122.4.3 Καθαρισμοί Επιφανειών και Προστασία ΚΑΘ ... · 2015. 5. 8. · •Απορρυπαντικά μειώνουν την επιφανειακή

«1.2.2 Ιστορικά δομικά υλικά – Παθολογία – Διάγνωση – Υλικά και

επεμβάσεις συντήρησης»

122.4.3 Καθαρισμοί Επιφανειών και Προστασία

ΚΑΘ. ΕΜΠ Α. ΜΟΡΟΠΟΥΛΟΥ, ΕΔΙΠ ΑΙΚ. Θ. ΔΕΛΕΓΚΟΥ

ntua ACADEMIC OPEN COURSES

Δ.Π.Μ.Σ. «Προστασία Μνημείων»

Άδεια Χρήσης

Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο του Έργου των Ανοικτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την διδάσκουσα Καθ. Α. Μοροπούλου και την ΕΔΙΠ Αικ. Δελέγκου. Για υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Ορισμός

Η απομάκρυνση κάθε ουσίας η οποία είναι επιβλαβής για την πέτρα: διαλυτά

άλατα, κρούστες όχι πολύ διαλυτές ή αδιάλυτες, διαστρωματώσεις

διαφορετικών υλικών σκόπιμα εφαρμοσμένων και μη σταθερών, εκκρίσεις

ζώων, ανεπτυγμένη βλάστηση, κ.α. (Normal document 20/85, ICR-CNR)

Τεκμηρίωση της αναγκαιότητας εφαρμογής των μεθόδων καθαρισμού

1. Για αισθητικούς λόγους,

2. Για φυσικούς και φυσικοχημικούς λόγους:

• απομάκρυνση επικαθήσεων –αποθέσεων,

• απομάκρυνση των προϊόντων διάβρωσης και αλλοίωσης της

επιφάνειας,

• απομάκρυνση βιολογικών παραγόντων διάβρωσης,

• απομάκρυνση διαλυτών αλάτων,

3. Για να επιφέρει ενεργειακή αναβάθμιση στη φθαρμένη επιφάνεια,

4. προβολή του μνημείου και της καλλιτεχνικής του αξίας

Ο καθαρισμός όμως είναι ένα μη αντιστρεπτό αλλά απαραίτητο στάδιο

των επεμβάσεων συντήρησης:

Δεν πρέπει να προκαλούν άμεσες ή έμμεσες φθορές στις αρχιτεκτονικές

επιφάνειες,

Διατήρηση της αυθεντικής πάτινας και των πολυχρωμιών,

Μη δημιουργία επιβλαβών παραπροϊόντων-υπολειμμάτων (π.χ. διαλυτά

άλατα),

Ελεγχόμενη ταχύτητα δράσης,

Μη απομάκρυνση του γύψου από αγάλματα και γλυπτούς διακόσμους,

Εφαρμογή από έμπειρο και καλά εκπαιδευμένο προσωπικό,

Πιλοτική εφαρμογή κάποιων μεθόδων καθαρισμού και προσεκτική

αποτίμηση τους.

Γενική μεθοδολογία και κριτήρια εφαρμογής μεθόδων καθαρισμού

Επίσης, λαμβάνονται υπόψη:

•Η χημική και ορυκτολογική δομή του υλικού,

•Το πορώδες,

•Ο τύπος και η ένταση της φθοράς,

•Το είδος των αποθέσεων που πρέπει να απομακρυνθούν,

•Το είδος της επιφάνειας,

•Το ιστορικό και καλλιτεχνικό ενδιαφέρον της κατασκευής,

•Το κόστος και η διάρκεια της επέμβασης του καθαρισμού,

Α. Έρευνα από αρμόδιο ερευνητικό κέντρο για το:

1. Χαρακτηρισμό του υποστρώματος σύμφωνα με:

Την πετρογραφία

Το πορώδες

Την ταχύτητα των υπερήχων

Τα χαρακτηριστικά της υδατοαπορρόφησης

Το βάθος της φθοράς

Το χρώμα

Το περιεχόμενο στα διαλυτά άλατα

2. Χαρακτηρισμό της φθοράς σε ότι αφορά:

