陽(yáng)泉古城墻的病害調(diào)查及分析判斷

中圖分類號(hào)：K85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2016）05-0388-02

一、古城墻遺址的病害

1.古城墻的病害調(diào)查

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，陽(yáng)泉古城墻包括本體的病害和環(huán)境的病害。除了本體病害外，附近的開方取土也對(duì)遺址造成破壞。

1.1本體的病害

本體的病害有：土體開裂、塊狀剝落、植物生長(zhǎng)等。病害的特點(diǎn)是：病害種類少，病害嚴(yán)重，破壞面積大。

1.2 環(huán)境病害

1.2.1農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

城墻遺址在歷史上附近為農(nóng)田，城墻跟腳就有農(nóng)民為澆水開挖的水渠和埋設(shè)的排水管，表明遺址長(zhǎng)期受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。

1.2.2人為開挖

人為開挖和取土是對(duì)遺址危害最大的人為活動(dòng)，遺址附近的地面因?yàn)槿⊥料陆盗?-10米，嚴(yán)重影響遺址的安全。

1.2.3環(huán)境污染

由于缺乏管理，因此城墻遺址附近有一些垃圾和泥土堆積，影響遺址外觀。

二、病害的分析判斷

為了了解遺址病害的原因，對(duì)遺址的病害進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和科學(xué)分析。包括古城墻夯土的組成、特性，生長(zhǎng)的植物種類等。

1.城墻現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)

對(duì)城墻的土體含水率以及不同部位土體的溫度進(jìn)行了測(cè)試。

從測(cè)試數(shù)據(jù)看，城墻在冬季的時(shí)候，南部和北部的溫差很大，接近20℃。溫度低于0℃即可出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，而北部城墻跟腳處的含水率為8.7%，有出現(xiàn)凍融的可能。

2.夯土的科學(xué)分析

2.1樣品

在陽(yáng)泉古城取得夯土，表面粉化樣品的樣品，以了解夯土特性，表面粉化原因。樣品情況如下：

2.2分析方法

根據(jù)取樣目的確定了分析方法，對(duì)樣品進(jìn)行了X-射線衍射分析（分析土的成分）、壓汞孔隙分析（分析夯土的孔隙特征）、以及離子色譜分析（分析表面風(fēng)化層的鹽分含量）。

X-射線衍射分析：

X-射線衍射分析的特點(diǎn)是對(duì)無(wú)機(jī)物質(zhì)具有好的定性分析能力，在采用標(biāo)樣的情況下還可以確定混合物中各種物相的半定量百分比。

選用Dmax 12kW粉末衍射儀，試驗(yàn)條件為：X射線：CμKα （0.15418 nm）；管電壓：40kV；管電流：100 mA；石墨彎晶單色器；掃描方式：θ/2θ掃描；掃描速度：8°（2θ）/ 分；采數(shù)步寬：0.02°（2θ）；環(huán)境溫度：25.0 （±1）℃；濕度：20.0（±5）% 進(jìn)行測(cè)試分析。依據(jù)SY/T6210-1996《沉積巖中樣品礦物總量和常見非樣品礦物X射線定量分析方法》與PDF2粉末衍射數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行解譜。

壓汞孔隙分析：

巖石內(nèi)部的孔隙大小和孔徑分布，是巖石的重要特征，影響著巖石的耐風(fēng)化能力，也決定著將來(lái)保護(hù)材料的使用效果，因此巖石的孔隙率和分布是需要了解的指標(biāo)。

分析方法：采用壓汞法進(jìn)行測(cè)量。壓汞法又稱水銀注入法，是研究多孔材料孔隙結(jié)構(gòu)的經(jīng)典方法。壓汞法可以了解磚石材料內(nèi)部的空隙大小和孔徑分布，使用的設(shè)備為Quanta Chrome公司的AutoScan-33壓汞儀。

離子色譜/IC：

離子色譜是高效液相色譜（HPLC）的一種，是分析離子的一種新的液相色譜方法。由于操作簡(jiǎn)便，對(duì)常見陰陽(yáng)離子分析的高靈敏度，特別是對(duì)陰離子和價(jià)態(tài)形態(tài)分析的突出優(yōu)點(diǎn)，在文物保護(hù)研究領(lǐng)域的應(yīng)用得到了廣泛的關(guān)注。

