Vpliv okolja na historične materiale z mineralnim vezivom

Petra Štukovnik (2015) Vpliv okolja na historične materiale z mineralnim vezivom. Doktorska disertacija.

Predogled

PDF Prenos (7Mb)

Povzetek

Na propadanje historičnih materialov z mineralnim vezivom v objektih stavbne dediščine lahko vpliva več različnih dejavnikov, ki so pogosto posledica sprememb v okolju, kjer se objekti nahajajo. Z namenom analize poškodb na arhitekturnih površinah in vzrokov za njihov nastanek smo na treh objektih stavbne dediščine, ki so v treh različnih klimatskih conah, opravili vizualno analizo in neporušne preiskave z mikroskopskim sistemom HIROX 3D. Na vseh analiziranih objektih smo odkrili podobne vzroke za ugotovljene poškodbe arhitekturnih površin (biodegradacija, razvoj soli, vlaga itd.), ne glede na klimatsko cono. Ugotovili smo tudi, da z mikroskopskim sistemom HIROX 3D lahko na objektu izvajamo monitoring delovanja in napredovanja površinskih razpok ter razpoke analiziramo, spremljamo pa lahko tudi kristalizacijo in raztapljanje soli na površini. Na vzorcih materialov z mineralnim vezivom, odvzetih z objektov (kjer je bilo to mogoče), smo v laboratoriju opravili petrografske preiskave z optičnim mikroskopom ter RTG in TGA analizo, z namenom karakterizacije historičnih malt in določitve vzrokov za poškodbe. Na vzorcih malt za zidanje iz palače Kolizej so bili opaženi reakcijski obroči, ki so pritegnili našo pozornost. V nadaljevanju doktorske disertacije smo pripravili replike analiziranih historičnih sklopov in materialov, za pospešene teste staranja. Za namen študija vpliva kristalizacije in raztapljanja soli na sklopu zid-omet smo razvili pospešen test, ki omogoča kontinuirano spremljanje oblikovanja in napredovanja poškodb z mikroskopskim sistemom HIROX 3D. Za namen študija reakcije med mineralnim vezivom in dolomitnim agregatom, opažene na maltah iz palače Kolizej, smo pripravili vzorce iz šestih različnih maltnih mešanic. Kot agregat smo uporabili apnenec ali dolomit, kot vezivo pa apneno testo, apneno testo z dodatkom tufa in čisti portlandski cement. Vzorce smo izpostavili različnim pogojem staranja (raztopini deionizirane H2O ali 1M NaOH ter temperaturi 20 °C ali 60 °C). V obdobju enega leta so na vzorcih sočasno potekale mehanske preiskave ter meritve modula elastičnosti, mase in dolžine vzorcev, ter preiskave z optičnim in elektronskim mikroskopom (SEM). Rezultati opravljenih preiskav so pokazali, da alkalno karbonatna reakcija (ACR) poteče med izbranim dolomitnim agregatom in vezivom ter vpliva na spremembe v mikrostrukturi malt in s tem tudi na spremembe mehanskih lastnosti. ACR se kaže kot proces dedolomitizacije, ki v preiskovanih maltah poteka v različnih stopnjah. Najnižja stopnja je proces raztapljanja po mejah med dolomitnimi kristali, to je selektivna dedolomitizacija. Sledi oblikovanje reakcijskega obroča. Pod optičnim mikroskopom se obroč vidi kot sprememba barve sparitnih kristalov iz bele v rjavo, pod SEM pa kot značilna mirmekitska tekstura. Skozi proces napredovanja ACR se oblikujeta tudi »Ca halo«, na meji med spremenjenim agregatnim zrnom in vezivom, ter »nova faza«, na robu spremenjenih delov dolomitnih zrn. ACR poteče ne glede na uporabljeno vezivo, so pa dinamika reakcije ter oblikovanje »Ca haloja« in » novih faz« odvisni od vrste uporabljenega veziva. Difuzija ionov dokazuje, da je sistem dinamičen in se s časom spreminja. Na napredovanje ACR vplivata tudi temperatura in izbrana vodna raztopina.

Akcije (potrebna je prijava)