甘肅糟朽木器安全狀況評(píng)估技術(shù)研究

陳庚齡,容 波,李 強(qiáng)

(1. 甘肅省博物館,甘肅蘭州 730050; 2. 秦始皇帝陵博物院,陜西西安 710600; 3. 中科院上海硅酸鹽研究所,上海 200050)

0 引 言

河西走廊作為古代絲綢之路的黃金通道,為促進(jìn)東西方經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和文化交流發(fā)揮了極其重要的作用。20世紀(jì)50年代以來(lái),考古工作者在武威磨咀子、高臺(tái)駱駝城遺址等地考古發(fā)掘中,出土了以六博俑、彩繪木馬等為代表的大量木器,數(shù)量之多,內(nèi)容豐富,保存完整,為以往中國(guó)考古所罕見(jiàn)。這些富有甘肅地域特色的歷史文化遺物,具有獨(dú)特的歷史和文化藝術(shù)價(jià)值,是古代絲路文明重要的歷史見(jiàn)證,其制作工藝則代表了我國(guó)漢代雕刻技藝的最高水平。

糟朽是甘肅出土木器的典型特征。長(zhǎng)期遭受墓葬埋藏環(huán)境因素影響、作用,造成器物結(jié)構(gòu)與形態(tài)發(fā)生改變,如外觀顏色變色,胎木容重值減小,纖維結(jié)晶度降低,纖維降解程度嚴(yán)重(實(shí)驗(yàn)測(cè)定值高達(dá)50%)。從木材學(xué)角度來(lái)說(shuō),糟朽木器胎木保持適當(dāng)、一定的含水率,才能維持其材質(zhì)形態(tài)與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。在通常保存情況下,受環(huán)境平衡含水率的影響、作用,胎木含水率會(huì)波動(dòng)、變化,直至與之建立動(dòng)態(tài)“平衡”,此時(shí)器物則處于相對(duì)安全狀態(tài)。此外,由于材質(zhì)的固有屬性及缺陷性,對(duì)環(huán)境中的濕度、濕氣和水分較為敏感,胎木含水率會(huì)隨之發(fā)生變化;若胎木在吸濕(吸收水分)與解濕(干燥失水)過(guò)程中,因二者頻率、速度的不均衡,致使“平衡”隨之會(huì)波動(dòng)變化甚至被破壞,引發(fā)“濕脹干縮”效應(yīng),從而對(duì)糟朽木器的保存構(gòu)成了威脅[1]。

加強(qiáng)文物預(yù)防性保護(hù),盡量減少對(duì)文物本體干預(yù),將是今后糟朽木器保護(hù)工作的發(fā)展趨勢(shì)和方向。開(kāi)展關(guān)于藏品保存的安全狀況評(píng)估,是實(shí)施預(yù)防性保護(hù)工作的前提,如何對(duì)糟朽木器保存狀況進(jìn)行安全評(píng)估,建立科學(xué)、規(guī)范的評(píng)估技術(shù)體系,尤其是如何引入量化考量評(píng)估構(gòu)架是目前基礎(chǔ)研究領(lǐng)域亟待解決的難題與課題。本研究通過(guò)對(duì)糟朽木器安全評(píng)估技術(shù)與方法研究,為后期糟朽木器預(yù)防性保護(hù)提供技術(shù)支撐。

1 目前評(píng)估工作中存在的問(wèn)題及解決方案

在當(dāng)前糟朽漆木器保護(hù)領(lǐng)域,保護(hù)材料的研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新的相對(duì)滯后,已成為目前制約事業(yè)發(fā)展的瓶頸;在一時(shí)難以解決和突破的情況下,盡量減少對(duì)文物本體的干預(yù),加強(qiáng)文物預(yù)防性保護(hù)已成為今后保護(hù)工作的重點(diǎn),而前期如何對(duì)藏品的安全及保存狀況進(jìn)行科學(xué)評(píng)估,提供最佳的保護(hù)方案,則顯得尤為重要,也是需要著力解決的難題。

