嘉峪关魏晋墓砖材质分析与保护材料研究

成果名称：嘉峪关魏晋墓砖材质分析与保护材料研究

成果完成单位：嘉峪关丝路（长城）文化研究院

成果完成人：安立红;乔榛;侯晋刚;李开俊;王磊;王捷;黎梦洁;尚玉亭;卢晓玲;高维斌;赵煊;周杰;王瑞林

所属行业：建筑业

成果登记号：9622025Y0045

成果简介：

①课题来源与背景
本课题“嘉峪关魏晋墓砖材质分析与保护材料研究”（项目编号：22-40）经嘉峪关市科技局批准立项，由嘉峪关丝路（长城）文化研究院承担。该课题旨在解决魏晋墓砖的保护与加固问题。嘉峪关魏晋墓群作为中国古代文化的重要遗产，其墓砖材质独特，但由于历史久远及环境因素，墓砖存在严重的劣化和损坏现象，急需进行科学有效的保护与加固。课题的提出，不仅是为了保护这一珍贵的历史文化遗产，更是为了推动文物保护技术的创新与发展。
②技术原理及性能指标
本课题研究的核心在于揭示魏晋墓砖的组成成分，明确其劣化规律，并研发一种适宜的墓砖渗透加固保护材料。通过实验室检测与分析，我们首次明确了魏晋墓青砖的主要矿物组成成分，劣化机理，并测得其密度、抗压强度、超声波波速等性能指标数据。在此基础上，我们研发了一种古青砖渗透加固复合材料。该材料具有优异的渗透性、加固性和耐候性，能够有效提高墓砖的强度和耐久性。
③技术的创造性与先进性
本课题所研发的古青砖渗透加固复合材料在文物保护领域具有显著的创造性和先进性。一方面，该材料通过引入功能化石墨烯，显著提高了材料的强度和耐久性，同时保持了良好的渗透性，使得加固后的墓砖既能保持原有的风貌，又能有效抵御外界环境的侵蚀。另一方面，该材料的制备工艺简单，成本适中，易于推广和应用。此外，我们还研发申请了《一种水性青砖文物保护涂料喷涂收纳装置》《一种墓砖文物表面病害清洗装置》《一种青砖文物微裂隙注浆装置》等实用新型专利，制定了《古墓葬青砖渗透加固保护加固工艺》，为后期实施保护工程提供了定制化的保护技术方案，进一步提升了技术的实用性和可操作性。
④技术的成熟程度，适用范围和安全性
经过多次实验和测试，本课题所研发的古青砖渗透加固复合材料已经具有较高的成熟度和稳定性。该材料已经成功应用于嘉峪关魏晋墓砖的保护加固工模拟试验中，并取得了显著的效果。此外，该材料还适用于其他类似文物的保护加固，如汉墓、唐墓、长城、石窟等古砖文物的保护。在安全性方面，该材料无毒无害，对环境和文物本身均不会产生负面影响。在加固效果评估监测中，未发现任何因材料使用而导致的文物退化现象，证明了其在文物保护领域的长期安全性和可靠性。此外，该技术方案还具有良好的经济效益，能够在保证文物保护质量的前提下，有效控制保护成本，为文物保护工作提供了经济高效的解决方案。
⑤应用情况及存在的问题
已依托省内科技创新平台，实现了古青砖渗透加固复合材料的小批量制备，并进行了多次实际应用测试，验证了其良好的保护效果。此外完成《一种水性青砖文物保护涂料喷涂收纳装置》实用新型专利技术合同认定登记，并实现技术转让。然而，在应用过程中我们也发现了一些问题，如材料性能进一步优化和升级、产业化推进过程中的资金和技术挑战等。这些问题需要我们在未来的研究中不断探索和解决。
⑥历年获奖情况
本课题在研究过程中取得了多项重要成果，包括在中国科技核心期刊和SCI期刊上发表论文、申请实用新型专利等。然而，由于本课题的研究时间较短，尚未获得国家级或省级的科技成果奖励。