石质文物修复锔钉式锚固技术

晁剑虹 孙成庭 龚固

锚杆加固技术是一种应用于岩土工程的加固措施，在粘接加固破裂或损坏的器物时则常用锔钉。锔钉式锚固技术结合了二者的技术优点，在馆藏石质文物的修复应用上，具有操作简便、粘接强度高、修复效果好的特点。从旧石器时代开始，人类就已经开始使用打制石器，新石器时代的智人开始使用磨制石器，数量庞大、范围广泛的石质文物在人类文明发展历程中占有十分重要的地位。

以宿迁市博物馆藏石质文物保护修复项目中的030号石轮为例，修复前每个石轮皆断裂为两半，并有锔钉修补过的痕迹，用于修补的锔钉已锈蚀，原有损伤依然存在。在对该文物进行锚固方式的选择上，我们按照前人已经使用过的锔钉式锚固技术，通过材料性能的验证，选用新型可靠的材料，确保修复后的效果。

锚固技术与锔钉

锚固

锚固技术是针对构筑体（岩土体、建筑体、砌筑体等）因力学状态变化引起的应力松弛、开裂、失稳等现象而实施的力学加固措施和技术，通过对构筑物施加拉应力、剪应力、压应力来调整构筑物本身的应力状态，发挥构筑物自身的强度和自稳能力，提高构筑物的安全稳定性。

从锚固方式（机理）、锚杆作用力形式（范围）、是否施加预应力等不同角度考虑，锚杆分为多种类型。在这里我们仅从单件断裂石质文物的锚固方式——粘接性锚杆作以说明。

粘接性锚杆是通过粘接剂与杆体一起组成锚固体。粘接剂有合成树脂、水泥浆、水泥砂浆等，杆体可以选择钢筋、木材、主材、玻璃钢、玻璃纤维，主要分3种锚固方式：埋藏式锚固、贯通式锚固、锔钉式锚固。

锔钉

《汉语大字典》对“锔”字的解释是：一、锔子，又叫抓钉，用以加固建筑构件或接补有裂缝的器物。唐玄奘《大唐西域记·羯霜那国·铁门》：“既设门扉，又以铁锔。”二、用锔子接补器物。《玉篇·金部》：“以铁缚物。”《集韵·烛谓》：“锔，铁束物也。”可见早期的“锔”是用铁抓钉加固建筑构件，至今遗留着许多历史见证物。锔钉最早出现在什么年代尚无确切定论，但至少有上千年的历史，历史遗存的锔补过的各类器物在全国各地并不鲜见。

修复材料

粘接材料

粘接材料选用瑞士爱牢达公司生产的进口环氧树脂XH160A-XH160B系列，具有优异的力学性能，抗老化和抗化学腐蚀能力强，拥有超强的流动性、渗透性，可灌入0.01mm以下的细微裂缝，即使在致密的花岗岩表面，亦可无需加压直接渗入石材25mm，一般的楼板裂缝更是可以自行灌穿。因此采用XH160A-XH160B系列进口环氧树脂可以避免压力灌浆，从而避免操作过程中对文物本体不必要的伤害。并且在实验后表明，其与砂岩岩粉按1：3比例调配成的环氧胶泥具有更强的粘结力。

锚杆与封缝材料

为了避免因锚杆性能老化出现锈蚀而引起的二次污染，此次修复中的锚杆材料选用304不锈钢。

水硬石灰也被称作贫石灰，是用粘土含量15%—20%贫瘠石灰岩烧制加工成的。天然水硬石灰粘土在烧制过程中产生硅酸盐和钙质铝酸盐，硅酸盐和钙质铝酸盐使得水硬石灰在见水后凝固，与水泥遇水后凝固的反应一样。反应之后，石灰同潮湿空气接触，生成的水合物吸收空气中的二氧化碳，变成碳酸鈣和二氧化硅，这个过程总共维持几个月的时间，这就是水硬石灰通过空气硬结的过程。

较之传统的填缝材料，水硬石灰具有几个优点：固化时间长，配制后可在一天内使用；可在潮湿环境中使用；易清洗，可直接用湿抹布擦除流淌到别处的填缝剂；作为无机材料，没有材料老化的问题。

石轮的保护修复

首先对脱落石块进行清理、加固，而后找到其相应的脱落位置，在石刻上标识出粘接区域，再在两相对应的断截面适当部位打出两组相对应的孔，采用直径14mm不锈钢螺纹钢筋作锚杆，锚杆采用非预应力锚杆，随后分别在石构件表面和待粘接石构件表面均匀涂上环氧胶泥。将待粘接石构件表面贴在另一石构件的相应位置，外侧依靠支顶装置固定岩石，确保在环氧胶泥固化前石构件不松动、不移动位置。然后在复位构件的上下各面用两个“U” 字形钢钉加固。

等待24 小时以上，环氧胶泥完全固化后去除支顶装置，接缝处进行嵌缝处理，并留灌浆口灌浆，待灌浆液固化后，将粘接缝作旧处理。

石轮修复过程中严格遵循最小干预原则和可识别性原则，在沿用古人锔钉式锚固的基础上，通过修复材料的选择与验证，恢复了石轮的历史原貌。修复后的文物整体色感协调，达到了预期效果。

通过锔钉式锚固技术在宿迁市博物馆馆藏石质文物保护修复项目中的应用实例，清晰地阐述了锚杆的作用机理、灌浆材料的选择与应用，为锔钉式锚固技术在馆藏石质文物加固保护上的进一步应用，提供了较好的借鉴。当然，在具体应用到某件石质文物的锚固中，需要我们根据实际情况制定修复技术路线，合理使用修复材料，不可生搬硬套。

（作者晁剑虹为宿迁市文物研究所副研究员；孙成庭、龚固为南京大学文化与自然遗产研究所工作人员）