辽代马直温夫妻合葬墓出土木材的研究

辽代马直温夫妻合葬墓出土木材的研究

辽朝和温的妻子墓位于北京市大兴北京街东侧。1979年10月，他在基础设施建设中发现了这座墓。墓中除出上有墓志(青石质)、瓷器、唐代及北宋的铜钱外,还发现一批木俑及盛放骨灰用的、关节可以活动的大型木偶。这些东西在北京出土的文物中是很少见的。十二生肖木俑,现存十一件,通高36.5～40厘米,系柏木圆雕,戴冠,着方领大袖袍服,执笏。生肖雕刻于冠上。十二辰中缺“戊狗”。大型活动关节木偶(系真容木雕像)二躯。男女各一。其中女像仅存残肢;男像亦系柏木圆雕,高约1.4米,全身由十七个部件组成①。上述木俑及木偶由于长期浸泡在有水的墓坑中,木质大多腐朽,木俑上原有的彩绘也已全部脱落,并出现不同程度的裂缝。。出上后未能及时进行脱水处理,并且在水中浸泡约十个月之久,它们表面松软,内部糟朽。若再不进行脱水处理,这批珍贵文物将难以保护下来。为了使其得到妥善地保护,我们于1980年8月对其进行了脱水处理试验。这批木俑和木偶的木材质地,经木材研究所进行了鉴定,证明它们的质料均为侧柏,小钵属楠木。木材是由有机物质构成的,木材的细胞由细胞壁及细胞腔组成。纤维素、半纤维素、木素是构成细胞壁的主要成分。细胞腔则包含有树脂、树胶、油脂、生物碱以及鞣料等。纤维素属于多醣类,半纤维素主要是由多缩戊糖和多缩己糖构成,它们是腐木菌赖以生存的养料。当温度和湿度达到一定条件时,腐木菌分泌的酵素可将组成细胞壁的物质变为可溶性的醣类,于是木材细胞壁逐渐被溶解。由于木材中的纤维素、半纤维素被破坏,胞壁上出现裂纹、孔眼,木材内部结构开始发生变化。细胞壁的减少,致使细胞壁体积发生变化。这些微观变化导致木材表面出现肉眼可见的裂纹,并分解成单独的三棱状碎块,质地酥松,很容易被捻成粉末。此墓出上的木俑和木偶所出现的糟朽、裂隙现象,正是上述木材腐朽时所具有的特征。它们经过近千年来的地下水、盐类、各种微生物和其它自然因素的影响,木材内部成分和结构已发生变化,有不少微细纤维、微胶粒、纤维素、半纤维素被溶解而遭到破坏,只能靠水充满其空隙,并支撑着支离破碎的细胞,所以腐朽材的含水量在很大程度上超过了健康材的含水量。不过,它们所含的水分是以自由水和吸着水两种形式存在于木材中的。自由水存在于细胞腔中,木材干燥时,它首先被蒸发。由于细胞腔对水分几乎没有束缚力,所以当细胞腔内的自由水减少时,木材的尺寸不会有什么变化。吸着水包含在细胞壁内,只有在自由水挥发后,含水率降低到纤维饱和点以下时,吸着水才挥发。当细胞壁内的吸着水从木材中排出时,木材的尺寸随着缩小,其原因是由于细胞壁内的微细纤维间和微胶粒之间的空隙因吸着水的排出而缩减,使得细胞壁变薄,引起木材的干缩。因此饱水木质文物在脱水时,整个细胞壁收缩(变薄)也就更快,再加之木材是纵、弦、径三向异性的物体,干燥时,纵、弦、径向收缩的程度不同以及干燥的不同时期木材内部与外部含水率梯度的变化和产生的应力不同,致使腐朽严重的饱水木质文物在干燥时极易开裂、变形,从而加大了脱水难度。为此,必须根据这批饱水文物糟朽的具体情况,选用相应的脱水方法和化学药剂进行处理。工作步骤:1、先对准备脱水的木俑、木偶进行编号,并按顺序将它们用蒸馏水洗涤干净(一般清洗二至三遍),然后用滤纸将它们表面上的水分吸干。2、按照编号次序对其进行照相、称重、测量,做好原始记录。