土遗址、砖质文物和石质文物的保护方法

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。

说明书

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匀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℃，

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匀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匀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匀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匀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匀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匀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℃，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果。

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。