首先,評(píng)估技術(shù)方面,目前國(guó)內(nèi)還未曾就糟朽木器保護(hù)頒布或出臺(tái)有關(guān)藏品安全評(píng)估方面的行業(yè)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn),其他行業(yè)也沒(méi)有可供文博業(yè)內(nèi)參照的相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn);為了解決這個(gè)難題,以往評(píng)估通常采取借鑒其他相關(guān)評(píng)估技術(shù)來(lái)代替;盡管實(shí)際工作中可通過(guò)病害評(píng)估為安全評(píng)估提供“間接”依據(jù),所得出的結(jié)論多是局部、片面的,其結(jié)果往往是不盡人意。

其次,評(píng)估方式、方法方面,原有的評(píng)估方式、方法過(guò)于簡(jiǎn)單、粗糙,沒(méi)有考慮所得出結(jié)論的科學(xué)性,以及沒(méi)有深刻考證依據(jù)來(lái)源的真實(shí)性、可靠性。在評(píng)估過(guò)程中,往往是帶有評(píng)估者個(gè)人主觀和經(jīng)驗(yàn)性結(jié)論多一些,得出的結(jié)果具有局限性。

最后,在定性和定量的認(rèn)知上,以往評(píng)估不注重科學(xué)依據(jù)。由于缺乏科技和數(shù)據(jù)的支持,通常定性評(píng)估的比重相對(duì)占優(yōu),而往往忽視了量化評(píng)估的重要性,所得出結(jié)論缺乏科學(xué)依據(jù)和數(shù)據(jù)支持,致使形式單一、內(nèi)容空洞,結(jié)果讓人難以信服。

因此,針對(duì)目前評(píng)估存在的問(wèn)題,應(yīng)著力加強(qiáng)、開(kāi)展糟朽木器安全評(píng)估技術(shù)與方法的研究,成熟、科學(xué)的分析技術(shù)應(yīng)用到評(píng)估工作中,以分析數(shù)據(jù)和物相證據(jù)為重,以定量為主、定性為輔,且兩者相結(jié)合的評(píng)估方式,來(lái)提升和強(qiáng)化評(píng)估技術(shù)中的科技含量,對(duì)于糟朽木器保護(hù)基礎(chǔ)學(xué)研究將是新的創(chuàng)新和突破。

2 樣品及研究方法

2.1 樣品

本研究工作所涉及的10個(gè)樣品中,有9個(gè)樣品來(lái)源于甘肅武威、高臺(tái)等周邊地區(qū)出土木器(脫落殘塊)及棺板木,另外1個(gè)普通木材樣品的實(shí)驗(yàn)測(cè)定值引用自文獻(xiàn)[2-3],實(shí)驗(yàn)樣品信息見(jiàn)表1。

表1 糟朽木器樣品信息及實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果Table 1 Sample information and experimental analysis results of rotten wooden artifacts

2.2 研究方法

2.2.1樹(shù)種鑒定分析 研究工作應(yīng)用木材學(xué)生物切片分析技術(shù),對(duì)樣品進(jìn)行材質(zhì)樹(shù)種鑒定,使用日本OLYMPUS BX-51型偏光顯微鏡,參考依據(jù)為GB/T 16734—1997《中國(guó)主要木材名稱(chēng)》[4]。

2.2.2掃描電鏡形貌分析 使用掃描電鏡對(duì)糟朽木器樣品的纖維結(jié)構(gòu)進(jìn)行了形貌觀察,儀器為日本日立(Hitachi)FlexSEM 1000型掃描電鏡,分析條件:電壓為5.0 kV,放大1 000倍,工作距離為5.8 mm。

2.2.3X-射線衍射譜圖分析 使用X-射線衍射儀對(duì)糟朽木器樣品的纖維結(jié)晶度及纖維降解度進(jìn)行分析和測(cè)定,儀器為日本理學(xué)電機(jī)公司DMAX-IIIC型X-射線衍射儀,測(cè)定條件:加速電壓45 kV,管流50 mA,掃描范圍為10°～40°,8°/min。

2.2.4容重值的測(cè)定 研究工作采用常規(guī)物理方法,對(duì)糟朽木器樣品的容重值進(jìn)行了測(cè)定,稱(chēng)量使用國(guó)產(chǎn)正峰ZF-C20001電子天平,最大量程2 kg,精度為0.01;測(cè)量使用得力(deli)DL92150機(jī)械式游標(biāo)卡尺,量程0～150 mm,誤差≤±0.08 mm。

