［摘要］唐皇城墻含光門遺址古磚蘊(yùn)涵著豐富的文化信息，但是隨著時(shí)間的推移，古磚出現(xiàn)了多種病害。本文通過(guò)對(duì)古磚環(huán)境、病害詳細(xì)調(diào)查，對(duì)其做了成因分析。這對(duì)后續(xù)保護(hù)古磚修復(fù)方案及技術(shù)路線的制定提供了科學(xué)的依據(jù)，為保護(hù)修復(fù)工作奠定了基礎(chǔ)。

［關(guān)鍵詞］唐皇城含光門遺址；西安城墻；古磚病害

［中圖分類號(hào)］K878.3 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A ［文章編號(hào)］1005-3115（2011）012-0096-02

含光門是唐代皇城南面三個(gè)城門之一，曾為皇城城門。在唐皇城墻含光門遺址博物館內(nèi)，古磚主要與夯土相連，砌磚規(guī)整而精致，磚砌簡(jiǎn)單而粗略。唐磚主要集中分布在西大廳地下室過(guò)水涵洞以及東大廳西門道東西兩側(cè)、中門道西側(cè)和東側(cè)、東門道北側(cè)。此外，西大廳城墻剖面遺址的南北兩側(cè)，也保存著明清時(shí)代的磚。

西大廳城墻剖面遺址南北兩側(cè)，用灰厚的長(zhǎng)條磚堆砌為外圈，中間是夯實(shí)的黃土墻，形狀為上小下大的梯形，形成斷面?？脊湃藛T從其結(jié)構(gòu)、土質(zhì)、土色進(jìn)行了劃分，將這一斷面分為五個(gè)層次，即隋唐期、唐末五代期、元期、明清期、近現(xiàn)代期。透過(guò)五個(gè)文化層，我們可以了解這五個(gè)時(shí)期對(duì)西安城墻修筑、增補(bǔ)的歷史和諸多文化信息。

一、唐皇城墻含光門遺址古磚環(huán)境特點(diǎn)

西安屬暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，夏季炎熱多雨，冬季寒冷少雨雪，春秋時(shí)有連陰雨天氣出現(xiàn)。西安市及各郊縣年平均氣溫13.1～13.4℃，年極端最高氣溫35～41.8℃，極端最低氣溫-20～-16℃。

含光門遺址南面緊鄰護(hù)城河，護(hù)城河常年流水，北面緊鄰甜水井大街，地下水含量充沛，并隨季節(jié)變化運(yùn)動(dòng)活躍，使土遺址局部土壤水分含量達(dá)到42%。

含光門門道遺址處于半封閉的“室內(nèi)”環(huán)境中，通風(fēng)只能依靠頂端的空調(diào)。但是，由于遺址與包裹墻體之間的空間較大，通風(fēng)設(shè)施也不能有效改善遺址內(nèi)的通風(fēng)條件。特別是西安地區(qū)夏天炎熱多雨，水汽從地下不斷涌出，造成了遺址內(nèi)部濕度在夏季居高不下。在沒有開啟通風(fēng)設(shè)施的情況下，局部濕度甚至高達(dá)92%。高濕熱的環(huán)境特點(diǎn)給遺址帶來(lái)許多問題。特別是過(guò)水涵洞遺址，由于4000多塊唐磚一直地處陰濕環(huán)境，螨蟲、霉菌等都在侵蝕古磚，使得古磚表面開始掉渣、發(fā)霉、松動(dòng)，亟需對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

二、唐皇城墻含光門遺址古磚病害及成因分析

唐皇城墻含光門遺址博物館內(nèi)的古磚基本上為青磚，青磚由粘土燒制而成，孔隙率較大，易吸水。由于霉菌、水分等影響，有些磚塊已經(jīng)酥粉，表皮風(fēng)化、粉化，有些部位出現(xiàn)細(xì)小裂隙或裂縫等，且已經(jīng)粘附了霉菌、鹽分等，磚體表面顏色較深、潮濕灰暗，失去了唐磚應(yīng)有的顏色。針對(duì)這些風(fēng)化的不同狀況，需要進(jìn)行合理、適宜的處理措施來(lái)保護(hù)，是后期實(shí)驗(yàn)研究的方向。

