古建筑石灰灰漿光譜分析技術(shù)

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石灰是中國古代最早使用的重要的膠凝材料，廣泛應(yīng)用于各種古代建筑，包括房屋、墓葬、城墻、堤壩等建造工程中。其作用在于把砂石類的顆粒材料或磚石類塊狀材料粘結(jié)成為整體。為了克服石灰本身的收縮性導(dǎo)致的硬化過程中的開裂以及早期強(qiáng)度較低的弱點(diǎn)，古人還在石灰灰漿中添加糯米漿、動(dòng)物血液、植物汁液、紅糖、桐油、紙筋、秸草等有機(jī)材料。此外，中國古代至少在西漢時(shí)期就開始使用石灰、粘土和砂石組成現(xiàn)在稱為“三合土”的混合石灰材料以構(gòu)筑墓葬、城墻和水利工程等建筑墻體。

在古建筑遺址的保護(hù)工作中，面臨大量的修復(fù)任務(wù)，本著“修舊如舊”的原則，必須對(duì)古建筑修建所采用的原材料和施工工藝進(jìn)行分析研究，從而為修復(fù)工作提供科學(xué)可靠的依據(jù)。本文綜述了在對(duì)中國古代建筑石灰灰漿的分析中所采用的光譜分析技術(shù)，包括拉曼光譜、紅外光譜、X射線衍射和X射線熒光光譜，以及掃描電子顯微鏡、熱重分析等其它一些分析技術(shù)，討論了各種分析技術(shù)的用途、優(yōu)勢和劣勢。

拉曼和紅外光譜被用來分析燒制石灰的礦物原料的成分以及石灰灰漿歷經(jīng)時(shí)間碳化后的產(chǎn)物，主要包括碳酸鈣、碳酸鎂、氫氧化鈣、氫氧化鎂、石英、長石等。X射線衍射用于對(duì)樣品中前述結(jié)晶態(tài)物質(zhì)進(jìn)行識(shí)別。X射線熒光光譜和掃描電鏡—能譜適用于對(duì)樣品進(jìn)行元素分析，從而定量給出組成元素及其相對(duì)含量，掃描電鏡圖像可以給出樣品的形貌和微結(jié)構(gòu)。在室溫到1000℃之間的熱重分析，可以根據(jù)樣品重量的變化得出關(guān)于樣品組分的信息。在分析石灰灰漿樣品中有機(jī)物添加劑成分時(shí)，紅外光譜、碘-淀粉實(shí)驗(yàn)、熱重分析起到了重要作用。

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作者：劉照軍1 王文佳1 朱恪2 楊蕊3 單位：1洛陽師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院 2中國科學(xué)院物理研究所 3洛陽古代藝術(shù)博物館