經(jīng)常檢測(cè)的常見離子有：

陰離子：F-，Cl-，Br-，NO2-，PO43-，NO3-，SO42-，甲酸，乙酸，草酸等。

陽(yáng)離子：Li+，Na+，NH4+，K+，Ca2+，Mg2+，Cu2+，Zn2+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+等。

實(shí)驗(yàn)中使用的是北京師范大學(xué)分析檢測(cè)中心的TX/600離子色譜儀，美國(guó)DIONEX戴安公司生產(chǎn)。

2.3分析結(jié)果

X-射線衍射：

幾個(gè)樣品的成分是黃土的典型成分，1號(hào)樣品含有較高的碳酸鈣含量，并有一定的巖鹽含量。石灰的含量高說(shuō)明可能在夯筑時(shí)添加了石灰做 添加材料。而鹽的存在說(shuō)明此處可能有毛細(xì)水的作用，帶來(lái)了鹽分。

表 土樣X-射線衍射分析結(jié)果

從石英，方解石，云母，長(zhǎng)石，綠泥石等的含量看，幾個(gè)樣品基本接近，說(shuō)明3個(gè)夯土的成分接近外，它們的成分也與下部的粘土接近，可能城墻的土就取自附近的黃土，采用附近的夯土作為原料夯筑而成。

1號(hào)樣品為粉化嚴(yán)重的黃土，因此含有較多的鹽分，同時(shí)含有較多的方解石和石膏，這些可能是上部雨水沖刷使城墻上的中溶鹽和難溶鹽溶解導(dǎo)致的富集，也可能是內(nèi)部的鹽分析出，或者是地下土壤中的鹽分在水的毛細(xì)作用下帶來(lái)的。

從數(shù)據(jù)看，紅色和黃色夯土的孔隙率和密度差別大，孔隙率差別接近10%，表觀密度差別大，與孔隙率的差別都說(shuō)明了圍觀結(jié)構(gòu)的不同。4號(hào)樣品的平均孔徑大于3號(hào)，但是其密度卻大于3號(hào)。

3號(hào)樣品所在的夯土粉化較嚴(yán)重，可能與其孔隙率大，不如4號(hào)樣品致密有關(guān)。

3號(hào)樣品的壓汞孔隙圖

4號(hào)樣品的壓汞孔隙圖

離子色譜：

無(wú)機(jī)陰離子：

無(wú)機(jī)陽(yáng)離子：

從分析結(jié)果看，陽(yáng)離子以鈉，鈣離子為主，而陰離子情況比較復(fù)雜。

1號(hào)樣品為粉化嚴(yán)重的樣品，鈣、鈉離子含量相當(dāng)，氯離子含量超過了硫酸根離子，這說(shuō)明可溶鹽的含量很高，硝酸根的含量也挺高；

2號(hào)，離子的硫酸根和鈣離子含量最高，可能硫酸鈣的含量高；但是其其它離子的含量卻最小，可能與淋溶作用有關(guān)。

總的來(lái)說(shuō)，城墻的土樣品中，鹽分含量都很高，較普通黃土高很多。

3.植物情況

據(jù)調(diào)查，城墻上生長(zhǎng)的最多的樹木為榆樹和酸棗，草類是各種茅草和藤蔓植物，這些多在城墻頂部生長(zhǎng)，樹根的生長(zhǎng)克達(dá)到城墻底部，導(dǎo)致開裂垮塌。

參考文獻(xiàn)

[1]廉惠珍：建筑材料物相研究基礎(chǔ)。北京：清華大學(xué)出版社，1996年6月第一版，第118-130頁(yè)。

作者簡(jiǎn)介：岳嘉蕾（1992-）女，江蘇丹陽(yáng)人，北京聯(lián)合大學(xué)考古學(xué)碩士研究生，研究方向：文化遺產(chǎn)保護(hù)與科技考古。