ارزیابی عملکرد سه ماده نوین Nano-SiO2 ، Nano-CaOH2 و NH42HPO4 به عنوان پوشش دهنده سطحی بر سنگ‌ آهکی متعلق به مجموعه میراث جهانی پاسارگاد





کد مقاله:
JCST-04-10-2017-1763

مولفین:
عاطفه شکفته: دانشگاه هنر اصفهان - دانشکده مرمت
حسین احمدی: دانشگاه هنر اصفهان - دانشكده مرمت
مهدی یزدی: دانشگاه اصفهان - دانشکده علوم


چکیده مقاله:

در دو دهه اخیر برخی از مواد صنعتی در جهت مصارف حفاظتی و مرمتی در حوزه آثار تاریخی، بهینه‌سازی شده‌اند و به عنوان پوشش‌دهنده برای افزایش دوام آثار تاریخی در مقابل عوامل محیطی بسیار رواج یافته‌اند. هدف این پژوهش دستیابی به یک ماده مناسب به عنوان پوشش دهنده در برابر عوامل مخرب محیطی و استحکام‌بخش سطحی برای سنگ‌ آهکی کرم رنگ در مجموعه تاریخی پاسارگاد است. بنابراین، از بین جدیدترین‌ مواد سه ماده متفاوت که همخوانی بیشتری با سنگ‌های آهکی از لحاظ ماهیت و پیوندی که با ذرات سنگ آهک ایجاد می‌کنند، انتخاب شدند: نانو استل نانو ذرات سیلیکون دی اکسیدSiO2 ، نانو لایم نانو ذرات هیدروکسید کلسیم CaOH2 و آمونیوم فسفات دی آمونیوم هیدروژن فسفات NH42HPO4. ارزیابی تاثیر این سه ماده بر افزایش مقاومت سطح سنگ توسط میکرو-دریل‌زنی Micro-drilling و چگونگی پوشش دهندگی و اتصال آن با بستر توسط دستگاه FE-SEM سنجیده شد و تغییرات میزان تخلخل و توزیع منافذ سنگ، قبل و پس از درمان توسط دستگاه تخلخل سنج جیوه‌ای MIP مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از این هستند که بر خلاف تصور، نانو لایم کمترین تاثیر را نسبت به دو ماده دیگر بر افزایش مقاومت سطحی داشته است. در مقابل، از دیدگاه ریز ساختاری لایه‌های‌ پوششی آمونیوم فسفات و نانو استل حاوی ریز ترک‌های شاخه‌ای و شبکه‌ای هستند. اما نانو لایم نسبت به دیگر مواد، سطحی هموارتر و فاقد ریز ترک ایجاد کرده و همچنین بیشترین کاهش تخلخل را در بر داشته است که این ویژگی موجب عمر طولانی‌تر این ماده در برابر هوازدگی در محیط‌های باز خواهد شد.


Article's English abstract:

The materials that are now using in the conservation of historical and cultural heritage are originally available in industry market. Recently, some of the materials are improved in the fields of conservation of heritage and they are so common in the consolidation of artificial objects or monuments. The aim of the study is an achievement to the proper material for coating the beige stone against environmental factors as well as consolidation. Thus, three materials were chosen from the recent products and the methods that are compatible with the limestone’s compositions. Stone specimens were consolidated with Nano Estel Nanostructure silicon dioxide SiO2 dispersion in water, Nano Lime CaOH2 Nano-lime dispersion in isopropyl alcohol, and Dibasic ammonium phosphate NH42HPO4 well known as HAP method. Samples were characterized by FE-SEM field emission scanning electron microscopy and tested by Microdrilling resistance superficial hardness, also, the changes in the porosity were analyzed by MIP Mercury intrusion porosimetry. The results show Nano-lime is the product with 0.5N superficial resistance increase after 4 weeks; the lowest surface effectiveness which barely changed the physical properties of the stone. In the case of Estel nanoparticles and HAP, the superficial hardness increased from 3N up to 6N. In the both cases Nanoestel and HAP the layer on the substrate includes some microcracks with branch and net pattern, but nano-lime made a homogeneous layer that may cause long-term stability in the open-air site. Also, nano-lime treatment caused 6 reduction of stone porosity which in comparison with the two other materials by 2 HAP and 4 NE decrease, had the most effectiveness on porosity


