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1、 彩绘泥塑文物修复材料的筛选应用 摘要：新疆吐鲁番阿斯塔那古墓群出土的彩绘泥塑文物在1970年代曾经过修复，目前文物出现了粘接部位松动、补缺部位脱落以及全色做旧的颜色发生了变化等情况，究其原因是当时所使用的修复材料出现了问题，如黏合剂老化造成粘接处的松动和脱落，颜料的质量问题使后期的色彩发生了变化，等等。鉴于上述材料已经无法继续对文物实施有效的保护，需要运用科学的手段重新筛选新材料。在选择新材料时，首先对其成分和性能及安全可靠性作了充分了解，以确保新材料在使用中和使用后对于所修复的文物无安全隐患并能够起到真正的保护作用;其次是主要修复材料的质地与文物尽量保持一致。通过仪器检测修复所需的泥土成分
2、和性能，反复实验渗透加固剂的速度、强度、深度、色泽，粘接剂的力度强弱，填补缝隙用料的可塑性以及颜料等，最终选择新型材料和传统材料相结合，作为修复彩绘泥塑文物的基本材料。关键词：彩绘泥塑文物;阿斯塔那古墓群;保护材料;渗透加固;粘接强度;土样检测引言受保存环境的影响，可移动文物受到侵蚀损害甚至残缺不全的现象非常严重，因此需要对残损文物进行抢救性的有效保护修复。随着科学技术的进步，许多用于文物保护修复的新方法和新材料被研发出来，对于顺利开展文物修复也起了积极推动作用。1970年代，新疆的文物工作者开始修复吐鲁番阿斯塔那古墓群出土彩绘泥塑文物，当时由于受各方面条件和认知的限制，在泥塑文物修复中均使用
3、了符合当时条件的修复方法和材料。虽然时间仅过去了几十年，但经过修复的泥塑文物保存状况却不是很理想，主要表现为粘接部位松动、补缺材料脱落、黏合剂老化以及全色做旧处的色彩变化等。据此可以推断，主要是当时所用的修复材料出现了问题。因此这些问题（修复）材料已经不适用泥塑文物的修复，需要运用科学的方法对修复材料进行重新筛选，用筛选出的新材料来替换上述出现问题的老材料。对于如何选择修复彩绘泥塑文物的材料，把握它们的性能尤为重要。我们有针对性地根据阿斯塔那古墓群出土泥塑文物特点以及文物修复的基本要求和修复材料的筛选原则来确定修复材料。首先对修复所需的泥土进行肉眼观察及仪器检测，了解其成分和性能;其次将渗透加
4、固剂的速度、强度、深度、色泽，粘接剂的力度强弱，填补缝隙用料的可塑性以及颜料的选择等作为实验内容，在对上述修复材料进行反复试验后，最终选择新型材料和传统材料相结合，作为修复彩绘泥塑文物的基本材料。一、选择修复彩绘泥塑的泥料经观察，制作彩绘泥塑文物的原料黃土是一种浅黄色、含砂量小、杂质较少的黏土，为了使修复材料能更接近文物本体的材质，我们从吐鲁番高昌故城附近、距阿斯塔那古墓群较近的黄土区域中，选取了2块与文物泥胎色泽相近、黏性适中、可塑性较好的黄土作为检测样本，再采集1块彩绘泥塑的泥胎也作为样本送兰州矿产资源监督检测中心进行检测（见表1）。对3块土样的分析检测，结果见表2。通过3个土样的检测比对
5、数据可以看出，从吐鲁番阿斯塔那当地所取土样与泥塑胎体土样中的矿物种类及含量均较为接近，说明制作阿斯塔那彩绘泥塑的泥胎土料是取自于当地的黄土，实验选取的土样可以作为修复彩绘泥塑文物的基本材料。实验过程中，用上述选定的黄土制作泥块，作为渗透加固、粘接和填补缝隙的实验对象：1）先用粉碎机把黄土块打成粉末状;2）再用200目的分样筛分离颗粒细腻的黄土;3）将细黄土、短麻（或脱脂棉）和纯净水进行混合，用木槌敲打成膏状（图1）;4）用保鲜膜包裹膏泥焖制，待半干燥不沾手方便塑形时，用修复刀制作成实验泥块（图2）。二、断面渗透加固剂的选定出土泥塑文物断裂的现象较为严重，为了使后续的粘接步骤能够顺利进行，要对断
