遼代馬直溫夫妻合葬墓出土木材的研究

遼代馬直溫夫妻合葬墓出土木材的研究

遼朝和溫的妻子墓位于北京市大興北京街東側(cè)。1979年10月，他在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)現(xiàn)了這座墓。墓中除出上有墓志(青石質(zhì))、瓷器、唐代及北宋的銅錢外,還發(fā)現(xiàn)一批木俑及盛放骨灰用的、關(guān)節(jié)可以活動(dòng)的大型木偶。這些東西在北京出土的文物中是很少見的。十二生肖木俑,現(xiàn)存十一件,通高36.5～40厘米,系柏木圓雕,戴冠,著方領(lǐng)大袖袍服,執(zhí)笏。生肖雕刻于冠上。十二辰中缺“戊狗”。大型活動(dòng)關(guān)節(jié)木偶(系真容木雕像)二軀。男女各一。其中女像僅存殘肢;男像亦系柏木圓雕,高約1.4米,全身由十七個(gè)部件組成①。上述木俑及木偶由于長(zhǎng)期浸泡在有水的墓坑中,木質(zhì)大多腐朽,木俑上原有的彩繪也已全部脫落,并出現(xiàn)不同程度的裂縫。。出上后未能及時(shí)進(jìn)行脫水處理,并且在水中浸泡約十個(gè)月之久,它們表面松軟,內(nèi)部糟朽。若再不進(jìn)行脫水處理,這批珍貴文物將難以保護(hù)下來(lái)。為了使其得到妥善地保護(hù),我們于1980年8月對(duì)其進(jìn)行了脫水處理試驗(yàn)。這批木俑和木偶的木材質(zhì)地,經(jīng)木材研究所進(jìn)行了鑒定,證明它們的質(zhì)料均為側(cè)柏,小缽屬楠木。木材是由有機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的,木材的細(xì)胞由細(xì)胞壁及細(xì)胞腔組成。纖維素、半纖維素、木素是構(gòu)成細(xì)胞壁的主要成分。細(xì)胞腔則包含有樹脂、樹膠、油脂、生物堿以及鞣料等。纖維素屬于多醣類,半纖維素主要是由多縮戊糖和多縮己糖構(gòu)成,它們是腐木菌賴以生存的養(yǎng)料。當(dāng)溫度和濕度達(dá)到一定條件時(shí),腐木菌分泌的酵素可將組成細(xì)胞壁的物質(zhì)變?yōu)榭扇苄缘孽鳖?于是木材細(xì)胞壁逐漸被溶解。由于木材中的纖維素、半纖維素被破壞,胞壁上出現(xiàn)裂紋、孔眼,木材內(nèi)部結(jié)構(gòu)開始發(fā)生變化。細(xì)胞壁的減少,致使細(xì)胞壁體積發(fā)生變化。這些微觀變化導(dǎo)致木材表面出現(xiàn)肉眼可見的裂紋,并分解成單獨(dú)的三棱狀碎塊,質(zhì)地酥松,很容易被捻成粉末。此墓出上的木俑和木偶所出現(xiàn)的糟朽、裂隙現(xiàn)象,正是上述木材腐朽時(shí)所具有的特征。它們經(jīng)過近千年來(lái)的地下水、鹽類、各種微生物和其它自然因素的影響,木材內(nèi)部成分和結(jié)構(gòu)已發(fā)生變化,有不少微細(xì)纖維、微膠粒、纖維素、半纖維素被溶解而遭到破壞,只能靠水充滿其空隙,并支撐著支離破碎的細(xì)胞,所以腐朽材的含水量在很大程度上超過了健康材的含水量。不過,它們所含的水分是以自由水和吸著水兩種形式存在于木材中的。自由水存在于細(xì)胞腔中,木材干燥時(shí),它首先被蒸發(fā)。由于細(xì)胞腔對(duì)水分幾乎沒有束縛力,所以當(dāng)細(xì)胞腔內(nèi)的自由水減少時(shí),木材的尺寸不會(huì)有什么變化。吸著水包含在細(xì)胞壁內(nèi),只有在自由水揮發(fā)后,含水率降低到纖維飽和點(diǎn)以下時(shí),吸著水才揮發(fā)。當(dāng)細(xì)胞壁內(nèi)的吸著水從木材中排出時(shí),木材的尺寸隨著縮小,其原因是由于細(xì)胞壁內(nèi)的微細(xì)纖維間和微膠粒之間的空隙因吸著水的排出而縮減,使得細(xì)胞壁變薄,引起木材的干縮。因此飽水木質(zhì)文物在脫水時(shí),整個(gè)細(xì)胞壁收縮(變薄)也就更快,再加之木材是縱、弦、徑三向異性的物體,干燥時(shí),縱、弦、徑向收縮的程度不同以及干燥的不同時(shí)期木材內(nèi)部與外部含水率梯度的變化和產(chǎn)生的應(yīng)力不同,致使腐朽嚴(yán)重的飽水木質(zhì)文物在干燥時(shí)極易開裂、變形,從而加大了脫水難度。為此,必須根據(jù)這批飽水文物糟朽的具體情況,選用相應(yīng)的脫水方法和化學(xué)藥劑進(jìn)行處理。工作步驟:1、先對(duì)準(zhǔn)備脫水的木俑、木偶進(jìn)行編號(hào),并按順序?qū)⑺鼈冇谜麴s水洗滌干凈(一般清洗二至三遍),然后用濾紙將它們表面上的水分吸干。2、按照編號(hào)次序?qū)ζ溥M(jìn)行照相、稱重、測(cè)量,做好原始記錄。