莫高窟壁画地仗层水汽吸附特征及其影响因素

摘要

敦煌莫高窟是我国乃至世界上最重要的佛教遗址之一。洞窟壁画产生的病害大多与水盐运移有关,而作为导致病害的水汽来源之一,洞窟空气中水分主要通过吸附作用进入地仗层孔隙结构中。该文利用试验方法探究莫高窟地仗层土体的吸湿机理,并分析吸湿过程的影响因素。结果表明,在较低与较高的相对湿度下,地仗层土体吸湿的主要驱动力分别为短程吸附作用与毛细凝聚作用。对于莫高窟地仗层来说,由土颗粒比表面积与黏土矿物含量等因素影响的短程吸附作用较弱,因此低湿度条件下吸湿量较小。但在较高湿度条件下,地仗层中由土体中孔径分布影响的毛细凝聚作用明显增强,吸湿量显著增大。莫高窟地仗层平衡吸湿量开始明显增大的临界湿度大约在80%。此外,地仗层中澄板土与砂的比例是影响地仗层吸湿量的主要因素。试验结果为莫高窟壁画病害机理研究及预防性保护提供理论依据。