保护层内，水盐变化产生的压力**终会使有机材料保护层连带石材一同剥落，造成“保护性破坏。有机憎水性加固材料在新鲜石材或经过脱盐处理的小型石质文物加固中应能有较好的效果，但在劣化的石质文物或不可移动石质文物中并不适用。因此，对于劣化砂岩的保护不能简单地进行防护或使用憎水性材料隔离文物本体与环境的相互作用，可先渗透憎水性相对较弱的保护材料作为基层保护层，再使用憎水性较强的保护材料作为表面保护层，可使界面拉应力分散，使盐结晶膨胀的应力得到**，由此构成的双层保护可以大大降低憎水性化学保护产生的界面应力破坏。

　　我在对知网以砂岩+加固为关键字，时间范围为2022年至2015年为条件，检索论文600余篇，其中与文物保护相关论文25篇。

　　25篇论文中均阐述了砂岩文物病害的类型和病害产生的原因。“由于砂岩空隙率高、吸水性强，可溶盐溶解结晶形成的破坏与风化病害形成相互作用，导致恶行循环。反复溶解结晶的可溶盐造成的膨胀收缩产生应力作用破坏，使得岩体变的疏松，强度降低，产生粉化、分层、脱落现象。“　　砂岩文物加固材料大致可分为微生物加固法、有机材料加固法、无机材料加固法、有机-无机材料加固法、纳米材料加固法

　　1.纳米材料法

　　纳米材料加固法为纳米氧化钙和纳米氢氧化钙、纳米二氧化硅、纳米二氧化硅与含氟有机物聚合体加固法，此类材料均在实验室条件下获得优异的加固效果。但均无实际大规模应用，也无成品材料出售，论文中各类纳米材料均为实验室自制，需要高精度球磨机等高端机械。

　　2.微生物加固法

　　微生物加固法，使用各种活性酶渗入砂岩内部，酶可与砂岩内部各种无机物反应产生，产出各类有机物质可填补岩石内部孔隙，起到加固的目的，加固效果较好，加固产生的材料和石材本身材料无异。但如纳米加固法，此加固方法操作更复杂，原料更难获得与保存，尚无大规模应用案例。

　　3.无机材料加固法

　　无机加固材料有: 石灰水、氢氧化钡、碱土硅酸盐及氟硅酸盐等。这些材料自1860年开始使用，加固效果不佳。敦煌研究院研制出高模数硅酸钾加固材料(PS)，大规模应用于土遗址材料的加固，效果较好。并尝试用于砂岩加固，但出现过“泛碱”和砂岩表层脱落的问题。

　　无机材料虽然具有性能稳定、与文物材质相容性好、不易产生有害物质等优点，但同时存在渗透性较差、加固强度提升较小等问题，在劣化石质文物加固中很难取得显著的效果。

　　4.有机材料加固法

　　以 Remmers 300 为代表的硅酸乙酯，聚合物有环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅等。

　　环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅曾在云冈石窟砂岩加固中使用过，但未取得良好的效果。环氧树脂在石质文物加固方面的应用比较早，但传统的环氧树脂固化后具有远高于岩石的力学强度，不宜用于对砂岩进行加固，否则可能处理后会在高分子材料和岩体粘接面之间产生剥离。ZB-WB-S材料也属于有机材料，曾用于加固砂岩，但渗透性与加固效果不佳。

　　有机材料可有效增强文物本体强度，但大多有机材料渗透性差，形成应力集中，容易造成起壳剥离等现象。

　　5.有机-无机复合材料

　　复合材料因兼具无机材料与有机材料的某些特性而具有较好的性能，在环境、工艺等的限制下，更能较好的满足文物保护中的具体要求。有机-无机复合材料本身具有良好的稳定性、渗透性，与石质文物的相容性较好，不会产生不良后果，而又能显著提升石质文物强度，因此很适合在加固保护中应用。

　　有机-无机复合材料，如“过溶胶-凝胶工艺制备烷氧基硅烷和纳米二氧化硅复合材料”，“二氧化硅胶体基石质文物防风化有机-无机杂化材料“，”复配纳米颗粒与硅酸乙酯(TEOS)“，”有机-无机复合材料丙烯酸盐配合物(AMC-E)“等等材料，在实验室中与实际砂岩文物小块实验中，均有较好效果。但由于成果转化的问题，以上有机-无机复合材料均难以找到购买渠道，且由于这些材料几乎都处于实验室到实际应用阶段之间，这些材料基本没有产品合格证、生产许可证、检验报告等证明，就算取得材料后还需要针对施工区域材质进行各类实验才可使用。

　　在25篇论文中，提到“雷玛士Sae300” 有5篇论文，提到“3组分烷氧基含硅材料”有2篇论文，提到“AMC-E”有2篇论文，提到“ZB-WB-S”、“纳米二氧化硅”、“纳米二氧化钙”均为一篇论文。

　　总结

　　在25篇论文中，雷玛士300均是作为一个“标的“，一个”基本值“作为参考的材料，为有机材料中效果**的材料之一，是为数不多成熟的文保商业产品，具有产品合格证和检验报告。

　　且自2000年至今，雷玛士300在众多石质文物中已经大规模使用，如大足石刻、张烈士纪念碑、重庆通关们城墙、西安大雁塔塔顶塔身、上海富林文化广场等。并且可查到kse300在台湾也加固了众多文物。

　　所以从材料的资料完整、使用案例、使用效果、购买渠道等多方面考量，现阶段kse300是**选择。

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