（一）霉菌

由于含光門過(guò)水涵洞遺址處于地下較封閉的環(huán)境中，室內(nèi)空氣濕度較大。通常情況下白天濕度低，晚上濕度高，溫度低于露點(diǎn)時(shí)，水分會(huì)在磚表面冷凝，使得磚表面濕度較大，促使霉菌等微生物大量繁殖。霉菌是真菌的一部分，是導(dǎo)致磚表面風(fēng)化、粉化的微生物因素之一，具有分布廣、繁殖快、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，在適宜的溫、濕度條件下，土壤中和磚表面的孢子就會(huì)滋生繁殖。磚表面顏色較深，某些霉菌會(huì)使硅鋁酸鹽釋放陽(yáng)離子，發(fā)生微生物降解的破壞作用，進(jìn)一步對(duì)磚造成腐蝕，使磚表面的顏色失去本來(lái)面貌。因此，需要對(duì)其進(jìn)行去除與防治。

（二）表皮風(fēng)化、粉化

含光門內(nèi)磚表皮風(fēng)化、粉化現(xiàn)象較嚴(yán)重，特別是過(guò)水涵洞內(nèi)的磚最為嚴(yán)重。五期斷面遺址磚外表層抹有白灰泥墻皮，現(xiàn)已殘缺不全，白灰泥皮大多已脫落，磚表皮風(fēng)化、粉化，凹凸不平，需要對(duì)其進(jìn)行治理。磚的風(fēng)化、粉化比較復(fù)雜，主要由以下幾種原因造成：

1.風(fēng)化作用

其一為物理風(fēng)化作用，即外界環(huán)境中溫度的變化導(dǎo)致磚表面與內(nèi)部溫度的分布不均，引起磚膨脹和收縮的差異，從而產(chǎn)生裂紋。

其二為化學(xué)風(fēng)化作用，即空氣中的酸性物質(zhì)以及游客呼吸排出的CO2加速了磚的風(fēng)化。在含光門內(nèi)，磚表面抹有白灰泥皮，容易與空氣中的酸性氣體發(fā)生反應(yīng)，使得磚表面風(fēng)化、粉化。

此外，磚中所含的水產(chǎn)生的相變和可溶性鹽類引起的體積膨脹效應(yīng)，加速了磚的風(fēng)化速度和程度。涵洞內(nèi)的青磚含Si、Ca、 Fe、 Al 、Mg 和K等礦物元素，K+、Ca2+等元素容易發(fā)生水解作用和碳酸化作用。水解作用是指水離解出的OH-離子與礦物離解出的陽(yáng)離子，如Na+、K+等，結(jié)合形成帶出OH- 新礦物的過(guò)程。

碳酸化作用是指當(dāng)CO2溶解于水中時(shí)，形成CO32-和HCO3-離子，它們與礦物中的陽(yáng)離子結(jié)合形成易溶于水的碳酸鹽或碳酸氫鹽的過(guò)程。在磚的毛細(xì)孔內(nèi)，或多或少都溶解有CO2，所以，水解作用和碳酸化作用常常同時(shí)發(fā)生，兩者相互促進(jìn)。碳酸化作用形成碳酸鹽或碳酸氫鹽，并隨水溶液帶走，從而加速了水溶液對(duì)礦物離解的過(guò)程。

2.可溶性鹽作用

由于地下水的長(zhǎng)期作用，地下水中所含的硫酸鹽通過(guò)磚的毛細(xì)作用而被吸收。當(dāng)磚表面處于干燥時(shí)，伴隨可溶性鹽的鹽析效應(yīng)，磚表面會(huì)產(chǎn)生顆粒狀的結(jié)晶鹽，嚴(yán)重時(shí)形成鹽霜。泛霜的危害除有損外觀外，還有存在于磚體內(nèi)部孔隙中的霜既不易被發(fā)現(xiàn)又不易清除，其結(jié)晶壓力卻是有害的。這是由于結(jié)晶過(guò)程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力和結(jié)晶物不斷增長(zhǎng)，可以導(dǎo)致磚裂紋和破碎。所以，泛霜不僅對(duì)磚的外觀有影響，嚴(yán)重的泛霜可使磚的表皮粉化掉屑，甚至使磚結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度下降，從而影響磚的耐久性。

3.微生物作用

涵洞內(nèi)磚表面滋生霉菌和藍(lán)藻，不僅破壞磚的外觀，其新陳代謝的某些產(chǎn)物如地衣酸等會(huì)侵蝕磚的內(nèi)部，對(duì)礦物元素產(chǎn)生酸解作用、絡(luò)解作用和堿解作用等溶解作用。溶解作用使磚發(fā)生溶解現(xiàn)象，形成絡(luò)合物（即配合物）、酸性化合物、堿性代謝化合物，對(duì)磚造成破壞。

