彩绘陶器的临时加固材料初探

毛元哲 王大霖

摘要：彩绘陶器在出土时，由于长期埋于地下，受土壤中各类成分化学作用、物理作用的影响，加上其自身的疏松结构，使得在外界环境的突变下，本就脆弱的文物更容易被破坏。因此，针对一些脆弱的出土彩绘陶器，在提取时要采用合适的临时加固材料进行预加固，对器物进行完整提取，这样后期才能在实验室中对彩陶进行全面的修复保护，避免文物在这个过程中遭受二次伤害。文章主要针对目前多用于考古现场预加固保护的材料进行介绍，以及对未来的临时加固材料进行展望。

关键词：考古现场；彩绘陶器；临时加固；保护材料

陶器在距今一万年前便已出现，其发展演变与人类的生产和生活密切相关，是解析古代社会文化信息的重要载体，也是人类的重大发明创造之一。陶器的产生是新、旧石器时代的分界点，在这一万年的陶器演变过程中，某些典型的陶器已经成为一些时代文化不可或缺的代表。陶器具有重要的文化、艺术与科学价值，相关保护工作迫在眉睫，而对于脆弱的彩陶文物而言，考古现场的临时加固无疑是“救命的手术”。因此，临时加固所使用的材料必须根据考古现场条件、文物的具体情况进行筛选，因为这是拯救脆弱文物“生命”的良药。

一、彩绘陶器

陶器的主要成分为硅酸盐，是人类利用自然材料创造出的一种新物质，在其历史发展过程中，共形成四种类别，分别是素陶、彩陶、彩绘陶和釉陶。彩绘陶出现在新石器时期，到春秋战国至秦汉时期达到顶峰，于唐代没落，秦始皇陵兵马俑便是彩绘陶达到鼎盛时期的表现之一。

彩绘陶器是待陶器烧成后在其表面进行绘画，其色料附着性不强，极易剥落。陶坯则是以黏土为胎在800℃—1000℃的高温下焙烧而成的，但黏土中的硅酸盐只是简单地熔融，导致陶器本身结构不致密、孔隙率大、吸水性强。彩绘陶器上的胶料多为天然有机物，按其主要成分可分为蛋白类、多糖类及脂肪酸类。同时，这些胶料的自然降解和被微生物腐蚀，极易破坏彩绘层与陶坯之间的联系。因陶器孔隙较大和吸水性较强，很容易在陶坯内部聚集大量水分，陶器吸附的水分因温度差异反复结冰和融化，水凝结成冰的膨胀应力对陶器产生破坏。陶器内部不同溶解度的可溶盐反复溶解和结晶，盐类重结晶产生的内应力会破坏陶器的内部结构。可溶盐会随着水汽的蒸发在彩陶表面析出，长期作用会破坏彩绘层与陶胎之间的联系，形成陶器的酥粉和剥落病害。而在考古出土后，由于原始保存状态被打破，温湿度、光照及有害气体等会给陶器的保存带来巨大危害。陶器出土后如果暴露在湿度较高的环境中，水汽将吸附大气中的灰尘及有害气体附着在陶器表面，这些污染物相互反应生成的酸性物质会与陶胎中的一些成分发生反应而对陶器造成损害。此外，因陶器孔隙大，在适宜的温湿度下极易引发微生物繁殖，这些微生物以彩绘层中的天然物质胶料为营养物质，从而腐蚀彩绘层。微生物繁殖代谢产生的蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶对天然胶料有分解作用，其中的酸性物质还会与陶胎中的碳酸钙等进行反应，破坏陶器原有结构。

在上述作用下，彩绘出现脱落。因此针对一些结构酥脆的彩绘陶器，在考古现场进行预加固是必不可少的步骤，这是使得脆弱的彩陶完整提取和安全抵达文保实验室、最大保留考古完整信息的前提。

二、预加固材料的选择

在实验室对文物进行加固保护与分析研究之前，针对一些在考古发掘现场无法提取或结构强度不足的脆弱文物，需对其进行先预加固，保留完整的文物考古信息后再安全运送到实验室。实验室的加固修复需要让加固剂渗入陶器内部，而预加固只是在脆弱的文物表面或周边土层进行加固，是一种临時性的保护措施。对于预加固材料的选择也应当遵循文物保护原则，需要具备以下条件：1.材料应具备无色透明性质，加固前后文物外观不发生明显变化；2.应用方式便捷，使用简单工具即可操作；3.具有可逆性，在不需要时可方便去除，且不造成文物的损伤；4.加固后的酥脆陶器会形成一定强度，使之能够在现场安全提取；5.应具有较好的渗透性，与陶器表面有较强的附着力，不起翘、不脱落；6.材料制备便捷，价格合理；7.加固材料无害，对实验人员身体健康没有影响。

考古工地环境千变万化，而任何材料的施工都要在一定的条件范围内，因此要根据考古现场环境和文物出土状况对临时加固材料进行合理选择，这样才能满足脆弱文物对临时加固材料的需求。

三、目前应用的预加固材料

（一）环十二烷

环十二烷在室温下呈半透明蜡状固体，熔点较低，可溶于环己烷、石油醚等有机溶剂中。环十二烷相较于有机硅、PEG-200等保护材料而言，具有可逆性。在考古发掘现场对脆弱文物的提取进行加固后，其加固强度也能满足要求。目前环十二烷已应用于多种材质文物的考古发掘现场的加固提取工作中，如夏寅等人采用环十二烷来提取秦始皇陵出土的石铠甲（图1、图2）；马琳燕等人使用环十二烷，以贴布加固方式，对陕西马头山道教真身泥塑造像进行加固保护（图3、图4）。