3、根据木俑和木偶各个部件的腐朽程度及体积的大小进行分类,针对侧柏材质的性质特点和具体对象,采用不同方法进行脱水处理。(1)硅胶脱水法:出上的十一件木俑中,有两件腐朽较轻,我们先选用硅胶进行脱水试验。硅胶又可称为氧化硅胶或硅酸凝胶,颗粒呈透明或乳白色,其吸湿能力可达30%以上。通常使用的是变色硅胶,为蓝色颗粒,它是将硅酸凝胶用CoCl2溶液润泡,干燥活化后制得。因为无水CoCl2为蓝色,水合CoCl2呈粉红色,所以根据变色硅胶的颜色变化,可以判断硅胶吸水的程度。硅胶是一种极性吸附剂,对H2O、BCl3、PCl5等极性物质都有较强的吸附能力。根据这一原理,对腐朽较轻的饱水木质文物采用硅胶进行脱水应该是可行的。试验时先将需处理的木俑放置在密闭容器中,并在容器内放入一定量的硅胶,当硅胶吸水达到饱和时,颜色发生变化,由原来的蓝色逐步转变为粉红色,此时得及时更换硅胶,如此反复多次后,饱水木器内的水分逐渐下降,直至新换入的硅胶不再变色为止,说明脱水完毕。两件木俑脱水前各重1721克和1668克,脱水后重量为775克和725克,绝对含水率分别为122%和130%。木俑脱水后未发生翘曲、变形、开裂等现象,效果较好(图一,1、2)。由于硅胶的吸附作用主要是一个物理吸附,吸饱水分的硅胶经烘烤后,可以再生,因而可以反复使用。所以硅胶脱水方法不仅操作简单,而且用费低廉。为了搞清楚腐朽严重的饱水木器是否也能采用硅胶法进行脱水的问题,我们挑选了女木偶的断肢残片一块(约14厘米长)进行试验,其结果这块小木片开裂严重,翘曲变形,效果很差(图二,1、2)。试验表明,糟朽严重的饱水木质文物不适合采用硅胶脱水法处理。所以决定改用醇、醚连浸法进行脱水试验。(2)乙醇——石油醚连浸脱水法:对于饱水木质文物可采用乙醉——乙醚连浸法进行脱水处理。考虑到乙醚沸点较低(34.5),极容易挥发着火,乙醚蒸气与空气的混合物亦易爆炸,此外乙醚具有麻醉性,其蒸气能使人逐渐失去知觉甚至死亡,对人体健康不利。因此决定用石油醚来代替乙醚。石油醚有多种型号,我们采用60号石油醚,因为它的沸点范围在60～90之间,较乙醚沸点高,并且有无毒、不易爆炸等优点。此外,醚的挥发速度比水快,因此木材干燥时内部与外部含醚率梯度较木材含水率梯度小,所以产生的内应力也小,而且醚的分子体积较水的分子体积大,因此同木材纤维形式的氢键量就少。当醚从木材内部向外挥发时,对于材细胞纤维的牵扯力就小,引起木材收缩变形的可能性就小。但由于醚与水互相不溶,而醇溶于水,同时醇、醚是互溶的,所以需要通过醇置换出木材中的水分,再用醚置换出木材中的醇。根据上述原理,先选择了一件木偶部件采用乙醉一石油醚连浸法试验。在完成蒸馏水洗涤、照相、测量、称重等步骤后,再将它放入盛有乙醉水溶液的溶器内浸泡,并逐步提高乙醇的浓度,用比重剂测得容器内水分全部为乙醇代替后,再将它浸入石油醚中,经常更换新液,直至测得乙醇全部为石油醚所代替为止。此时控制一定条件,使其缓慢挥发,直到此木偶部件干燥定型。该试验效果比较理想,未发生任何异常现象(图二,3、4)。因而其它9件木俑及木偶各部件均按上述方法进行脱水处理。这些木质文物在脱水后同样没有出现收缩、变形和开裂,保持了它们的原貌(图一,3.4)。脱水前后重量及绝对含水率见附表(一)、(二)、(三)。我们为使木俑及木偶得到进一步加固和保护,在它们脱水后,又用聚醋酸乙烯乳液等材料对原先开裂的部分进行了修复处理,为长期保