石材應用是建筑屆的經典,但也不可避免使用長久后的風化問題。世界石材網獲悉,針對天然大理石古建筑風化嚴重問題如何修復和防范,中國西北工業大學文化遺產研究院與意大利佛羅倫薩CNR地球科學與地球資源研究所組成團隊,經過多年研發與實驗,修復了意大利一座有300多年歷史的教堂,還研發出了新型防風化材料。
這座建于17世紀的巴洛克建筑拿撒勒圣瑪利亞教堂是威尼斯重要地標性建筑,300多年來,教堂的正立面大理石構件在泄湖氣候作用下風化嚴重。而后在2013年7月,教堂正立面柱頭鼠尾草葉構件突然墜落,引起了當地政府的高度重視,隨即啟動了教堂正立面的整體修繕工程。其中,加固材料及工藝的研發是修繕的核心問題。
對此,西北工業大學文化遺產研究院副教授曹頤戩表示,盡管目前新型加固材料大量涌現,但加固強度、滲透深度、耐候性等仍不能完全滿足不同的應用需求。
針對這一難題, 2018年起曹頤戩和意大利佛羅倫薩CNR地球科學與地球資源研究所教授瑪拉·卡瑪依蒂的團推展開了合作,致力于從納米復合材料中尋找加固材料。
研究遇到的第一個難點是不能在文物上做實驗,需要找到合適的文物模擬樣品。拿撒勒圣瑪利亞教堂采用的是珍貴的卡拉拉石材,經過風化后它的孔隙率和孔徑發生了變化。經過多方尋找和實驗,研究團隊選定了孔隙率接近、物理化學成分高度相似的萊切石。
于是,在瑪拉·卡瑪依蒂指導下,曹頤戩進行分析測試,共同開發并系統評測了九種加固工藝,最終表明“納米SiO2+正硅酸四乙酯”復合加固工藝的綜合性能最優,同時保護了石材的透氣性、外觀特征且不影響其他修復措施。通過在石構件殘塊、正立面局部及大面積試驗的進一步驗證后,該技術方案最終被修繕工程采納并應用。2019年該修繕工程竣工,并榮獲了第十屆Domus國際文物修復獎(金獎)、意大利第三十五屆“Pietro Torta”文物修復獎(銀獎)等文物修復行業重要獎項。
為了減緩露天古教堂表層風化,推進防風化材料的研發和應用十分必要。前期研究基礎上,兩位研究者進一步合作開發了系列超疏水、自清潔防風化材料。
世界石材網了解到,自1988年意大利政府派出第一個考古和文物保護代表團訪華以來,中意兩國在文化遺產保護領域的交流合作不斷加強、深化。曹頤戩表示,同為文化遺產大國,中國與意大利有著各自擅長的文物保護領域,為合作提供了良好的基礎。未來,兩國科研工作者將繼續圍繞石質文物,如石窟造像、石刻、石碑等的保護修復深入推進合作。
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