ارزیابی عملکرد سه ماده نوین Nano-SiO2، Nano-Ca(OH)2 و NH4)2HPO4) به عنوان پوشش‌دهنده سطحی بر سنگ‌ آهکی متعلق به مجموعه میراث جهانی پاسارگاد



نشریه: سال دوازدهم- شماره اول - بهار 1397 - مقاله 1   صفحات :  1 تا 12



کد مقاله:
JCST-04-10-2017-1763

مولفین:
عاطفه شکفته: دانشگاه هنر اصفهان - گروه مرمت اشياء تاريخي و فرهنگي، دانشکده مرمت
حسین احمدی: دانشگاه هنر اصفهان - گروه مرمت اشياء تاريخي و فرهنگي، دانشکده مرمت
مهدی یزدی: دانشگاه اصفهان - گروه زمین شناسی، 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 در مقابل عوامل محیطی رواج یافته‌اند. هدف این پژوهش شناسایی یک ماده استحکام‌بخش سطحی، براي كاربرد در سنگ‌ آهکی کرم رنگ در مجموعه تاریخی پاسارگاد است. بدین ترتیب، از بین جدیدترین‌ مواد، سه ماده متفاوت که هم‌خوانی بیشتری از لحاظ ماهیت با سنگ‌های آهکی دارند، انتخاب شدند كه عبارتند از: نانوذرات دی اکسید سیلسيم (SiO2)، نانو ذرات هیدروکسید کلسیم (Ca(OH)2) و دی آمونیم هیدروژن فسفات (NH4)2HPO4)). ارزیابی تاثیر این سه ماده بر افزایش مقاومت سطح سنگ توسط میکرو-دریل‌زنی و چگونگی پوشش‌دهندگی و اتصال آن با بستر توسط دستگاه FE-SEM سنجیده شد و تغییرات میزان تخلخل و توزیع منافذ سنگ، توسط دستگاه تخلخل‌سنج جیوه‌ای (MIP) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از این هستند که برخلاف تصور، هیدروکسید کلسیم کمترین تاثیر را نسبت به دو ماده دیگر بر افزایش مقاومت سطحی داشته است. در مقابل، از دیدگاه ریزساختاری لایه‌های‌ پوششی آمونیم فسفات و SiO2 حاوی ریز ترک‌های شاخه‌ای و شبکه‌ای هستند. اما هيدروكسيد كلسيم نسبت به دیگر مواد، سطحی هموارتر و فاقد ریز ترک ایجاد کرده و همچنین بیشترین کاهش تخلخل را در بر داشته است.


Article's English abstract:

The materials that are now being used in the conservation of historic and cultural heritage are originally available in the market of industry. 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 identification of the proper material for consolidation of beige stone against environmental factors. Thus, three materials were chosen from the recent products which are more compatible with composition of limestone. Stone specimens were consolidated with Nano Estel (Nanostructure silicon dioxide SiO2 dispersion in water), Nano Lime (Ca(OH)2) (Nano-lime dispersion in isopropyl alcohol), and Dibasic ammonium phosphate ((NH4)2HPO4) well known as HAP method. Samples were characterized by FE-SEM and tested by Microdrilling resistance. The porosity also was analyzed by MIP. The results show Nano-lime has the lowest surface effectiveness which barely changed the physical properties of the stone in comparison with the others. In the case of covering, in both Estel and HAP, some microcracks (with branch and net pattern) were observed on the layer above substrate, in contrast, nano-lime made a homogeneous layer. Also, nano-lime treatment caused 6% reduction of the porosity which had the most effectiveness on stone 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:
7. عبداللهی، پ.، فن شناسی، آسیب شناسی و ارائه طرح حفاظتی سنگ نگاره انسان بالدار، رسول وطن دوست، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تهران مرکز، 1386. 9. ز. سعیدی، گزارش عملکرد واحد زمین‌شناسی مرکز مطالعات، پژوهش و مرمت مجموعه جهانی پاسارگاد، آرشیو دفتر فنی پایگاه میراث جهانی پاسارگاد، منتشر نشده، 1383. 10. ا. زارع، گزارش زمین‌شناسی، بنیاد پژوهشی پارسه پاسارگاد، منتشر نشده، 1382. 11. ز. سعیدی، 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. 13. ع. شکفته، ح. احمدی. م. یزدی،مروری بر مواد پوشش دهنده (استحکام بخش‌های سطحی) در حفاظت سنگ‌های تاریخی و فرهنگی، نشريه علمي ترويجي مطالعات در دنیای رنگ، (1395)2، 64-43.