Το πάχος

Τη συνοχή

Τα περιεχόμενα άλατα

Το χρώμα

Τη χημική σύσταση

Προέλευση επικαθήσεων-αποθέσεων και προϊόντων διάβρωσης

Γενικότερη στρατηγική για προσεκτική προετοιμασία και εφαρμογή των επεμβάσεων καθαρισμού

Β. Συμφωνία για:

Την επιλογή των μεθόδων καθαρισμού που θα εφαρμοστούν πιλοτικά,

Τον προσδιορισμό των κριτηρίων αποτίμησης επεμβάσεων καθαρισμού σε

σχέση με:

την επιτελεστικότητα της μεθόδου καθαρισμού,

την ανθεκτικότητα στο χρόνο της καθαρισμένης επιφάνειας,

την αισθητική της καθαρισμένης επιφάνειας,

Την οριοθέτηση των αποδεκτών ορίων των παραμέτρων που διέπουν τα

κοινώς αποδεκτά κριτήρια αποτίμησης,

Την τελική επιλογή της μεθόδου καθαρισμού που θα εφαρμοστεί ανάλογα

με το υλικό & τους παρουσιαζόμενους τύπους φθοράς,

Γ. Εφαρμογή

Λειτουργική ρύθμιση του εργοταξίου,

Τελική αποτίμηση των επεμβάσεων καθαρισμού με τα προεπιλεγμένα

κριτήρια.

Γενικότερη στρατηγική για προσεκτική προετοιμασία και εφαρμογή των

επεμβάσεων καθαρισμού

Ποια είναι η κατάλληλη σειρά εργασιών για τον

καθαρισμό ενός ιστορικού κτιρίου;

1. Προσεκτικές Μακροσκοπικές παρατηρήσεις και καταγραφή των

παρουσιαζόμενων τύπων φθοράς

2. Επιλογή ζωνών – επιφανειών διάγνωσης της φθοράς με NDT επί τόπου &

αναλυτικές τεχνικές στο εργαστήριο κατόπιν δειγματοληψίας

3. Χαρακτηρισμός των υλικών & διάγνωση της φθοράς

4. Εφαρμογή πιλοτικών επεμβάσεων καθαρισμού στις

προεπιλεγμένες ζώνες

5. Αποτίμηση πιλοτικών επεμβάσεων καθαρισμού με NDT επί τόπου &

αναλυτικές τεχνικές στο εργαστήριο κατόπιν δειγματοληψίας

6. Προτάσεις επεμβάσεων συντήρησης ανά υλικό & παρουσιαζόμενο τύπο

φθοράς

7. Χαρτογράφηση δομικών υλικών και παρουσιαζόμενων τύπων φθοράς –

παθολογία του κτιρίου

8. Χαρτογράφηση επεμβάσεων καθαρισμού – προστασίας – κοστολόγηση

εργασιών

Η σύγχρονη τεχνολογία μας δίνει τη δυνατότητα να κάνουμε τα παραπάνω χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά μέσα καθιστώντας έτσι εφικτή την εφαρμογή ενός πιο σύγχρονου τρόπου έλεγχου: • της παθολογίας ενός κτιρίου, • του κύκλου ζωής του, καθώς και • του κόστους του κύκλου ζωής του, με απώτερο στόχο την προστασία του μέσω της πρόγνωσης και της πρόληψης.

1. Φυσικές μέθοδοι Με βάση το νερό, Μηχανικές, Με ειδικές αργίλους,

2. Χημικές μέθοδοι,

Ειδικές περιπτώσεις

3. Θερμικές μέθοδοι, 4. Μέθοδοι κατά της βιοδιάβρωσης

Μέθοδοι Καθαρισμού

Ράντισμα με νερό χαμηλής πίεσης

•Σχετικά ήπια και ελεγχόμενη μέθοδος,

•Επιτυγχάνει διαλυτοποίηση των επικαθήσεων εξαιτίας της χαμηλής

μηχανικής της δράσης (πίεση: 2.5-4 atm),

•Διείσδυση νερού στην πέτρα,

•Μετανάστευση διαλυτών αλάτων,

•Εμφάνιση βιολογικών παραγόντων διάβρωσης,

•Συνίσταται για κτίρια χωρίς ιστορικό και καλλιτεχνικό χαρακτήρα ή

για κτίρια με ιστορικό χαρακτήρα αν βρίσκονται σε καλή κατάσταση.

