专利名称：土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法
技术领域：
本发明属于文物的保护领域，尤其涉及一种土遗址、砖质文物和石质文 物的保护方法。
背景技术：
近年来，随着文物发掘量的逐渐增加，文物保护工作也逐渐的被人们所 重视，对于那些土遗址、砖质文物和石质文物等必须暴露在空气中且不可移动的文物因为 长时间暴露在空气中会因为氧化问题或其他的自然环境侵蚀问题而造成文物的损坏，这样 就会造成难以估量的损失，并且也不利于考古工作者对文物的研究，而如何简单有效的对 文物进行保护就成了 一个亟需解决的问题。
发明内容
发明目的本发明提供一种土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其目的是解 决以往的土遗址、砖质文物和石质文物不能很好的保护的问题。技术方案本发明是通过以下技术方案来实现的一种土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于该方法利用纳米无机 硅水溶液和纳米无机硅防水剂对文物表面先后进行喷涂，使上述两种溶液先后渗透进文物 内来完成文物的保护。所述纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅20 30%，氧化 钠不大于0. 04%，余量为水；所述纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化 硅6 10%，纳米二氧化钛10 15%，醋酸0. 5 0. 7%，余量为水。该方法的具体步骤如下①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；②、在8 72小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润， 直到纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度 范围分别为土质文物1 2cm，砖质文物和石质文物1 2mm ；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，同样在8 72小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表 面保湿直到纳米无机硅防水剂渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内 的深度范围分别为土质文物0. 5 1cm，砖质文物和石质文物0. 5 1mm ；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。所述整个喷涂的过程的温度为不低于5°C，整个喷涂过程应避免雨水或雪水淋。优点及效果该发明提供一种土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在 于该方法利用纳米无机硅水溶液和纳米无机硅防水剂对文物表面先后进行喷涂，使上述 两种溶液先后渗透进文物内来完成文物的保护。该发明首次应用纳米无机硅水溶液对文物进行保护，其利用纳米无机硅水溶液对 文物的表面进行渗透，通过纳米无机硅水溶液来对文物体内部进行分子间的键性结合，来 增强文物的强度，而且纳米无机硅水溶液具有很好的防紫外线的功能，同时，在喷涂过纳米无机硅水溶液的文物表面再次利用纳米无机硅防水剂进行喷涂，使得文物的表面具有如下 的性质1、耐洗刷性，纳米无机硅防水剂可以使得文物具有很好的耐冲刷性；2、耐候性，利 用纳米无机硅水溶液制备的保护剂，其耐候性可提高3倍左右，并具有很好的抗紫外老化 性能；3、耐沾污性和自洁性，通过上述途径可提高文物涂层的耐沾污性和自洁性，一是利用 纳米无机硅防水剂的多微孔结构，通过喷涂工艺在文物表面形成纳米尺度范围内几何形状 互补的(如凸与凹相间)界面结构，使其吸附空气而在表面形成一层稳定的气体阻隔膜； 二是有效改善雨水对文物表面的润湿以及粉尘的附着性，提高保护层的耐沾污性和自洁能 力；4、抗菌性，应用上述方式对文物进行涂刷，具有良好的抗菌性；5疏水防腐性，利用上述 方式不仅使文物表面具有良好的附着性、耐蚀性和耐酸碱性，而且具有高的致密性及抗离 子的渗透性；6、硬度，纳米无机硅水溶液可迅速提高文物表面的硬度；7、热稳定性，纳米二 氧化硅具有很好的热稳定性。该发明科学合理，对文物的保护具有明显的效果，比较适合于在文物保护领域的 应用。
具体实施例方式下面对本发明作进一步的详细说明，但不因具体的实施例限制本发明。实施例1 实施对象为土遗址①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；其 中纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅20%，氧化钠0. 02%，余量为 水；②、在8小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直到 纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度为 lcm ；渗透的深度通过取样切块或湿度测试仪获得；纳米无机硅水溶液在文物内部将文物 内的分子之间以分子键的形式重新连接进行加固，使得文物的整体强度大大增加，从而达 到加固的目的，并且纳米无机硅水溶液所形成的保护层还具有防紫外线的作用；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，同样在8小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面保 湿直到纳米无机硅防水剂喷透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内的深 度为0. 5cm ；渗透的深度通过取样切块或湿度测试仪获得；纳米无机硅防水剂使得文物的 表面进一步的具有防水、防腐蚀、抗酸碱、防风化的效果；同时也防止冬季的时候水汽进入 文物内造成冻胀；其中纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅6%，纳 米二氧化钛10%，醋酸0. 5%，余量为水；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。实施对象为砖质文物和石质文物①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；其 中纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅20%，氧化钠0. 02%，余量为 水；②、在8小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直到
4纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度为 1mm ；渗透的深度通过湿度测试仪获得；纳米无机硅水溶液在文物内将文物内的分子之间 以分子键的形式重新连接进行加固，使得文物的整体强度大大增加，从而达到加固的目的， 并且纳米无机硅水溶液所形成的保护层还具有防紫外线的作用；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，同样在8小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面保 湿直到纳米无机硅防水剂喷透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内的深 度为0. 5mm ；渗透的深度通过湿度测试仪获得；纳米无机硅防水剂使得文物的表面进一步 的具有防水、防腐蚀、抗酸碱、防风化的效果；同时也防止冬季的时候水汽进入文物内造成 冻胀；其中纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅6%，纳米二氧化钛 10%，醋酸0. 5%，余量为水；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。实施例2 实施对象为土遗址①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；其 中纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅25%，氧化钠0. 03%，余量为 水；②、在30小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直 到纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度为 1. 5cm ；渗透的深度通过取样切块或湿度测试仪获得；纳米无机硅水溶液在文物内将文物 内的分子之间以分子键的形式重新连接进行加固，使得文物的整体强度大大增加，从而达 到加固的目的，并且纳米无机硅水溶液所形成的保护层还具有防紫外线的作用；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，在24小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面保湿 直到纳米无机硅防水剂喷透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内的深度 为0. 8cm ；渗透的深度通过取样切块或湿度测试仪获得；纳米无机硅防水剂使得文物的表 面进一步的具有防水、防腐蚀、抗酸碱、防风化的效果；同时也防止冬季的时候水汽进入文 物内造成冻胀；其中纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅8%，纳米 二氧化钛12%，醋酸0.6%，余量为水；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。实施对象为砖质文物和石质文物①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；其 中纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅25%，氧化钠0. 03%，余量 为水；②、在30小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直 到纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度为 1. 5mm ；渗透的深度通过湿度测试仪获得；纳米无机硅水溶液在文物内将文物内的分子之 间以分子键的形式重新连接进行加固，使得文物的整体强度大大增加，从而达到加固的目 的，并且纳米无机硅水溶液所形成的保护层还具有防紫外线的作用；
③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，同样在26小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面 保湿直到纳米无机硅防水剂喷透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内的 深度为0. 8mm ；渗透的深度通过湿度测试仪获得；纳米无机硅防水剂使得文物的表面进一 步的具有防水、防腐蚀、抗酸碱、防风化的效果；同时也防止冬季的时候水汽进入文物内造 成冻胀；其中纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅8%，纳米二氧化 钛12%，醋酸0.6%，余量为水；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。实施例3 实施对象为土遗址①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；其 中纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅30%，氧化钠0. 04%，余量 为水；②、在72小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直 到纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度为 2cm ；渗透的深度通过取样切块或湿度测试仪获得；纳米无机硅水溶液在文物内将文物内 的分子之间以分子键的形式重新连接进行加固，使得文物的整体强度大大增加，从而达到 加固的目的，并且纳米无机硅水溶液所形成的保护层还具有防紫外线的作用；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，在72小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面保湿 直到纳米无机硅防水剂喷透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内的深度 为1cm;渗透的深度通过取样切块或湿度测试仪获得；纳米无机硅防水剂使得文物的表面 进一步的具有防水、防腐蚀、抗酸碱、防风化的效果；同时也防止冬季的时候水汽进入文物 内造成冻胀；其中纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅10%，纳米二 氧化钛15 %，醋酸0. 