6、裂面实施渗透加固以增强其硬度，那么选择渗透加固的材料就显得尤为重要。本次实验选用了三种渗透加固剂。第一种是在传统修复泥塑文物时使用的酒精虫胶溶液，配比一般在10%15%;第二种是敦煌研究院在修复古代壁画中使用的ZB-SE-1专用乳液黏合剂（又名“有机硅丙烯酸乳液加助渗剂”，以下简称“有机硅丙”），其配比为2%有机硅丙与纯净水的渗透加固剂;第三种是配比为8%的B72丙酮溶液。将这三种不同的渗透加固剂分别以均量多次分时段滴注在不同的试验块上，结果显示：B72丙酮溶液的渗透速度要快于虫胶渗透加固剂和有机硅丙渗透加固剂。经观察，在第三遍渗透加固时，B72丙酮溶液的渗透力依旧可以，虫胶渗透速度已经明显变
7、弱而且在表面出现结膜现象，有机硅丙则已经出现饱和现象（图3）。待实验块表面完全干透后放置24小时，用修复工具刻划并以80目砂纸打磨实验块的渗透表面，有机硅丙加固面打磨4次就观察到有土末掉落，虫胶乙醇加固面打磨7次观察到土末掉落，而B72丙酮溶液加固过的表面需要10次打磨才有土末掉落。这里需要说明一下，在实验过程中将有机硅丙乳液的浓度增大至4%时，其渗透的力度相对较弱，无法达到渗透的效果，所以放弃增大其浓度。为了进一步证实此次实验的结果，实验选取了3块没有颜料层、无法与其他部位拼接的泥塑残块原件，用上述渗透加固剂进行了二次实验（图4）。通过彩绘泥塑样块的渗透实验发现，用2%的有机硅丙渗透加固的硬
8、度效果欠佳，加大其渗透液的浓度至4%时，渗透的速度非常缓慢，干透后渗透面的硬度仍不理想;虫胶加固剂干透后发现断面色泽加深，其硬度相对适中;用B72丙酮溶液渗透加固的泥塑残块，渗透性强、加固后强度较大，虽然加固后断面色泽略有加深，但是要浅于虫胶乙醇溶液。通过上述对实验样块和泥塑残块断面的渗透加固实验，得到以下结论：1.B72丙酮溶液具有无色透明特质，有良好的稳定性，不宜发黄。在对泥塑文物断面进行加固时具有渗透性强、加固后强度大、硬度合适的特点，可用于中小型泥塑残块断面的渗透加固。2.虫胶乙醇溶液的渗透速度快，且易挥发，对泥塑残块断面进行渗透加固后，断面的硬度也较适合下一步的粘接。但由于虫胶乙醇溶
9、液的渗透速度快，在对有许多缝隙的残块进行渗透时，溶液很容易从缝隙中渗出从而影响彩绘泥塑文物的外观。所以该溶液可用于较大型的或无缝隙泥塑残块的渗透加固。3.有机硅丙是用水作为溶剂，渗透速度较弱，且不易挥发，在对泥塑的残块断面进行渗透加固时，由于长时间对文物本体进行浸泡，会造成文物本体断面的膨胀和酥松，有机硅丙虽经干透，但其硬度仍不是很理想，达不到粘接的预期效果，故只能作为小块断面的渗透加固，且用量要少1。所以，以上三种渗透加固剂各有其特点，在工作中可根据实际情况谨慎选择使用。三、粘接材料的选定在粘接材料筛选试验过程中，我们还是通过传统修复材料与新型修复材料进行多次试验，从其中选取一种相对较适合泥
10、塑修复的粘接材料。需要说明的是，粘接材料的选定实验是一种以破坏性实验所得到的结果为依据，在做拉力分离测试的时候会损伤测试块，所以不能选择彩绘泥塑原件作为实验对象，而只能在实验泥块上进行。1.环氧树脂作为粘接剂在1980年代被广泛用于文物修复，它是一种高分子材料，使用时须加入适量的乙二胺（固化剂）和二丁酯（柔软剂）调配。在进行粘接实验时，首先将调制好的环氧树脂胶涂抹在渗透加固后的实验块表面，与另一实验块对接，待胶质彻底固化后，发现粘接力度相当强，要用330N的力才能将实验块拉开。从断裂处观察，裂面是从渗透加固剂未达到深度的泥层处断开，显示环氧树脂胶的粘接强度太高，硬度已经大大超过了实验块本体。根
11、据粘接材料的硬度不宜大于被粘接物的要求，实验放弃了使用环氧树脂作为粘接泥塑文物的黏合剂。2.ZB-SE-3A专用乳液黏合剂（改性丙烯酸乳液加助渗剂，简称“丙烯酸”），是一种新型的粘接材料，使用时以纯净水作溶剂按比例调配成所需的溶液，目前在壁画修复方面使用较多2。实验阶段，首先将50%的丙烯酸均匀地涂抹在分别渗透有B72丙酮溶液、虫胶乙醇溶液和有机硅丙烯酸加固液的6个实验块上，同材料渗透过的实验块相互粘接为一组。待粘接剂固化干燥后，用小于9.8N的力可以拉开三组不同的实验块，发现断裂是发生于实验块的表面处，也就是说这三组在使用粘接剂后相互黏合力度都很小，根本没有起到黏合的作用（图5）。然后将纯丙
