灰岩质文物粘接模具及灰岩质文物粘接方法与流程

本发明涉及文物修复，特别是涉及一种灰岩质文物粘接模具及灰岩质文物粘接方法。

背景技术：

1、中国石窟寺源远流长，数量繁多，内容丰富，具有独特的风格和鲜明的民族特色，为研究我国古代的历史、宗教、艺术、民俗、社会、政治和经济的变革等提供了丰富珍贵的实物资料，是不可再生的文物资源。由于我国地域广阔，地理、气候环境条件等差异巨大，石窟寺作为不可移动的文物，许多石窟岩体、造像等由于受到自然营力的长期作用和人类活动的影响，产生了不同程度的破坏。其中，以白云石和方解石为主要成分的石灰岩开凿而成的石窟寺由于质脆、岩性强度低、后期胶结物填充的特点使得岩体和文物本体风化严重，局部缺失、裂隙等病害滋生频发，降低了岩体的质量，进而使得开裂岩体逐渐碎裂、掉块。该过程的不断发生导致崖体与文物本体层状剥离、坍塌，最终导致石窟造像及其文物信息完全被破坏和消失。

2、针对灰岩石窟寺岩体及其文物本体开裂、局部缺失等风化病害，目前主要是利用防风化加固材料进行加固和修复。防风化加固材料一般包括无机材料、有机材料、复合材料、有机—无机杂化材料。其中，粘接加固技术是灰岩质石窟寺岩体及文物本体风化加固和修复的最主要措施之一，目前的防风化加固材料均具有有机材料或无机材料的优缺点，具体地，有机材料具备较好的粘接强度，但有机材料与灰岩质岩体和文物的相容性较差，耐老化性较差；无机材料具有较好的耐老化性和兼容性，但无机材料存在粘接强度不够理想的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种灰岩质文物粘接模具及灰岩质文物粘接方法，以解决上述现有技术存在的问题，能够延长现有的有限可供选择的灰岩裂隙、局部缺失等文物病害粘接加固材料的最大服役期限，有效改善和提升现有粘接加固材料的使用年限和寿命。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供了一种灰岩质文物粘接模具，包括定型模具和第一密封部件，所述定型模具具有密封面，所述第一密封部件能够与所述密封面固定连接，且所述第一密封部件凸出于所述密封面，所述第一密封部件能够由待粘接件的待粘接腔的外侧伸入至所述待粘接腔，且所述第一密封部件能够将所述待粘接腔密封，所述定型模具与所述待粘接件之间形成有第一模具腔，所述第一模具腔由所述第一密封部件与所述待粘接腔之间的间隙形成或由所述第一密封部件的内侧壁围成，所述定型模具上设置有与所述第一模具腔连通的第一注料孔，所述第一注料孔用于向所述第一模具腔内填充有机粘接材料并形成有机粘接材料层，所述第一密封部件在所述待粘接腔内所占的空间能够形成粘接槽，所述粘接槽内用于填充无机粘接材料并形成无机粘接材料层，所述无机粘接材料层和所述待粘接腔的内壁能够将所述有机粘接材料层完全包裹。

4、优选的，所述定型模具具有贯穿所述定型模具的内腔，所述内腔的内侧壁为所述密封面，所述定型模具的内腔用于套设所述待粘接件，且所述定型模具的内侧壁能够与所述待粘接件套于所述内腔内的部分的外壁相匹配。

5、优选的，所述第一密封部件呈环形，所述待粘接腔呈环形，所述第一密封部件能够完全伸入至所述待粘接腔内，所述内腔位于所述第一模具腔两侧的部分分别为第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳第一待粘接部件，所述第二容纳腔用于容纳第二待粘接部件，且所述第一密封部件的两端能够分别与所述第一待粘接部件靠近所述第二容纳腔的一端和所述第二待粘接部件靠近所述第一容纳腔的一端接触，所述第一待粘接部件靠近所述第二容纳腔的端面、所述第二待粘接部件靠近所述第一容纳腔的端面和所述第一密封部件的内侧壁之间的空间为所述第一模具腔。

6、优选的，还包括第二密封部件，所述第二密封部件能够与所述待粘接件接触，且所述第二密封部件能够密封所述粘接槽并形成第二模具腔，所述第二密封部件上设置有或所述第二密封部件与所述待粘接件之间留有能够与所述第二密封腔连通的第二注料孔，所述第二注料孔用于向所述第二模具腔内填充无机粘接材料层。

7、本发明还提供了一种灰岩质文物粘接方法，其包括如下步骤：

8、s1、向待粘接件的待粘接腔内填充有机粘接材料并形成有机粘接材料层，所述有机粘接材料层内凹于所述待粘接腔内；

9、s2、向所述待粘接腔内继续填充无机粘接材料，并使所述有机粘接材料层被完全包裹于所述无机粘接材料和所述待粘接腔的内壁之间。

10、优选的，s1还包括：向待粘接件的待粘接腔内填充所述有机粘接材料之前，制作定型模具和第一密封部件，其中：

11、所述定型模具具有密封面，所述第一密封部件能够与所述密封面固定连接，且所述第一密封部件凸出于所述密封面，所述第一密封部件能够由待粘接件的待粘接腔的外侧伸入至所述待粘接腔，且所述第一密封部件能够将所述待粘接腔密封，所述定型模具与所述待粘接件之间形成有第一模具腔，所述第一模具腔由所述第一密封部件与所述待粘接腔之间的间隙形成或由所述第一密封部件的内侧壁围成，所述定型模具上设置有与所述第一模具腔连通的第一注料孔，所述第一密封部件在所述待粘接腔内所占的空间能够形成粘接槽，所述粘接槽内用于填充无机粘接材料并形成无机粘接材料层，所述无机粘接材料层和所述待粘接腔的内壁能够将所述有机粘接材料层完全包裹；