Φυσικές μέθοδοι, Με βάση το νερό

Υδρονέφωση

•Εκνεφωτές παράγουν αιώρημα σταγονιδίων νερού υπό μεγάλη πίεση 60-

120 atm,

•Μεγαλύτερη ειδική επιφάνεια νερού,

•Μεγάλη μηχανική δράση,

•Μη ελεγχόμενη μέθοδος,

•Διαποτισμός τοιχοποιίας με νερό,

•Δε συνιστάται σε καμία περίπτωση για μνημεία ή ακόμα και για κτίρια χωρίς

ιστορικό και καλλιτεχνικό ενδιαφέρον.


Ατμός

•Ατμός νερού θερμοκρασίας 150-250o C υπό πίεση 5-10 atm,


•Υψηλή θερμοκρασία,

•Σχετικά υψηλή πίεση,

•Συγκράτηση μεγάλων ποσοτήτων ατμού εξανθήσεις αλάτων και κηλίδες

υγρασίας,

•Δεν συνιστάται ακόμα και για χωρίς ιστορικό και καλλιτεχνικό ενδιαφέρον

κτίρια.

Ατομικό νερό

•Μικρές ποσότητες νερού χωρίς πίεση.

•Ελεγχόμενη μέθοδος.

•Αύξηση της ειδικής επιφάνειας του χρησιμοποιούμενου νερού.

•Πολύ μικρή μηχανική δράση.

•Ενδείκνυται για μνημεία με ιστορικό και καλλιτεχνικό χαρακτήρα, για

πολυχρωμίες και τοιχοποιίες με έντονη διάβρωση και για απρόσιτες περιοχές.


Υγρή ψηγματοβολή (αμμοβολή)

•Άμμος ή ψήγματα από άλλα στερεά βάλλονται με νερό υπό πίεση (0.5-3

kg/cm2),

•Παράγοντες αποτελεσματικότητας της μεθόδου:

η αναλογία άμμου / νερού,

η κοκκομετρία και η σκληρότητα της άμμου,

η πίεση του νερού,

η απόσταση του ακροφυσίου από την επιφάνεια,

•Δεν προκαλεί σκόνη,

•Πολύ οικονομική μέθοδος και πολύ αποτελεσματική στις σκληρές

επικαλύψεις,


•Μεγάλες ποσότητες νερού,

•Μεταφορά των διαλυτών αλάτων,

•Δε συνιστάται σε καμία περίπτωση για μνημεία μεγάλου ιστορικού και καλλιτεχνικού ενδιαφέροντος, •Εφαρμόζεται σε νεότερα κτίρια μικρότερου ιστορικού και καλλιτεχνικού ενδιαφέροντος, ή σε κτίρια με ιστορικό χαρακτήρα αν βρίσκονται σε καλή κατάσταση. Σε κάθε περίπτωση πρέπει να έχουν επιμελώς προκαθορισθεί και ελεγχθεί οι προδιαγραφές εφαρμογής

Φυσικές μέθοδοι, Μηχανικές

Ξηρή ψηγματοβολή (αμμοβολή)

•Άμμος ή άλλα στερεά βάλλονται με αέρα υπό πίεση,

•Μη ελεγχόμενη,

•Απώλεια αυθεντικού υλικού,

•Επικίνδυνη για το χειριστή,

•Δε συνιστάται για οποιοδήποτε κτίριο πόσο μάλλον για μνημεία αξίας.