کلید واژگان:
پاسارگاد، سنگ آهک، پوشش استحکام بخش، Nano-Ca(OH)2، Nano-SiO2، NH4)2HPO4)

English Keywords:
Pasargadae, Limestone, Consolidation, Nano-Ca(OH)2, Nano-SiO2, (NH4)2HPO4

منابع:
-عبداللهی، پ.، «فن شناسی، آسیب شناسی و ارائه طرح حفاظتی سنگ نگاره¬ی انسان بالدار»، رسول وطن دوست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز، 1386. -سعیدی، زهرا، «گزارش عملکرد واحد زمین‌شناسی مرکز مطالعات، پژوهش و مرمت مجموعه جهانی پاسارگاد»، آرشیو دفتر فنی پایگاه میراث جهانی پاسارگاد، منتشر نشده، 1383. -زارع، ا.، «گزارش زمین‌شناسی»، بنیاد پژوهشی پارسه پاسارگاد، منتشر نشده، 1382. - سعیدی، ز.، «سنگ‌شناسی بناهای تاریخی پاسارگاد و معادن مربوطه، مرکز مطالعات، پژوهش و مرمت مجموعه میراث جهانی پاسارگاد»، آرشیو دفتر فنی پایگاه میراث جهانی پاسارگاد، منتشر نشده، 1384. -شکفته، ع.، احمدی، ح.، یزدی، م.، «مروری بر مواد پوشش دهنده (استحکام بخش‌های سطحی) در حفاظت سنگ‌های تاریخی و فرهنگی»، مطالعات در دنیای رنگ، 1395، جلد 2، شماره2، 64-43.