2.2.5含水率的測(cè)定 胎木含水率的測(cè)量方法很多,實(shí)驗(yàn)室通常采用烘干法,烘干法樣品采集量較大,顯然對(duì)文物安全是不適宜的。在實(shí)際評(píng)估中,可選擇使用的一些無(wú)損檢測(cè)設(shè)備,目前市面上如德圖產(chǎn)testo 606型木材水分檢測(cè)儀,測(cè)量范圍:8.8%～54.8%,適用樹(shù)種:云杉、落葉松、樺木等,測(cè)量精度:±1%,分辨率:0.1,測(cè)量速率:1 s。

3 糟朽木器材質(zhì)鑒定及屬性分析

3.1 樹(shù)種鑒定

器物樹(shù)種鑒定通常采用徒手切片法,通過(guò)顯微鏡對(duì)生物切片進(jìn)行觀察,依據(jù)所觀察的構(gòu)造特征,來(lái)確定木材的樹(shù)種種類(lèi)。2021年甘肅省博物館委托南京林業(yè)大學(xué)木材科學(xué)研究中心對(duì)研究樣品進(jìn)行鑒定分析,鑒定結(jié)果見(jiàn)表1。表1樹(shù)種鑒定結(jié)果表明,車(chē)馬器和生活用器多選用云杉(易雕刻),棺槨用材多選用圓柏(耐腐蝕),說(shuō)明了糟朽木器制作原料的多樣性。其中,武威磨咀子漢墓出土彩繪木馬(馬身)殘塊經(jīng)鑒定樹(shù)種為云杉,這和早期樹(shù)種鑒定結(jié)果是相吻合的,其材質(zhì)顯微構(gòu)造見(jiàn)圖1。圖1a橫切面,生長(zhǎng)輪明顯,輪間晚材帶色深,早晚材急變;圖1b徑切面,早、晚材管胞壁上螺紋均有分布,加厚比較明顯,呈傾斜排列;圖1c弦切面,軸向薄壁組織量少,紡錘形射線分散,內(nèi)含徑向樹(shù)脂道,射線管胞內(nèi)壁通常無(wú)鋸齒。

圖1 糟朽木器材質(zhì)顯微構(gòu)造Fig.1 Microstructures of a rotten wooden artifact fragment unearthed in Wuwei, Gansu

另外,分析工作對(duì)彩繪木馬(馬身)殘塊進(jìn)行了電鏡形貌觀察,觀察結(jié)果見(jiàn)圖2。器物木質(zhì)纖維糟朽嚴(yán)重,組織結(jié)構(gòu)分布有明顯的橫向裂紋,而且斷裂很?chē)?yán)重;同時(shí)清晰可見(jiàn)管胞壁有紋孔,可見(jiàn)有細(xì)菌活動(dòng)痕跡和留下的微生物殘?bào)w。

圖2 電鏡形貌觀察結(jié)果Fig.2 SEM images of the rotten wooden artifact fragment

3.2 材質(zhì)屬性

木材結(jié)構(gòu)構(gòu)造上具有多孔性,有著易吸收水分的屬性,這種屬性對(duì)周?chē)h(huán)境中的濕氣或水分具有很強(qiáng)的親和力,同時(shí)木材吸附的含水量也會(huì)隨外部環(huán)境的變化而變化。一般情況下,當(dāng)空氣中蒸氣壓大于木材表面蒸氣壓時(shí),木材組織從外吸收水分含水率增大;反之,則干燥失去水分含水率降低。糟朽木器材質(zhì)不僅具有木材屬性,而且其胎木含水率也會(huì)隨保存環(huán)境溫度、濕度變化而改變。

3.3 材質(zhì)缺陷性

通常木材存在“濕脹干縮”效應(yīng),往往會(huì)因自身含水量的波動(dòng)、變化,引起其材質(zhì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)改變。另外,木材因細(xì)胞壁內(nèi)吸附水量變化引起體積變化發(fā)生干縮現(xiàn)象,也稱(chēng)作“各向異性”。當(dāng)木材構(gòu)造紋理不直、不勻時(shí),表面和內(nèi)部水分干燥時(shí)失水速度就會(huì)不一致,造成各部分干縮程度不同時(shí)則會(huì)發(fā)生彎曲、扭曲等不規(guī)則收縮、變形,或不均衡紋理時(shí)表面則會(huì)出現(xiàn)裂縫、開(kāi)裂。