12、将所述第一密封部件由所述待粘接件的所述待粘接腔的外侧插入至所述待粘接腔，并使所述密封面与所述待粘接件的外壁接触，通过所述第一注料孔向所述第一模具腔内填充所述有机粘接材料，并形成所述有机粘接材料层；

13、s2包括：将所述定型模具和所述第一密封部件与所述待检测件分离，向所述粘接槽内填充所述无机粘接材料。

14、优选的，在向所述粘接槽内填充无机粘接材料之前，获取第二密封部件，所述第二密封部件能够与所述待粘接件接触，所述第二密封部件上设置有或所述第二密封部件与所述待粘接件之间留有能够与所述第二密封腔连通的第二注料孔；

15、s2包括：将所述定型模具和所述第一密封部件与所述待检测件分离后，先利用所述第二密封部件密封所述粘接槽并形成第二模具腔，通过所述第二注料孔向所述第二模具腔内填充所述无机粘接材料。

16、优选的，s1还包括：在制作所述定型模具和所述第一密封部件之前，获取所述待粘接件和所述待粘接腔的形状和尺寸，根据所述待粘接件和所述待粘接腔的形状和尺寸确定所述密封面和所述第一密封部件的形状和尺寸，使所述第一密封部件伸入至所述待粘接腔内的部分能够与所述待粘接腔匹配并密封所述待粘接腔，使所述密封面能够完全与所述待粘接剂件与所述密封面对应部分的外壁接触。

17、优选的，所述第一密封部件呈环形，所述待粘接腔呈环形，所述内腔位于所述第一模具腔两侧的部分分别为第一容纳腔和第二容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳第一待粘接部件，所述第二容纳腔用于容纳第二待粘接部件，且所述第一密封部件的两端能够分别与所述第一待粘接部件靠近所述第二容纳腔的一端和所述第二待粘接部件靠近所述第一容纳腔的一端接触，所述第一待粘接部件靠近所述第二容纳腔的端面、所述第二待粘接部件靠近所述第一容纳腔的端面和所述第一密封部件的内侧壁之间的空间为所述第一模具腔；

18、s1还包括：将所述第一待粘接部件放置于所述定型模具的所述第一容纳腔内，并使所述第一待粘接部件的上端面与所述第一密封部件的下端面接触，向所述第一模具腔内填充所述有机粘接材料，将所述第二待粘接部件放置于所述定型模具的所述第二容纳腔内；向所述第一待粘接部件施加指向所述第二待粘接部件的压力，并向所述第二待粘接部件施加指向所述第一待粘接部件的压力，直至所述有机粘接材料固化，使所述第一待粘接部件和所述第二待粘接部件粘接为所述一体部件；

19、s2还包括：将定型模具和第一密封部件与所述一体部件分离，将所述第二密封部件连接于所述一体部件上，并使所述第二密封部件密封所述粘接槽，通过所述第二注料孔向所述第二模具腔内注入所述无机粘接材料；向所述第一待粘接部件施加指向所述第二待粘接部件的压力，并向所述第二待粘接部件施加指向所述第一待粘接部件的压力，直至所述无机粘接材料初步固化。

20、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

21、本发明提供的灰岩质文物粘接模具及灰岩质文物粘接方法，包括定型模具和第一密封部件，定型模具具有密封面，第一密封部件凸出于密封面，第一密封部件能够由待粘接件的待粘接腔的外侧伸入至待粘接腔，且第一密封部件能够将待粘接腔密封，定型模具与待粘接件之间形成有第一模具腔，第一模具腔由第一密封部件与待粘接腔之间的间隙形成或由第一密封部件的内侧壁围成，第一注料孔用于向第一模具腔内填充有机粘接材料并形成有机粘接材料层，第一密封部件在待粘接腔内所占的空间能够形成粘接槽，粘接槽内用于填充无机粘接材料并形成无机粘接材料层，无机粘接材料层和待粘接腔的内壁能够将有机粘接材料层完全包裹。本实施例提供的灰岩质文物粘接模具，先通过第一密封部件密封待粘接腔并形成第一模具腔，并在第一模具腔内填充有机粘接材料，形成有机粘接材料层，之后使定型模具和第一密封部件与待粘接件分离，此时，第一密封部件在待粘接腔内所占的空间能够形成粘接槽，向粘接槽内填充无机粘接材料层，且无机粘接材料层和待粘接腔的内壁能够将有机粘接材料层完全包裹。该灰岩质文物粘接模具利用有机粘接材料和无机粘接材料两种粘接材料共同完成文物的粘接，充分发挥了有机粘接材料粘接强度高及无机粘接材料耐老化性能和兼容性能好的优点，能够延长现有的有限可供选择的灰岩裂隙、局部缺失等文物病害粘接加固材料的最大服役期限，有效改善和提升现有粘接加固材料的使用年限和寿命；相对于现有的以寻求粘接加固材料的多样性方法的基础上，为灰岩质岩体和文物的防风化保护和修复的粘接加固技术提供了一条新的思路；同时，由于有机粘接材料更易被风化，无机粘接材料设置于有机粘接材料的外圈，能够降低内圈的有机粘接材料的风化程度；无机粘接材料的外观与灰岩质岩体和文物的外观更为相近，能够提高修复后的灰岩质岩体和文物的美观性。