古城墙古砖的病害分类★

白 禹 张中俭 刘鹏辉 冯智深

(中国地质大学(北京)工程技术学院，北京 100083)

1 国内外石质文物病害分类体系

文物病害分类是其诊断的前提。石质文物的病害分类体系国内外研究众多，主要包括Fitzner,Heinrichs等科学家提出的石质文物分类方法、欧共体提出的石质结构建筑损伤评定标准、中国国家文物局颁布的石质文物病害分类与图示标准以及石质文物保护工程勘察规范等4种。

1991年，德国的Fitzner,Heinrichs等科学家也提出了石质文物的分类方法[1]，他们将石质文物病害主要分为三级。第一级有4个类别。第二级有25个典型类别。第三级有75个独立类别。在此基础上，他们将每个类别依据风化严重程度进行了定义。

国际古迹遗址理事会石质学术委员会(ICOMOS-ISCS 2008)借鉴上述科学家的分类方法提出的石质文物病害标准[2]，将石质文物风化分为三个级别，第一级有裂隙与变形、剥落、溶蚀、变色与沉淀、生物病害，第二级有33个典型类别，其中裂隙与变形2类，剥落7类、溶蚀7类、变色与沉淀11类、生物病害6类，第三级有31个独立类别。

2001年～2004年年初欧共体对石质结构损伤诊断进行了大量的研究。他们提出了一个完整的石质结构建筑损伤评定的标准。该体系总体上是一个三级分类结构。其中第一级由表面变化、剥离、断裂、变形、生物寄生和力学损伤6类组成。在表面变化和剥离中分出二级典型类别。第三级独立类别有48类。但是该分类在一级分类前5个是以现象为标准，而第6个(即力学损伤)是以原因为标准。这将影响勘察过程中对一些病害现象的界定。

中国国家文物局借鉴Fitzner,Heinrichs等人的分类方法，在2008年颁布了石质文物病害分类与图示的标准[3]。该标准将岩石病害第一级主要分为：生物病害、机械损伤、表面(层)风化、裂隙与空鼓、表面污染与变色、彩绘石质表面颜料病害、水泥修补等7类，并规定了每种第二级病害的示意图。

2015年中国国家文物局编制的石质文物保护工程勘察规范[4]按照现象和破坏形式将石质文物病害分为三级。第一级分别为表层完整性破坏类、表层完整性损伤类、表面形态改造类、表面颜色变化类和生物寄生类5类。第二级将这5类继续细分为典型类别。第三级为独立类型。

总体而言，石质文物的文物病害类型分类尚处于研究中，各自提出了完全体系。但是古砖文物病害类别尚未有人研究。由于砖石形成条件和石质文物不同，所以我们对古砖的病害类别进行研究。本文结合石质病害类别，对平遥古城古砖的病害进行分类，并进行详细描述。

2 古城墙古砖病害分类体系

经过对平遥古城古砖的病害进行考察和总结，将古砖主要病害分三个级别。其中，第一级有裂隙与空鼓、剥落与脱落、材料缺失、结壳、变色与沉淀、生物病害6类。第二级有15个典型类别。第三级有14个独立类别，见图1。

