白 禹 張中儉 劉鵬輝 馮智深

(中國地質大學(北京)工程技術學院，北京 100083)

1 國內(nèi)外石質文物病害分類體系

文物病害分類是其診斷的前提。石質文物的病害分類體系國內(nèi)外研究眾多，主要包括Fitzner,Heinrichs等科學家提出的石質文物分類方法、歐共體提出的石質結構建筑損傷評定標準、中國國家文物局頒布的石質文物病害分類與圖示標準以及石質文物保護工程勘察規(guī)范等4種。

1991年，德國的Fitzner,Heinrichs等科學家也提出了石質文物的分類方法[1]，他們將石質文物病害主要分為三級。第一級有4個類別。第二級有25個典型類別。第三級有75個獨立類別。在此基礎上，他們將每個類別依據(jù)風化嚴重程度進行了定義。

國際古跡遺址理事會石質學術委員會(ICOMOS-ISCS 2008)借鑒上述科學家的分類方法提出的石質文物病害標準[2]，將石質文物風化分為三個級別，第一級有裂隙與變形、剝落、溶蝕、變色與沉淀、生物病害，第二級有33個典型類別，其中裂隙與變形2類，剝落7類、溶蝕7類、變色與沉淀11類、生物病害6類，第三級有31個獨立類別。

2001年～2004年年初歐共體對石質結構損傷診斷進行了大量的研究。他們提出了一個完整的石質結構建筑損傷評定的標準。該體系總體上是一個三級分類結構。其中第一級由表面變化、剝離、斷裂、變形、生物寄生和力學損傷6類組成。在表面變化和剝離中分出二級典型類別。第三級獨立類別有48類。但是該分類在一級分類前5個是以現(xiàn)象為標準，而第6個(即力學損傷)是以原因為標準。這將影響勘察過程中對一些病害現(xiàn)象的界定。

中國國家文物局借鑒Fitzner,Heinrichs等人的分類方法，在2008年頒布了石質文物病害分類與圖示的標準[3]。該標準將巖石病害第一級主要分為：生物病害、機械損傷、表面(層)風化、裂隙與空鼓、表面污染與變色、彩繪石質表面顏料病害、水泥修補等7類，并規(guī)定了每種第二級病害的示意圖。

2015年中國國家文物局編制的石質文物保護工程勘察規(guī)范[4]按照現(xiàn)象和破壞形式將石質文物病害分為三級。第一級分別為表層完整性破壞類、表層完整性損傷類、表面形態(tài)改造類、表面顏色變化類和生物寄生類5類。第二級將這5類繼續(xù)細分為典型類別。第三級為獨立類型。

總體而言，石質文物的文物病害類型分類尚處于研究中，各自提出了完全體系。但是古磚文物病害類別尚未有人研究。由于磚石形成條件和石質文物不同，所以我們對古磚的病害類別進行研究。本文結合石質病害類別，對平遙古城古磚的病害進行分類，并進行詳細描述。

2 古城墻古磚病害分類體系

經(jīng)過對平遙古城古磚的病害進行考察和總結，將古磚主要病害分三個級別。其中，第一級有裂隙與空鼓、剝落與脫落、材料缺失、結殼、變色與沉淀、生物病害6類。第二級有15個典型類別。第三級有14個獨立類別，見圖1。

2.1 裂隙與空鼓

2.1.1裂隙

由于風化或受力而在磚體表面或內(nèi)部形成的，能被肉眼觀察到的微小裂隙。主要分為以下3種：

1)微裂隙：裂隙寬度小于0.1 mm，僅肉眼可見的微小裂隙。

2)等距裂隙：產(chǎn)生多個等距離且近乎平行裂隙。

3)貫通裂隙：由磚體表面裂隙發(fā)展為深層裂縫，裂隙貫通整個磚體的斷面，將磚體分為兩部分，破壞了磚體的整體性和穩(wěn)定性，其危害是較為嚴重的，如圖2所示。

