敦煌莫高窟壁画地仗层可溶盐迁移过程模拟研究

采用莫高窟壁画的地仗层制作材料与工艺制备了不同盐分含量及组成的模拟土柱,并在柱体不同位置加入氧化铝小球作为盐分迁移的探针,以考察硫酸钠与氯化钠两种盐分在土柱内部的分布、迁移及在柱体表面的结晶行为.为了探查壁画的地仗层组分差异和孔体性能的不同对盐分迁移与结晶过程的影响,对放置在不同位置的探针小球和同一位置土体进行采样,利用比表面积/孔隙度分析(BET)和扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)等方法考察不同孔结构及性能对水盐运移与分布的影响,及不同盐分在模拟柱表层的探针小球和土体表面结晶表现的差异.离子色谱(IC)法用来分析在模拟柱的不同高度处所含盐离子浓度,以考察其在柱体中的迁移性能和分布特征,进而得到壁画地仗层的组分不同对水盐运移及盐分结晶的影响.结果表明:水盐运移介质的孔道性能与结构对盐害的产生与发展有较大影响,当地仗层中麦草含量较多时有利于水盐溶液向地仗表层迁移,而细麻的存在增加了土体中介孔数量,两者均促使了盐分在更接近地仗表层的位置成核结晶,对表层壁画的存在造成威胁.盐分的结晶表现与盐害机理也有所不同,硫酸钠更易在模拟土柱表层土质中结晶,而氯化钠则主要在氧化铝小球表层结晶,当两种盐分同时存在时,主要表现为氯化钠在土柱表面氧化铝小球的结晶,土体表层的盐分结晶反而减弱.