這種“濕脹干縮”效應(yīng)以及“各向異性”現(xiàn)象的存在,致使木材材質(zhì)存在缺陷性,特別是對(duì)糟朽木器保存而言是非常不利的,后期保護(hù)應(yīng)盡量避免這種情況發(fā)生。否則,難免會(huì)對(duì)器物材質(zhì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)造成損傷,導(dǎo)致器物外觀結(jié)構(gòu)變形、開(kāi)裂。

3.4 含水適當(dāng)性

木材含水率與其保存環(huán)境的平衡含水率(EMC)之間存在著相平衡的趨勢(shì)。當(dāng)木材含水率高于環(huán)境的平衡含水率時(shí),木材會(huì)排濕收縮,反之會(huì)吸濕膨脹。因此,為了安全起見(jiàn),木質(zhì)家具在出廠前,通常要進(jìn)行脫水、烘干處理,使其保持到安全的含水率。例如,廣州地區(qū)年平均的平衡含水率為15.1%,北京地區(qū)卻為11.4%;含水率干燥到11%的木材用于北京是合適的,可用于廣州將會(huì)吸濕膨脹、產(chǎn)生變形,所以說(shuō)木材干燥要適當(dāng),并非越干越好。地區(qū)不同、用途不同,對(duì)木材含水率的要求也是不一樣的[5]。

因此,對(duì)于糟朽木器的保存而言,也應(yīng)當(dāng)保持穩(wěn)定、適當(dāng)?shù)暮?這對(duì)文物的長(zhǎng)久保存來(lái)說(shuō)才是安全的。

4 衡量及表征材質(zhì)形態(tài)、結(jié)構(gòu)變化的物理參數(shù)

4.1 衡量指標(biāo)

4.1.1胎木含水率 正常狀態(tài)下的木材及其制品,都會(huì)含有一定數(shù)量的水分。在研究上,一般木材含水率是以全干木材的質(zhì)量作為計(jì)算基準(zhǔn),即水分的質(zhì)量與絕干后木材質(zhì)量的百分比。糟朽木器因纖維組織結(jié)構(gòu)破損、殘缺不全,細(xì)胞質(zhì)發(fā)生腐變、流失,細(xì)胞壁只含有少量的纖維素,不易儲(chǔ)存大量吸著水,所以胎木的含水率一般較低。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,蘭州地區(qū)糟朽木器的胎木含水率約為10.5%[5]。

4.1.2纖維飽和點(diǎn) 器物胎木含水率達(dá)到纖維飽和點(diǎn)(30%)以上時(shí),外觀形態(tài)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等物理性能穩(wěn)定,不隨含水率的變化而改變;反之,器物胎木含水率達(dá)到纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),意味著其材質(zhì)形態(tài)與結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生變化或改變。一般來(lái)說(shuō),由于受所在區(qū)域及保存環(huán)境影響,糟朽木器胎木含水率要遠(yuǎn)低于纖維飽和點(diǎn)。

4.1.3平衡含水率 由于木材自身的吸濕屬性,通常濕材在空氣中放置時(shí)會(huì)不斷蒸發(fā)水分,而干材在空氣中放置時(shí)周?chē)諝庵械乃謩t會(huì)被吸收,當(dāng)蒸發(fā)和吸收水的速度最后相等時(shí),這時(shí)木材的含水率與平衡含水率在數(shù)值上達(dá)到一致。同時(shí)平衡含水率是受大氣環(huán)境濕度的影響而變化,根據(jù)蘭州地區(qū)平衡含水率年變化規(guī)律及測(cè)定值,5月出現(xiàn)最低值為8.9%,而12月出現(xiàn)最高值為14.3%[7]。

結(jié)合胎木含水率與平衡含水率的動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系,可確定蘭州地區(qū)木材含水率年變化范圍為9.3%～14.3%,安全波動(dòng)幅度為±5%。由此得出:對(duì)于糟朽木器而言,其胎木含水率在該范圍、幅度內(nèi)波動(dòng)、變化時(shí),器物則是安全、穩(wěn)定的。