7 %，余量为水；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。实施对象为砖质文物和石质文物①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；其 中纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅30%，氧化钠0. 04%，余量 为水；②、在72小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直 到纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度为 2mm ；渗透的深度通过湿度测试仪获得；纳米无机硅水溶液在文物内将文物内的分子之间 以分子键的形式重新连接进行加固，使得文物的整体强度大大增加，从而达到加固的目的， 并且纳米无机硅水溶液所形成的保护层还具有防紫外线的作用；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体 表面进行再次喷涂，同样在72小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面 保湿直到纳米无机硅防水剂喷透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内 的深度为1mm ；渗透的深度通过湿度测试仪获得；纳米无机硅防水剂使得文物的表面进一步的具有防水、防腐蚀、抗酸碱、防风化的效果；同时也防止冬季的时候水汽进入文物内造 成冻胀；其中纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅10%，纳米二氧化 钛15%，醋酸0. 7%，余量为水；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。以上实施例所述的整个喷涂的过程的温度为不低于5°C，整个喷涂过程应避免雨 水或雪水淋，因为温度过低会造成喷涂物渗透的效果不好，以至于影响整个文物保护的过 程，而避免雨水或雪水淋是为了避免雨水或雪水稀释喷涂物，以至于影响喷涂物的渗透效^ o下面通过具体的实验对本发明的效果进一步的证明实验材料1、长、宽和高均为一米的土墙两座，利用土水混合物砌筑而成；2、长、 宽和高均为一米的砖墙两座，利用仿青砖砌筑而成；3、长、宽和高均约为0. 5米的石墙两 座，利用花岗岩简单雕凿而成。将上述实验材料分成两组进行对比，具体步骤如下首先选土墙、砖墙和石墙各一座，利用本发明的方法进行喷涂保护后与另外的没 有进行喷涂保护的土墙、砖墙和石墙一起置于北方某空旷的室外，之所以选择北方进行实 验，是因为北方四季交替明显，季节性气温变化较大，雨雪天气均有；实验结果对上述实验材料一年后进行观察发现利用本发明的方法进行保护的文物外观受 雨雪侵蚀的现象不明显，而没有进行保护的一组，则外观受侵蚀现象非常明显，其中土墙的 体积已经只剩下不足三分之一，而砖墙和石墙则出现了褪色现象和体积缩小的迹象，说明 受侵蚀现象明显；用小锤对两组实验材料进行敲击，会发现，通过本发明的方法进行保护的文物质 地坚挺，对锤子的敲击形成清脆的回声，而另一组没有进行保护的材料，则质地松软，尤其 土墙，已经没有了任何强度，而砖墙在小锤的敲击下，回声沉闷并出现了掉渣现象，说明侵 蚀现象已经严重影响到了材料的强度。通过上述实验得出结论，本发明的方法，在增强结构强度、防腐蚀、防风化等方面 具有明显的效果。该发明简洁合理，效果明显，且所喷涂的保护层为透明状，不影响对文物的研究及 观瞻，对于文物尤其是土遗址、砖质文物和石质文物的保护具有很好的应用价值。
权利要求
一种土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于该方法利用纳米无机硅水溶液和纳米无机硅防水剂对文物表面先后进行喷涂，使上述两种溶液先后渗透进文物内来完成文物的保护。
2.根据权利要求1所述的土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于所 述纳米无机硅水溶液的成分及质量百分比为纳米二氧化硅20 30%，氧化钠不大于 0. 04%，余量为水；所述纳米无机硅防水剂的成分及质量百分比为纳米二氧化硅6 10%，纳米二氧化钛10 15%，醋酸0. 5 0. 7%，余量为水。
3.根据权利要求1或2所述的土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于 该方法的具体步骤如下①、取纳米无机硅水溶液对文物体的表面进行均勻喷涂至完全覆盖文物表面；②、在8 72小时内利用“①”步骤的方法反复喷涂使文物体表面始终保持湿润，直到 纳米无机硅水溶液渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅水溶液渗透至文物内的深度范围 分别为土质文物1 2cm，砖质文物和石质文物1 2mm ；③、待“②”步骤中喷涂后的文物表面完全干燥后，取纳米无机硅防水剂对文物体表面 进行再次喷涂，同样在8 72小时内通过反复喷涂纳米无机硅防水剂的方法使文物表面保 湿直到纳米无机硅防水剂渗透至文物内为止，其中该纳米无机硅防水剂渗透至文物内的深 度范围分别为土质文物0. 5 1cm，砖质文物和石质文物0. 5 Imm ；④、待“③”步骤中喷涂后的文物完全干燥后完成保护。
4.根据权利要求3所述的土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于所述 整个喷涂的过程的温度为不低于5°C，
5.根据权利要求3或4所述的土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于 整个喷涂过程应避免雨水或雪水淋。
全文摘要
本发明涉及土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法，其特征在于该方法利用纳米无机硅水溶液和纳米无机硅防水剂对文物表面先后进行喷涂，使上述两种溶液先后渗透进文物内来完成文物的保护。该发明简洁合理，效果明显，对于文物保护具有很好的应用价值。
文档编号C04B41/50GK101851113SQ20101017370
公开日2010年10月6日 申请日期2010年5月17日 优先权日2010年5月17日
发明者兰立志, 刘学 申请人:刘学