English References:
[1] T. Weiss, S. Siegesmund, and E.R. Fuller, “Natural Stone, Weathering Phenomena, Conservation Strategies and Case Studies”, Geological Society of London, 2002. [ ] A. Shekofteh, E. Molina Piernas, A. Arizzi, G. Cultrone, H. Ahmadi and M. Yazdi, “Deterioration Assessment of Three Types of Limestones from Pasargadae World Heritage Site in Iran”, In YOUTH in CONSERVATION of CULTURAL HERITAGE – YOCOCU 2016, MADRID, 2016, 235. [ ] E. Doehne and C. A. Price, Stone Conservation: “An overview of current research”, The Getty Conservation Institute: Los Angeles, 2010. [4] K.E. Van Balen, S. Ercan, and T.C. Patricio, “Compatibility and retreatability versus reversibility: A case study at the late Hellenistic Nymphaeum of Sagalassos (Turkey), The Use of and Need for Preservation Standards in Architectural Conservation”, ASTM International 1999. [ ] Wheeler G. Alkoxysilanes and the Consolidation of Stone. Getty Publications; 2005. [ ] Horie, Charles Velson. “Materials for conservation: organic consolidants, adhesives and coatings”. Routledge, 2010. ]6]. A. Shekofteh, G. Cultrone, A. Arizzi, H. Ahmadi, M. Yazdi and E. Molina Piernas, “Identification of stones composition used in Pasargadae World Heritage site, Achaemenid period, South of Iran”, 41st international symposium on archaeometry (ISA2016), Kalamata, Greece, 2016, 141. [ ] A. Shekofteh, H. Ahmadi, and M. Yazdi. "Relationship between the durability and fabric of Pasargadae carbonate stones (archaelogical site from Achaemenid period, south of Iran)." SCIENCE AND ART: A FUTURE FOR STONE, 2016, 1, 133-138. [ ] Favaro M, Simon S, Menichelli C, Fassina V, Vigato PA. The four virtues of the Porta della Carta, Ducal Palace, Venice: “Assessment of the state of preservation and re-evaluation of the 1979 restoration”. Studies in Conservation. 2005 Jan 1,109-27. [ ] Kim, E.K., Won, J., Kim, J.J., Kang, Y.S. and Kim, S.D.. “TEOS/GPTMS/silica nanoparticle solutions for conservation of Korean heritage stones”. In Proceedings of the 11th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, 15–20 September 2008, Torun, Poland, 915-23. [ ] L. de Ferri, P. P. Lottici, A. Lorenzi, A. Montenero and E. Salvioli-Mariani, “Study of silica nanoparticles–polysiloxane hydrophobic treatments for stone-based monument protection”, Journal of Cultural Heritage, 2011, 12(4), 356-363. [ ] CTS, “Safety data sheet regulation (EC) N. 1907/2006- reach?. Catalog of product, 2010. [ ] C. Woolfitt, “Lime method evaluation: A survey of sites where lime-based conservation techniques have been employed to treat decaying limestone”, English Heritage research transactions, 2002, 2, 29-44. [ ] M. Matteini, S. Rescic, F. Fratini and G. Botticelli, “Ammonium phosphates as consolidating agents for carbonatic stone materials used in architecture and cultural heritage: preliminary research”, International Journal of Architectural Heritage, 2011, 5(6), 717-736. [ ] E. Hansen, E. Doehne, J. Fidler, J. Larson, B. Martin, M. Matteini, C. Rodriguez-Navarro, E.S. Pardo, C. Price, A. de Tagle, and J. M. Teutonico, “A review of selected inorganic consolidants and protective treatments for porous calcareous materials”, Studies in Conservation, 2003, 48(supp.1), 13-25. [ ] E. Sassoni, G. Graziani and E. Franzoni, “An innovative phosphate-based consolidant for limestone. Part 1: effectiveness and compatibility in comparison with ethyl silicate”, Construction and Building Materials, 2016, 102, 918-930. [ ] E. Sassoni, E. Franzoni, B. Pigino, G. W. Scherer and S. Naidu, “Consolidation of calcareous and siliceous sandstones by hydroxyapatite: comparison with a TEOS-based consolidant”, Journal of Cultural Heritage, 2013, 14(3), 103-108. [ ] E. Sassoni and E. Franzoni, “Consolidation of Carrara marble by hydroxyapatite and behaviour after thermal ageing”, Built Heritage: Monitoring Conservation Management, Part of the series Research for Development, Springer International Publishing, 2015, 379-389. [ ] E. Molina Piernas, L. Rueda Quero, G. Cultrone and E. Ruiz Agudo, “A new use of hydroxyapatite-based consolidant: cleaning and consolidation of stones in one step by reaction with gypsum crust”, EGU General Assembly Conference Abstracts, 2015, 11792. [ ] E. Franzoni, E. Sassoni and G. Graziani, “Brushing, poultice or immersion? The role of the application technique on the performance of a novel hydroxyapatite-based consolidating treatment for limestone”, Journal of Cultural Heritage, 2015, 16(2), 173-184. [ ] E. Franzoni, G. Graziani and E. Sassoni, “TEOS-based treatments for stone consolidation: acceleration of hydrolysis–condensation reactions by poulticing”, Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2015, 74(2), 398-405. [ ] E. Sassoni, S. Naidu and G. W. Scherer, “The use of hydroxyapatite as a new inorganic consolidant for damaged carbonate stones”, Journal of Cultural Heritage, 2011, 12(4), 346-355. [ ] G. Borsoi, B. Lubelli, R. van Hees, R. Veiga and A. S. Silva, “Optimization of nanolime solvent for the consolidation of coarse porous limestone”, Applied Physics A, 2016, 122(9), 846. [ ] Natural stone test methods. Determination of frost resistance. AENOR, Madrid. UNE-EN 12371, 2011. [ ] E. Molina, D. Benavente, E. Sebastian, and G. Cultrone, "The influence of rock fabric in the durability of two sandstones used in the Andalusian Architectural Heritage (Montoro and Ronda, Spain)", Engineering Geology, 2015, 197, 67-81. [ ] Metodi di prova per pietre naturali. Determinazione della resistenza alla cristallizzazione dei sali. CNRICR, Rome, Italy. EN-12370, 2001. [ ] Daniele, V.,



فایل مقاله
تعداد بازدید: 52
تعداد دریافت فایل مقاله : 10

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:53

کاربران حاضر:67