4.2 表征參數(shù)

4.2.1容重值 木材容重值是以含有細(xì)胞腔等空隙在內(nèi)的外觀單位容積質(zhì)量(g/cm3)來(lái)測(cè)定的,如全干材容重值(R)計(jì)算公式為:R=W0/V0,其中W0、V0分別表示全干材時(shí)的質(zhì)量、體積[2]。樹(shù)種不同其容重值也不同,隨木材含水率變化而變化。糟朽木器因纖維素發(fā)生降解,通常其胎木容重值要遠(yuǎn)低于原木的容重值。另外,研究工作對(duì)樣品的容重值進(jìn)行了測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。

4.2.2纖維結(jié)晶度 木材纖維素構(gòu)成上具有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)(無(wú)定形區(qū))結(jié)構(gòu)特征。因此,纖維結(jié)晶度是表征纖維素內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況的一個(gè)重要指標(biāo),它能夠體現(xiàn)纖維素材料的某些性質(zhì),如:結(jié)晶度越大材料的穩(wěn)定性、強(qiáng)度、耐熱性等特性越好,材料的硬度、容重值等也越高[8]。目前利用X射線衍射分析技術(shù)可以了解、掌握糟朽木器材質(zhì)纖維素降解后結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)的狀況,同時(shí)X射線衍射法是最常用的一種纖維結(jié)晶度的測(cè)定方法,可根據(jù)segal經(jīng)驗(yàn)法來(lái)計(jì)算纖維結(jié)晶度,即所謂的峰強(qiáng)度法,通過(guò)圖譜上相應(yīng)位置的衍射峰強(qiáng)度相對(duì)大小進(jìn)行計(jì)算[9-10]。計(jì)算公式為:結(jié)晶度(Xc)=(I002-Iam)/I002×100%,其中:I002為試樣2θ為22.0°時(shí)的晶面衍射強(qiáng)度,Iam為試樣2θ為18°時(shí)的無(wú)定形區(qū)衍射強(qiáng)度。

研究工作對(duì)樣品的纖維結(jié)晶度進(jìn)行了測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。其中,武威磨咀子漢墓出土木馬(馬身)X射線衍射分析譜圖見(jiàn)圖3。從表1纖維結(jié)晶度的分析結(jié)果看,相對(duì)于新鮮木材,棺板木因材質(zhì)保存較好纖維結(jié)晶度為70%左右,而糟朽木器纖維結(jié)晶度均值約為50%,表明糟朽木器纖維結(jié)晶度均明顯降低。

圖3 武威磨咀子出土彩繪木馬(馬身)胎木 X射線衍射分析譜圖Fig.3 XRD pattern of the wooden core of the painted horse body unearthed at Mozuizi, Wuwei

4.2.3纖維降解度 木質(zhì)纖維通常受細(xì)菌和真菌影響和作用而分解、降解。一般來(lái)說(shuō),造成木材降解的因素很多,往往是多種病害因素綜合腐蝕作用的結(jié)果,類(lèi)型包括自然降解和生物降解。木材的成分有纖維素、半纖維素多糖和木質(zhì)素等,木質(zhì)腐朽因素包括菌害、蟲(chóng)害和變色等,主要是因?yàn)槟举|(zhì)內(nèi)部的多糖和木質(zhì)素等主要成分在水和空氣的作用下成為菌害和蟲(chóng)害的溫床,發(fā)生了一系列腐蝕病變,當(dāng)胎木含水率在18%以下時(shí),木腐菌就無(wú)法生存繁殖[7,11]。

研究表明,同一樹(shù)種,腐朽材與健康材相比,結(jié)晶構(gòu)造沒(méi)有發(fā)生變化,但結(jié)晶度下降,說(shuō)明腐朽破壞了纖維結(jié)晶區(qū)的結(jié)晶程度[12]。因此,通過(guò)X射線衍射法,對(duì)比、比較纖維結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)積分面積變化情況,利用結(jié)晶區(qū)降解引起結(jié)晶度降低程度來(lái)反映纖維降解度[13]。此外,研究工作對(duì)樣品的纖維降解度進(jìn)行了測(cè)定,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。從表1纖維降解度的分析結(jié)果看,糟朽木器纖維降解度均在40%以上,而棺板木因材質(zhì)原因降解度在20%左右,表明糟朽木器纖維素均已發(fā)生了嚴(yán)重降解。