2.1.2空鼓

磚體表層鼓起，形成空腔，不全剝落，嚴重時會造成磚體表面大面積脫落。

2.2 剝落與脫落

2.2.1涂層剝落

磚體表面保護層或彩繪圖層墻面風化起層，粉化剝落較為嚴重，磚體空洞造成整片墻面凸凹不平大面積剝落，從而造成整個涂層都被剝落了下來，如圖3所示。

2.2.2片狀剝落

磚體表層出現(xiàn)大面積的剝落，主要分為三種：

1)鱗片狀剝落：磚體表層出現(xiàn)大面積毫米級的鱗片狀突起和剝落。

2)板塊狀剝落：磚體表層出現(xiàn)大面積厘米級的板塊狀突起和剝落，如圖4所示。

3)條狀剝落：磚體表層出現(xiàn)大面積厘米級的條狀突起和剝落。

2.2.3顆粒脫落

磚體呈顆粒狀(顆粒直徑小于1 mm)脫落，一般情況下伴有大面積溶蝕，如圖5所示。

2.3 材料缺失

2.3.1溶蝕

指由于可溶鹽和水的相互作用，導致磚體表面或者內(nèi)部化學物質和形狀的改變，嚴重時可使磚體強度大幅度下降，造成結構失穩(wěn)等嚴重后果分為以下3種：

1)點狀溶蝕：表面出現(xiàn)大量毫米級孔洞。

2)孔洞狀溶蝕：表面出現(xiàn)大量厘米級孔洞。

3)網(wǎng)絡狀溶蝕：表面出現(xiàn)大面積的互相交錯的凹槽，形似網(wǎng)格。

2.3.2機械損傷

磚塊出現(xiàn)局部缺失與掉塊、劃痕、磚體表面磨平或損傷、磚體損壞或表面形成孔洞的破壞。

1)缺失：磚塊出現(xiàn)局部缺失與掉塊。

2)劃痕：磚塊表面出現(xiàn)劃痕。

3)磨損：磚體表面磨平或損傷。

4)沖擊損壞：磚體損壞。

5)穿孔：表面形成孔洞的破壞。

2.4 結殼

結殼是一種堅硬的礦物外層粘附在磚石上。表面形態(tài)和顏色不同于磚石。

1)水銹結殼：由于降水或露天原因，表面形成鈣質結殼。

2)氧化層：由于長期在自然環(huán)境中暴露，表面形成氧化膜。

2.5 變色與沉淀

變色是磚體的色調、明度和色度發(fā)生變化。沉淀是磚體表面與大氣發(fā)生反應并沉淀于磚體表面，主要指表面泛鹽。

1)變色：受自然環(huán)境影響，磚體的表面的色調、明度和色度三個參數(shù)發(fā)生變化。

2)人為涂鴉：磚體被涂鴉造成磚體表面顏色改變，如圖6所示。

3)表面泛鹽：由于毛細水作用，可溶性鹽進入磚體孔隙，在蒸發(fā)干燥過程中，可溶性鹽在磚體表面結晶形成鹽殼或鹽粉，如圖7所示。

2.6 生物病害

植物和微生物(包括細菌，藻類，真菌)生長于磚石文物上并對其造成不利影響。生物病害還包括其他動物的影響，例如隱藏在磚石文物內(nèi)的動物也會對磚石產(chǎn)生病害。

1)植物病害：植物在磚石的縫隙或表面直接生長，受附近草木等植物間接影響，造成磚的損害，如圖8所示。

2)動物病害：鳥、蜘蛛等動物的排泄物積累在磚體的表面沉積，造成磚石表面污染、黑化現(xiàn)象。動物在磚石表面筑巢(如蜘蛛網(wǎng)和鳥巢等)，也會對磚石產(chǎn)生病害，如圖9所示。

3)微生物病害：菌類、微葉結構、苔蘚地衣、藻類等生物附著在磚體表面形成生物膜，對磚石文物造成病害。

3 結語

參考國內(nèi)國外石質文物病害分類規(guī)范，對平遙古城古磚病害進行了分類。該分類體系主要分為三級。第一級有裂隙與空鼓、剝落與脫落、材料缺失、結殼、變色與沉淀，生物病害等6個類別。第二級有15個典型類別。其中裂隙與空鼓有裂隙和空鼓2類，剝落與脫落有涂層剝落、片狀剝落和顆粒脫落3類，材料缺失有溶蝕和機械損傷2類,結殼有水銹結殼和氧化層2類,變色與沉淀有變色、人為涂鴉和表面泛鹽3類，生物病害有植物病害、動物病害和微生物病害3類。第三級有14個獨立類別，其中裂隙含有3類，片狀剝落含有3類，溶蝕含有3類，機械損傷含有5類。