石质文物盐害类型与蒸发速率的关系研究

作者：张虎元; 杨盛清; 孙博; 朱江鸿

来源：岩石力学与工程学报, 2021, S2: 3284-3294.

DOI：10.13722/j.cnki.jrme.2021.0023

• 岩石力学
• 石质文物
• 水盐运移
• 蒸发速率
• 盐结晶
• 表面盐害
• 内部盐害

石质文物盐害类型与微环境条件控制下的水盐运移有关,主要受岩石表面蒸发速率的影响。选择甘肃庆阳北石窟寺砂岩和四川乐山大佛砂岩,设置4种环境湿度RH=12%,33%,59%和76%,开展Na2SO4溶液毛细上升试验,模拟研究盐害特征与蒸发条件的关系。毛细上升试验过程中监测砂岩的毛细上升速率、蒸发速率和表面宏观现象。毛细上升试验后对试样进行电导率测试、离子含量测试、弹性波速测试、扫描电镜(SEM)试验和压汞(MIP)试验。试验结果表明:毛细上升试验结束后北石窟寺砂岩表面出现盐层堆积,并且随着相对湿度由高到低,盐层厚度逐渐变厚;乐山大佛砂岩宏观盐害现象则随着相对湿度由高到低,依次表现为内部裂隙发展、表面盐霜、表面粉化和片状剥落。弹性波速试验、MIP试验和SEM试验显示,在RH=76%的条件下,北石窟寺砂岩和乐山大佛砂岩内部均发生劣化;在RH<59%条件下,2种砂岩内部几乎无劣化。试验结果证实,蒸发速率越大,盐分越容易被携带到表面,发生表面盐害现象;相反,盐分越容易滞留在砂岩内部,发生内部盐害现象。

• 单位
  西部灾害与环境力学教育部重点实验室; 中铁西北科学研究院有限公司; 兰州大学