5 評(píng)估技術(shù)與方法

5.1 遵循原則

評(píng)估工作應(yīng)遵循文物保護(hù)相關(guān)原則、規(guī)范。因受目前分析技術(shù)、條件限制,分析工作暫時(shí)還不能完全做到無(wú)損分析,只能盡量使用成熟分析檢測(cè)技術(shù),做到樣品采集對(duì)文物傷害盡量最小化,且不影響二次檢測(cè);本分析工作所涉及樣品均來(lái)源于殘損文物資料品。

關(guān)于糟朽木器病害類(lèi)型及程度評(píng)估可依據(jù)WW/T 0003—2007《館藏出土竹木漆器類(lèi)文物病害分類(lèi)與圖示》[14]及《竹木漆器文物腐蝕狀況評(píng)估等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)》中相關(guān)方法進(jìn)行認(rèn)定[15]。另外,需要說(shuō)明一點(diǎn),糟朽木器形態(tài)變色原因主要是早期埋藏環(huán)境致使胎木中木質(zhì)素含量過(guò)高造成的,鑒于外觀顏色基本趨于穩(wěn)定,考慮到對(duì)評(píng)估結(jié)果影響甚微,文中不再贅述。

5.2 技術(shù)構(gòu)架

綜合、梳理以上分析結(jié)果,提出、創(chuàng)建了符合當(dāng)前糟朽木器安全評(píng)估的技術(shù)構(gòu)架,基本結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖4 糟朽木器安全評(píng)估技術(shù)構(gòu)架Fig.4 Technical framework of safety assessment of rotten wooden artifacts

5.3 評(píng)估方法

根據(jù)胎木含水率與平衡含水率的動(dòng)態(tài)關(guān)系,綜合胎木含水率變化對(duì)糟朽木器結(jié)構(gòu)和形態(tài)的影響、作用結(jié)果,最終對(duì)器物的安全狀況進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估采用定性與定量相結(jié)合的方式,定性評(píng)估重點(diǎn)對(duì)糟朽木器形態(tài)狀況進(jìn)行評(píng)估,包括外觀顏色、病害類(lèi)型及程度與形貌觀察等考量;定量評(píng)估重點(diǎn)對(duì)糟朽木器結(jié)構(gòu)狀況評(píng)估,包括容重值、纖維結(jié)晶度、纖維降解度等表征參數(shù)的量化考量。具體方法如下:

1) 安全區(qū)。界定標(biāo)準(zhǔn):胎木含水率的測(cè)定值處于9.3%～14.3%的安全范圍及±5%的安全幅度內(nèi)波動(dòng)、變化時(shí),因平衡效應(yīng)的作用,則胎木容重值、纖維結(jié)晶度與纖維降解度等表征參數(shù)物理量(測(cè)定值)變化輕微或幾乎不發(fā)生改變。

變化特征:器物能夠維持自身胎木含水率與環(huán)境平衡含水率的動(dòng)態(tài)平衡,平衡期間其形態(tài)與結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化或改變,表明糟朽木器處于安全區(qū),無(wú)需對(duì)器物進(jìn)行干預(yù)。

2) 危險(xiǎn)區(qū)。界定標(biāo)準(zhǔn):胎木含水率的測(cè)定值超出9.3%～14.3%的安全范圍頻繁波動(dòng)、變化時(shí),一般往往會(huì)導(dǎo)致表征參數(shù)物理量發(fā)生改變,存在持續(xù)不斷且更加嚴(yán)重的變化趨勢(shì),造成的結(jié)果是:在原有基礎(chǔ)上,會(huì)繼續(xù)引起容重值變小,纖維結(jié)晶度降低,纖維降解度增大。