12、烯酸乳液涂抹在实验块表面待黏合剂干透后，发现表面形成了一层碎裂的鳞片状干膜。原因是在丙烯酸乳液干燥过程中水分蒸发，致使纯丙烯酸不断收缩而形成的这种现象，所以对泥塑残块根本起不到粘接作用（图6）。通过上述实验结果，发现用原液去粘接实验块非常不理想，所以接下来分几种不同浓度的纯丙烯酸乳液与加工过的细黄土混合成胶泥状，进行粘接实验。实验过程中发现，50%的丙烯酸乳液与黄土混合的粘接胶泥干燥后出现了开裂现象，这种情况很有可能是因为乳液浓度过高导致收缩过快造成的，这种开裂现象会严重影响粘接的牢固程度。为此在配制粘接胶泥时添加了适量的细沙、细麻或脱脂棉等纤维来改善开裂的情况。将四種50%、20%、10%、
13、5%不同浓度的丙烯酸乳液加适量细黄土、细纤维等混合成胶泥，两两实验块进行粘接，分为A、B、C、D四个组（图7）。待粘接胶泥干燥后进行拉拔实验，用5%和10%丙烯酸乳液调配成的粘接胶泥，用20N以内的力可将实验泥块拉开;20%的粘接实验泥块需要80N的力;50%的粘接实验泥块则需要100N左右的力（见表3）。通过测试环氧树脂、50%丙烯酸乳液原液、50%、20%、10%和5%丙烯酸乳液与黄土等混合胶泥的粘接拉力实验可知，粘接泥塑残块的材料，选择20%或者50%的纯丙烯酸乳液与黄土、细纤维等混合成的粘接胶泥（A，B组），强度较为合适，二者浓度的选择取决于残块断面大小。四、补塑材料的选择和制作拼对粘
14、接后的彩绘泥塑文物，仍普遍存在局部残缺现象。为了展现修复后泥塑文物的完整性且便于后续展陈，需要对局部残缺部位进行有依据、有参照的补塑3。残缺部位的补塑材料，依旧使用经检测的黄土和适量细纤维等材料混合，制作补塑泥。首先将黄土加工碾碎，然后过200目的细筛，除去黄土中的砂粒和杂质，将过筛后的黄土放入容器中加纯净水浸泡数小时，再将浸泡后的黄泥置于木板上，把适量的脱脂棉花平铺在黄泥上，用木槌将上述材料反复锤砸，制成软硬合适的泥膏状塑泥，参照文物的原件部位，对残缺部分进行复原修复（图8）。补塑之前，需要先将补塑处的断面用B72丙酮溶液进行加固处理，一方面可以增强断面的硬度，另一方面可作为隔离层，以便必要
15、时对补塑材料进行可逆性的去除。五、裂隙、裂缝的填补材料选择阿斯塔那古墓群出土的彩绘泥塑文物本体表面存在大量的裂隙、裂缝病害，以及残块拼接后遗留的缝隙，这些缝隙的长短宽窄深浅程度均有不同。传统工艺修复彩绘泥塑文物，曾使用过熟石膏。因为熟石膏具有固化时间短、收缩率低、不易出现裂缝、可塑性好等特点，故作为一种常见修复材料对缺损部位进行补全和缝隙的填补修复。但是熟石膏的水固化物应用在文物修复后，也有明显缺点，例如固体机械强度低，质地脆弱，怕磕碰，受潮后易粉化等4。此外石膏用于修复泥塑文物，还存在补全内容与文物本体有色差的问题。鉴于石膏的上述诸多缺点，我们尝试改用有机硅改性丙烯酸乳液与其他材料混合制成的
16、材料来填补裂隙。有机硅改性丙烯酸乳液具有抗沾污性、耐水性、透气性等特点，将它与熟石膏、黄土混合进行了如下实验：首先用50%的有机硅丙烯酸乳液分别与熟石膏、黄土以3：1、2：1、1：1、1：2的配比混合制成实验块，待混合材料干燥后，发现实验样块上均出现了裂缝，这说明乳液的浓度过大导致收缩过快而形成了裂缝。然后又将乳液浓度分别降低至20%和6%，再做相同的配比实验。然后根据实验结果，从样块是否开裂、样块的可修整性、与泥塑胎体的色泽相似度三个方面来选择填补裂隙的材料（图9）。在实验中发现用，20%有机硅丙乳液混合成的样块也出现了裂缝，究其原因也是溶液浓度过高造成的，此外是否开裂还取决于石膏含量多少。而浓度较低的6%未出现裂缝情况，说明可修整性也和溶液浓度及石膏含有量有关。而色泽方面完全取决于石膏与黄土的比例含量（见表4）。通过上述实验，我们确定选用6%有机硅改性