2.1 裂隙与空鼓

2.1.1裂隙

由于风化或受力而在砖体表面或内部形成的，能被肉眼观察到的微小裂隙。主要分为以下3种：

1)微裂隙：裂隙宽度小于0.1 mm，仅肉眼可见的微小裂隙。

2)等距裂隙：产生多个等距离且近乎平行裂隙。

3)贯通裂隙：由砖体表面裂隙发展为深层裂缝，裂隙贯通整个砖体的断面，将砖体分为两部分，破坏了砖体的整体性和稳定性，其危害是较为严重的，如图2所示。

2.1.2空鼓

砖体表层鼓起，形成空腔，不全剥落，严重时会造成砖体表面大面积脱落。

2.2 剥落与脱落

2.2.1涂层剥落

砖体表面保护层或彩绘图层墙面风化起层，粉化剥落较为严重，砖体空洞造成整片墙面凸凹不平大面积剥落，从而造成整个涂层都被剥落了下来，如图3所示。

2.2.2片状剥落

砖体表层出现大面积的剥落，主要分为三种：

1)鳞片状剥落：砖体表层出现大面积毫米级的鳞片状突起和剥落。

2)板块状剥落：砖体表层出现大面积厘米级的板块状突起和剥落，如图4所示。

3)条状剥落：砖体表层出现大面积厘米级的条状突起和剥落。

2.2.3颗粒脱落

砖体呈颗粒状(颗粒直径小于1 mm)脱落，一般情况下伴有大面积溶蚀，如图5所示。

2.3 材料缺失

2.3.1溶蚀

指由于可溶盐和水的相互作用，导致砖体表面或者内部化学物质和形状的改变，严重时可使砖体强度大幅度下降，造成结构失稳等严重后果分为以下3种：

1)点状溶蚀：表面出现大量毫米级孔洞。

2)孔洞状溶蚀：表面出现大量厘米级孔洞。

3)网络状溶蚀：表面出现大面积的互相交错的凹槽，形似网格。

2.3.2机械损伤

砖块出现局部缺失与掉块、划痕、砖体表面磨平或损伤、砖体损坏或表面形成孔洞的破坏。

1)缺失：砖块出现局部缺失与掉块。

2)划痕：砖块表面出现划痕。

3)磨损：砖体表面磨平或损伤。

4)冲击损坏：砖体损坏。

5)穿孔：表面形成孔洞的破坏。

2.4 结壳

结壳是一种坚硬的矿物外层粘附在砖石上。表面形态和颜色不同于砖石。

1)水锈结壳：由于降水或露天原因，表面形成钙质结壳。

2)氧化层：由于长期在自然环境中暴露，表面形成氧化膜。

2.5 变色与沉淀

变色是砖体的色调、明度和色度发生变化。沉淀是砖体表面与大气发生反应并沉淀于砖体表面，主要指表面泛盐。

1)变色：受自然环境影响，砖体的表面的色调、明度和色度三个参数发生变化。

2)人为涂鸦：砖体被涂鸦造成砖体表面颜色改变，如图6所示。

3)表面泛盐：由于毛细水作用，可溶性盐进入砖体孔隙，在蒸发干燥过程中，可溶性盐在砖体表面结晶形成盐壳或盐粉，如图7所示。

2.6 生物病害

植物和微生物(包括细菌，藻类，真菌)生长于砖石文物上并对其造成不利影响。生物病害还包括其他动物的影响，例如隐藏在砖石文物内的动物也会对砖石产生病害。

1)植物病害：植物在砖石的缝隙或表面直接生长，受附近草木等植物间接影响，造成砖的损害，如图8所示。

2)动物病害：鸟、蜘蛛等动物的排泄物积累在砖体的表面沉积，造成砖石表面污染、黑化现象。动物在砖石表面筑巢(如蜘蛛网和鸟巢等)，也会对砖石产生病害，如图9所示。

3)微生物病害：菌类、微叶结构、苔藓地衣、藻类等生物附着在砖体表面形成生物膜，对砖石文物造成病害。

3 结语

参考国内国外石质文物病害分类规范，对平遥古城古砖病害进行了分类。该分类体系主要分为三级。第一级有裂隙与空鼓、剥落与脱落、材料缺失、结壳、变色与沉淀，生物病害等6个类别。第二级有15个典型类别。其中裂隙与空鼓有裂隙和空鼓2类，剥落与脱落有涂层剥落、片状剥落和颗粒脱落3类，材料缺失有溶蚀和机械损伤2类,结壳有水锈结壳和氧化层2类,变色与沉淀有变色、人为涂鸦和表面泛盐3类，生物病害有植物病害、动物病害和微生物病害3类。第三级有14个独立类别，其中裂隙含有3类，片状剥落含有3类，溶蚀含有3类，机械损伤含有5类。