變化特征:胎木含水率的測(cè)定值若低于9.3%時(shí),受平衡效應(yīng)作用,胎木會(huì)發(fā)生吸濕,引起、造成材質(zhì)形態(tài)膨脹,該過(guò)程以形態(tài)變化為主,是一個(gè)逐漸“量”變過(guò)程;若高于14.3%(低于纖維飽和點(diǎn))時(shí),受平衡效應(yīng)作用,胎木因干燥失水會(huì)發(fā)生解濕,而引起、造成材質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,該過(guò)程以結(jié)構(gòu)變化為主,是一個(gè)逐漸“質(zhì)”變過(guò)程。上述兩種情況下,盡管最終胎木含水率均有著與平衡含水率相平衡的趨勢(shì),因波動(dòng)、變化幅度過(guò)大,且頻率過(guò)于頻繁時(shí),致使內(nèi)部結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化不均衡,極易導(dǎo)致胎木形態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,往往這種“結(jié)果”一旦產(chǎn)生,造成的后果是其形態(tài)與結(jié)構(gòu)無(wú)法恢復(fù)或復(fù)原。此時(shí),需要對(duì)器物的保存環(huán)境采取相應(yīng)的干預(yù)措施。

3) 瀕危區(qū)。界定標(biāo)準(zhǔn):器物喪失維持自身平衡效應(yīng)的能力(以病害評(píng)估結(jié)果為準(zhǔn)),表征參數(shù)的物理測(cè)定值變化幅度劇烈,而且測(cè)定結(jié)果明顯異常;當(dāng)胎木木質(zhì)素含量達(dá)85%時(shí),由于纖維素幾乎完全發(fā)生降解,此時(shí)纖維結(jié)晶度為0,纖維降解度接近100%[2]。

變化特征:胎木糟朽或受損、變形嚴(yán)重,表面會(huì)常伴有“掉渣”現(xiàn)象;盡管有些器物依然呈現(xiàn)出“完好”的外觀形態(tài),可是即使輕微的外力作用,瞬間都會(huì)引起其結(jié)構(gòu)崩塌,后期僅作為文物標(biāo)本只用于研究。

5.4 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

針對(duì)實(shí)際評(píng)估工作中存在的難題,在整理、梳理以往評(píng)估技術(shù)的基礎(chǔ)上,突破了原有理念的局限性,通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新研究,建立適合于當(dāng)前糟朽木器安全評(píng)估構(gòu)架模型。解決了原有評(píng)估方法、方式中存在的問(wèn)題:如評(píng)價(jià)較為主觀,無(wú)法量化,不夠科學(xué)等等;該方法簡(jiǎn)單、實(shí)用,且重?cái)?shù)據(jù)、強(qiáng)化量化,得出的結(jié)論更具科學(xué)性和說(shuō)服力。

6 結(jié) 論

目前在基礎(chǔ)學(xué)研究方面,關(guān)于糟朽木器評(píng)估技術(shù)研究成果較少。研究工作對(duì)糟朽木器安全評(píng)估技術(shù)進(jìn)行了有益的探索和創(chuàng)新,突破了多年來(lái)一直困擾的技術(shù)瓶頸,結(jié)合實(shí)踐的基礎(chǔ)上,提出、設(shè)計(jì)了全新的評(píng)估技術(shù)構(gòu)架,方法科學(xué)、規(guī)范,而且有理、有據(jù),并得出以下結(jié)論:

1) 胎木含水率作為影響糟朽木器結(jié)構(gòu)與形態(tài)穩(wěn)定的決定因素,是安全評(píng)估的唯一衡量指標(biāo);

2) 胎木容重值、纖維結(jié)晶度與纖維素降解度作為糟朽木器物理化學(xué)性能考量的表征參數(shù),均直觀、真實(shí)反映了材質(zhì)質(zhì)量或狀況變化情況,可作為量化評(píng)估的參考指標(biāo);

3) 確定胎木含水率的安全變化范圍為9.3%～14.3%,安全波動(dòng)幅度為±5%,由此制定了糟朽木器安全評(píng)估的相關(guān)界定標(biāo)準(zhǔn);

4) 該技術(shù)采用定量與定性相結(jié)合的評(píng)估方式,特點(diǎn)重?cái)?shù)據(jù)、重證據(jù),進(jìn)一步提升、強(qiáng)化評(píng)估技術(shù)中的科技含量,方法切合實(shí)際,易于掌握。