（三）鹽害

在含光門內(nèi)，古磚都與土遺址夯土相連，遺址土壤和磚表面均存在白色鹽析層。過(guò)水涵洞內(nèi)的磚，其表面鹽析情況較嚴(yán)重。對(duì)東展廳門道遺址、西展廳五期斷面和過(guò)水涵洞內(nèi)古磚表面析出的鹽進(jìn)行采樣，分析發(fā)現(xiàn)其表面的鹽分主要為硫酸鈉和硫酸鈣。

可溶性鹽類以細(xì)結(jié)晶形式在磚表面聚集的現(xiàn)象為建筑磚墻的泛霜，表面的白霜絕大多數(shù)是硫酸鹽?？扇苄喳}被磚毛細(xì)孔系統(tǒng)中的水分所溶解而開始蒸發(fā)，使可溶性鹽類聚集在磚的表面，因此，可溶性鹽是泛霜的根源，水是媒介，磚體的毛細(xì)孔系統(tǒng)起了橋梁作用，而磚體中水分蒸發(fā)是促進(jìn)泛霜的動(dòng)力。

過(guò)水涵洞處于地下室，環(huán)境較封閉，空氣濕度較大，磚是充滿微孔的滲水材料，會(huì)自動(dòng)吸收來(lái)自空氣中和自地下的水分和潮氣，并由此使可溶性鹽在磚內(nèi)部和表面擴(kuò)散，不斷向表面遷移和富集。這些鹽大多來(lái)源于與其相連的夯土，通過(guò)濕氣滲入磚內(nèi)部。鹽隨著空氣的干濕變化會(huì)反復(fù)結(jié)晶，而重復(fù)的鹽結(jié)晶會(huì)使磚的表面呈粉末狀或鱗片狀脫落，造成對(duì)磚的破壞。

（四） 破損及松動(dòng)脫落

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，含光門門道遺址中磚出現(xiàn)破損現(xiàn)象較嚴(yán)重，具體為裂縫和碎裂成小塊。五期斷面遺址中，西南角磚墻體由于風(fēng)化嚴(yán)重造成墻面凹凸不平，出現(xiàn)松動(dòng)、脫落現(xiàn)象，一部分磚已從斷面遺址中脫落、碎裂，遺址基礎(chǔ)部位掏蝕，使得上部分磚處于懸空狀態(tài)，對(duì)遺址斷面整體穩(wěn)定性造成威脅，故急需對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。

冷凝水或地下水通過(guò)微孔進(jìn)入磚內(nèi)，溫度變化時(shí)體積發(fā)生變化產(chǎn)生應(yīng)力，結(jié)冰體積膨脹會(huì)造成磚的裂損。磚對(duì)霜凍的敏感程度取決于它的微孔徑和孔的分布。因?yàn)榭捉Y(jié)構(gòu)決定了水的飽和度，同時(shí)結(jié)冰時(shí)所產(chǎn)生的壓力強(qiáng)度因孔徑而異。

溫、濕度變化會(huì)引起鹽的反復(fù)結(jié)晶和一天內(nèi)幾次膨脹和收縮，從而給磚帶來(lái)機(jī)械性破壞。鹽除了在磚表面結(jié)殼外，還會(huì)產(chǎn)生裂縫，其產(chǎn)生裂縫的過(guò)程如下：鹽在孔隙內(nèi)結(jié)晶；隨著晶體慢慢長(zhǎng)大，會(huì)超過(guò)孔隙尺寸，孔隙尺寸被晶體撐大，對(duì)垂直的孔隙壁產(chǎn)生一種壓力，結(jié)果，會(huì)在平行于已被結(jié)晶鹽填滿的孔隙表面產(chǎn)生小裂隙；結(jié)晶在裂隙處聚集，只要晶體被溶液覆蓋和填滿，晶體就會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)，晶體的生長(zhǎng)使裂隙撐大變寬。裂隙的擴(kuò)展會(huì)變得越來(lái)越寬最終成為裂縫。隨著可溶性鹽逐漸結(jié)晶和積累，也可脹破磚的微孔和裂隙，使表面呈粉狀剝落，甚至崩裂。

三、結(jié)論

唐皇城含光門遺址古磚蘊(yùn)涵著豐富的文化信息，但隨著時(shí)間的推移，古磚出現(xiàn)了多種病害。對(duì)古磚病害的詳細(xì)調(diào)研可為唐皇城含光門遺址古磚進(jìn)一步搶救性修復(fù)保護(hù)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

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