但环十二烷也存在一些缺点：1.环十二烷挥发对环境存在不利影响；2.环十二烷需要溶解在有机溶剂中才可使用，而一些有机溶剂会对部分敏感的文物造成破坏；3.对现场施工的工艺要求比较高，操作难度大；4.环十二烷疏水性较强，如在潮湿介质中应用，其渗透效果极差，因而一般应用在相对干燥的环境中；5.其使用范围受条件限制，使用的区域内严禁明火；6.环十二烷在国内较少，价格昂贵，运输麻烦。

（二）聚氨酯泡沫

聚氨酯泡沫在脆弱文物现场提取中的应用也较广泛，其本身强度较高、制作过程简单、成型过程时间短，此外在对提取和运输过程中产生的震动具有良好的过滤效果。聚氨酯由多元醇和异氰酸酯构成，发泡成型后的体积可达到原本体积的数倍，且由于其独有的网状结构，常应用在需要水分维持脆弱文物原本出土状态的临时加固场景中。何秋菊等人对聚氨酯进行改性，随后将其应用于秦俑彩绘陶器保护中，并对保护效果进行评价，分析得出其经过改性后抗光老化的能力得到显著提升。

但其组成之一的异氰酸酯毒性强，需在做好防护的条件下谨慎使用，且聚氨酯泡沫制作成本高昂，对数量庞大的器物提取在一定条件下可考虑使用石膏材料代替。

（三）薄荷醇

薄荷醇同样容易挥发且可去除，但与环十二烷不同的是，其无毒无害，且相较环十二烷廉价易得，是一种较为理想的现场加固材料。薄荷醇是无色的针状晶体或粒状晶体，具有较强的挥发性、渗透性，固化速率快，加固后文物强度提升，且在考古现场操作难度不高，去除也比较方便。容波等人对秦俑坑出土的彩绘马头使用薄荷醇进行加固处理（图5、图6）；王春燕等人也用薄荷醇对秦俑坑出土的彩绘脱落样品进行加固，并对加固前后的彩绘样品结构进行研究，分析得出薄荷醇对彩绘表面加固前后样品的晶体性质及成分并没有造成改变。

也正是由于这些优点，目前薄荷醇及其衍生物也被大量应用在壁画、青铜器、木制脆弱文物的保护上，也为它能够运用在彩陶的临时加固上提供可行的证据。相对于其他材料如环十二烷等而言，薄荷醇在这一方面的性能更勝一筹。当然，薄荷醇也存在一些缺点，如大剂量吸入会对人体造成巨大伤害，可能导致头晕、恶心、目眩以及肌肉无力等，应在规定的剂量范围内使用。所以在考古工地使用薄荷醇作为预加固材料时，要注意防护措施和控制剂量，避免造成人员伤害。

四、材料的使用方法

在考古发掘现场预加固材料的施工工艺选择，要根据现场条件，最重要的是根据彩绘陶器的力学强度选择合适的施工方式。考古工地现场所能利用的保护设备较少，而实验室设备完善且环境稳定可控，所以预加固材料的施工方法必须操作便捷。

环十二烷有两种使用方法，分别是有机溶剂溶解和水浴加热，但有机溶剂会对一些敏感文物造成破坏，在文物上造成残留，并且可能会对人体造成危害，所以在考古现场一般不用。环十二烷需水浴加热至熔融状态，再采用喷涂、刷或者注射的方式，同时环十二烷的凝固速度较快，因而环十二烷的使用对工艺的要求较高。

聚氨酯泡沫使用便捷，可直接喷涂在待提取文物周围，待其固化成型后对文物进行提取，但聚氨酯泡沫会膨胀，需预留出部分空间。利用其较好的防震特性，迅速将提取出的脆弱文物转移至稳定的实验室环境下保存。

薄荷醇的使用对工艺要求不高，先将纤维织物贴敷在加固样品上，后涂刷、喷涂或注射薄荷醇，凝固后即完成工序。因薄荷醇水浴加热温度较低，且挥发后在文物上没有残留物，非常适合彩绘陶器的现场加固，这样才能安全地进行加固，也在一定程度上适应考古现场的复杂环境。薄荷醇相较于环十二烷而言，加固后不会造成残留，是一种较好的考古发掘现场文物预加固材料。

五、结语

彩绘陶器因陶坯孔隙大、结构不致密、吸水性强，且彩绘层与陶坯之间连接用的是天然性胶结材料，导致彩绘陶器出土后彩绘层极易受到破坏，加之有些彩绘陶器结构脆弱，不好直接提取，因而要对其进行一定的加固，才能满足从考古现场到实验室之间的提取、运输和后续保护的要求。所以为了满足在实验室的加固修复需要，临时加固材料必须具备一定的加固强度和可逆性。而现在主流的加固材料如环十二烷、薄荷醇、聚氨酯泡沫也印证了这个原则，但同时这些材料也有其相应的缺点。

未来我们应多关注一些具备可逆性且适用于保护领域的新材料，不仅要研制和开发出性能好、无毒无害的临时加固材料，对原有临时加固材料进行改良，提升其加固强度和整体性能，还要根据现场考古条件、考古原始信息的提取、后期陈展的需要严格筛选，慎重考虑临时加固材料的选择。为彩绘陶器临时加固材料的选择提供多种手段与方案，使考古人员在面对不同的出土环境和彩陶状况下，能够有针对性地运用材料进行加固处理，以更好地保护脆弱的彩绘陶器。

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作者简介：

毛元哲（1998—），男，汉族，河南开封人。郑州大学历史学院在读硕士研究生，研究方向：石窟寺病害成因及保护技术研究。

王大霖（2000—），男，汉族，海南乐东黎族自治县人。郑州大学历史学院在读硕士研究生，研究方向：考古学、文物保护。