English References:
1. T. Weiss, S. Siegesmund, E. R. Fuller, Natural Stone, Weathering Phenomena, Conservation Strategies and Case Studies. Geological Society of London, 2002. 2. A. Shekofteh, E. Molina Piernas, A. Arizzi, G. Cultrone, H. Ahmadi, 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. 3. E. Doehne, C. A. Price, Stone Conservation: An overview of current research. The Getty Conservation Institute: Los Angeles, 2010. 4. K. E. Van Balen, S. Ercan, 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. 5. G. Wheeler, Alkoxysilanes and the Consolidation of Stone. Getty Publications, 2005 6. C. V. Horie, Materials for conservation: organic consolidants, adhesives and coatings. Routledge, 2010 8. A. Shekofteh, G. Cultrone, A. Arizzi, H. Ahmadi, M. Yazdi, 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. 12. A. Shekofteh, H. Ahmadi, 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, 1(2016), 133-138. 14. M. Favaro, S. Simon, C. Menichelli, V. Fassina, 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. 15. E. K. Kim, J. Won, J. J. Kim, Y. S. Kang, S. D. Kim, 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. 16. 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. J. Cult. Heritage. 12(2011), 356-363. 17. CTS, Safety data sheet regulation (EC) N. 1907/2006- reach. Catalog of product, 2010. 18. C. Woolfitt, Lime method evaluation: A survey of sites where lime-based conservation techniques have been employed to treat decaying limestone. English Heritage Res. Trans. 2(2002), 29-44. 19. M. Matteini, S. Rescic, F. Fratini, G. Botticelli, Ammonium phosphates as consolidating agents for carbonatic stone materials used in architecture and cultural heritage: preliminary research. Int. J. Archit. Heritage. 5(2011), 717-736. 20. E. Hansen, E. Doehne, J. Fidler, J. Larson, B. Martin, M. Matteini, C. Rodriguez-Navarro, E. S. Pardo, C. Price, A. de Tagle, J. M. Teutonico, A review of selected inorganic consolidants and protective treatments for porous calcareous materials. Stud. Conserv. 48(2003), 13-25. 21. E. Sassoni, G. Graziani, E. Franzoni, An innovative phosphate-based consolidant for limestone. Part 1: effectiveness and compatibility in comparison with ethyl silicate. Constr. Build. Mater. 102(2016), 918-930. 22. E. Sassoni, E. Franzoni, B. Pigino, G. W. Scherer, S. Naidu, Consolidation of calcareous and siliceous sandstones by hydroxyapatite: comparison with a TEOS-based consolidant. J. Cult. Heritage. 14(2013), 103-108. 23. E. Sassoni, 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. 24. E. Molina Piernas, L. Rueda Quero, G. Cultrone, 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. 25. E. Franzoni, E. Sassoni, G. Graziani, Brushing, poultice or immersion? The role of the application technique on the performance of a novel hydroxyapatite-based consolidating treatment for limestone. J. Cult. Heritage. 16(2015), 173-184. 26. E. Franzoni, G. Graziani, E. Sassoni, TEOS-based treatments for stone consolidation: acceleration of hydrolysis–condensation reactions by poulticing. J. Sol-Gel Sci. Technol. 74(2015), 398-405. 27. E. Sassoni, S. Naidu, G. W. Scherer, The use of hydroxyapatite as a new inorganic consolidant for damaged carbonate stones. J. Cult. Heritage, 12(2011), 346-355. 28. G. Borsoi, B. Lubelli, R. van Hees, R. Veiga, A. S. Silva, “Optimization of nanolime solvent for the consolidation of coarse porous limestone. Appl. Phys. A., 122(2016), 846. 29. Natural stone test methods. Determination of frost resistance. AENOR, Madrid. UNE-EN 12371, 2011. 30. 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, 197(2015), 67-81. 31. Metodi di prova per pietre naturali. Determinazione della resistenza alla cristallizzazione dei sali. CNRICR, Rome, Italy. EN-12370, 2001. 32. V. Daniele, G. Taglieri, Nanolime suspensions applied on natural lithotypes: the influence of concentration and residual water content on carbonatation process and on treatment effectiveness. J. Cult. Heritage. 11(2010), 102-106.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 366
تعداد دریافت فایل مقاله : 14

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:367

کاربران حاضر:36