3、根據(jù)木俑和木偶各個(gè)部件的腐朽程度及體積的大小進(jìn)行分類,針對(duì)側(cè)柏材質(zhì)的性質(zhì)特點(diǎn)和具體對(duì)象,采用不同方法進(jìn)行脫水處理。(1)硅膠脫水法:出上的十一件木俑中,有兩件腐朽較輕,我們先選用硅膠進(jìn)行脫水試驗(yàn)。硅膠又可稱為氧化硅膠或硅酸凝膠,顆粒呈透明或乳白色,其吸濕能力可達(dá)30%以上。通常使用的是變色硅膠,為藍(lán)色顆粒,它是將硅酸凝膠用CoCl2溶液潤(rùn)泡,干燥活化后制得。因?yàn)闊o(wú)水CoCl2為藍(lán)色,水合CoCl2呈粉紅色,所以根據(jù)變色硅膠的顏色變化,可以判斷硅膠吸水的程度。硅膠是一種極性吸附劑,對(duì)H2O、BCl3、PCl5等極性物質(zhì)都有較強(qiáng)的吸附能力。根據(jù)這一原理,對(duì)腐朽較輕的飽水木質(zhì)文物采用硅膠進(jìn)行脫水應(yīng)該是可行的。試驗(yàn)時(shí)先將需處理的木俑放置在密閉容器中,并在容器內(nèi)放入一定量的硅膠,當(dāng)硅膠吸水達(dá)到飽和時(shí),顏色發(fā)生變化,由原來(lái)的藍(lán)色逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榉奂t色,此時(shí)得及時(shí)更換硅膠,如此反復(fù)多次后,飽水木器內(nèi)的水分逐漸下降,直至新?lián)Q入的硅膠不再變色為止,說(shuō)明脫水完畢。兩件木俑脫水前各重1721克和1668克,脫水后重量為775克和725克,絕對(duì)含水率分別為122%和130%。木俑脫水后未發(fā)生翹曲、變形、開裂等現(xiàn)象,效果較好(圖一,1、2)。由于硅膠的吸附作用主要是一個(gè)物理吸附,吸飽水分的硅膠經(jīng)烘烤后,可以再生,因而可以反復(fù)使用。所以硅膠脫水方法不僅操作簡(jiǎn)單,而且用費(fèi)低廉。為了搞清楚腐朽嚴(yán)重的飽水木器是否也能采用硅膠法進(jìn)行脫水的問題,我們挑選了女木偶的斷肢殘片一塊(約14厘米長(zhǎng))進(jìn)行試驗(yàn),其結(jié)果這塊小木片開裂嚴(yán)重,翹曲變形,效果很差(圖二,1、2)。試驗(yàn)表明,糟朽嚴(yán)重的飽水木質(zhì)文物不適合采用硅膠脫水法處理。所以決定改用醇、醚連浸法進(jìn)行脫水試驗(yàn)。(2)乙醇——石油醚連浸脫水法:對(duì)于飽水木質(zhì)文物可采用乙醉——乙醚連浸法進(jìn)行脫水處理?？紤]到乙醚沸點(diǎn)較低(34.5),極容易揮發(fā)著火,乙醚蒸氣與空氣的混合物亦易爆炸,此外乙醚具有麻醉性,其蒸氣能使人逐漸失去知覺甚至死亡,對(duì)人體健康不利。因此決定用石油醚來(lái)代替乙醚。石油醚有多種型號(hào),我們采用60號(hào)石油醚,因?yàn)樗姆悬c(diǎn)范圍在60～90之間,較乙醚沸點(diǎn)高,并且有無(wú)毒、不易爆炸等優(yōu)點(diǎn)。此外,醚的揮發(fā)速度比水快,因此木材干燥時(shí)內(nèi)部與外部含醚率梯度較木材含水率梯度小,所以產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力也小,而且醚的分子體積較水的分子體積大,因此同木材纖維形式的氫鍵量就少。當(dāng)醚從木材內(nèi)部向外揮發(fā)時(shí),對(duì)于材細(xì)胞纖維的牽扯力就小,引起木材收縮變形的可能性就小。但由于醚與水互相不溶,而醇溶于水,同時(shí)醇、醚是互溶的,所以需要通過醇置換出木材中的水分,再用醚置換出木材中的醇。根據(jù)上述原理,先選擇了一件木偶部件采用乙醉一石油醚連浸法試驗(yàn)。在完成蒸餾水洗滌、照相、測(cè)量、稱重等步驟后,再將它放入盛有乙醉水溶液的溶器內(nèi)浸泡,并逐步提高乙醇的濃度,用比重劑測(cè)得容器內(nèi)水分全部為乙醇代替后,再將它浸入石油醚中,經(jīng)常更換新液,直至測(cè)得乙醇全部為石油醚所代替為止。此時(shí)控制一定條件,使其緩慢揮發(fā),直到此木偶部件干燥定型。該試驗(yàn)效果比較理想,未發(fā)生任何異?，F(xiàn)象(圖二,3、4)。因而其它9件木俑及木偶各部件均按上述方法進(jìn)行脫水處理。這些木質(zhì)文物在脫水后同樣沒有出現(xiàn)收縮、變形和開裂,保持了它們的原貌(圖一,3.4)。脫水前后重量及絕對(duì)含水率見附表(一)、(二)、(三)。我們?yōu)槭鼓举讣澳九嫉玫竭M(jìn)一步加固和保護(hù),在它們脫水后,又用聚醋酸乙烯乳液等材料對(duì)原先開裂的部分進(jìn)行了修復(fù)處理,為長(zhǎng)期保