Φυσικές μέθοδοι, Μηχανικές

Μικροψηγματοβολή, (μικροαμμοβολή)

•Σκόνη αλουμίνας διαμέτρου 27-40μm βάλλεται με ξηρό αέρα ή άζωτο υπό

ρυθμιζόμενη πίεση,

•Εύκολη ρύθμιση της αποξεστικής ικανότητας,

•Απομακρύνει μεγάλου πάχους και σκληρές κρούστες, λεπτές κρούστες,

εναποθέσεις ή μαύρες κρούστες που καλύπτουν πολύχρωμίες,

•Αργή μέθοδος – ελεγχόμενη και ακριβή,

•Συνιστάται για κτίρια μικρής ιστορικής και καλλιτεχνικής αξίας, και υπό

προϋποθέσεις για μνημεία μεγάλου ιστορικού και καλλιτεχνικού

ενδιαφέροντος.

Φυσικές μέθοδοι, Μηχανικές Με υπερήχους

•Εκπέμπονται δονήσεις μέσω ενός διαβιβαστή και λεπτού στρώματος νερού,

•Πλήρως ελεγχόμενη μέθοδος και ακριβείας,

•Εξαιρετικά χρήσιμη για την απομάκρυνση μαύρων κρουστών και βρώμικων

στρωμάτων στις πολυχρωμίες,

•Εξαιτίας της μικρής της ταχύτητας εφαρμόζεται σε επιφάνειες μικρής

έκτασης.

Με εργαλεία

•Απομάκρυνση της μαύρης κρούστας,

•Προτεινόμενα εργαλεία :

Νυστέρια,

μαλακές βούρτσες νάιλον,

ξέστρα, δονούμενα ξέστρα,

μικρά τρυπάνια,

οδοντιατρικά εργαλεία,

λεπτά γυαλόχαρτα και σμυριδόχαρτα (400-600Mesh) κ.α.,

•Αργή μέθοδος που εξαρτάται από την επιδεξιότητα του χειριστή,

•Δε συνιστάται σε καμία περίπτωση όμως, για μνημεία μεγάλης ιστορικής και

καλλιτεχνικής αξίας.

•Ατταπουλγίτης, (Al Mg Fe)5(Al Si7)O20(OH)2 . 4H2O

•Σηπιόλιθος, Mg9Si12O30(OH)6 . 4H2O-6H2O απορροφούν μεγάλες ποσότητες

νερού, χωρίς διόγκωση,

•Iοντοανταλλακτική δράση των διαπλεγματικών κατιόντων τους,

•Διάλυση και απομάκρυνση λεπτών κρουστών (μέγιστο πάχος 1 mm),

•Απορρόφηση διαλυτών αλάτων,

•Διάλυση γύψου,

•Καλύπτονται με φύλλα πολυαιθυλενίου,

•Χρήση ιαπωνικού χαρτιού,

Πλεονεκτήματα

•Απορροφά τα διαλυτά άλατα,

•Μειώνει τις χημικές δράσεις στην επιφάνεια της πέτρας,

•Είναι οικονομική (αναγέννηση),

•Εύκολη στην εφαρμογή,

Μειονεκτήματα

•Αργή,

•Μη εύκολα ελεγχόμενη,

•Μη αποτελεσματική σε κρούστες μεγάλου πάχους,

Μπετονίτες

Φυσικές μέθοδοι, Καθαρισμός με ειδικές αργίλους

Με οξέα, βάσεις, απορρυπαντικά

•Απορρυπαντικά μειώνουν την επιφανειακή τάση & διαλυτοποιούν έλαια και

λίπη.

•Οξέα και τα άλατα τους, αφαιρούν τις μαύρες κρούστες,

•Iσχυρή και μη ελεγχόμενη δράση,

•Κηλίδες οξείδωσης Κιτρίνισμα,

•Διαλύουν ασβεστόλιθο και σχηματίζουν ευδιάλυτα άλατα,

•Δε συνιστώνται σε καμία περίπτωση για κτίρια μεγάλης ιστορικής και

καλλιτεχνικής αξίας.

•Αλκάλια και ουσίες με αλκαλική δράση καταστρέφουν τις λιπαρές κηλίδες

(σαπωνοποίηση),

•Απομακρύνουν τις μαύρες κρούστες,

•Δημιουργούν ευδιάλυτα άλατα,

•πρέπει pH<8, έτσι ώστε το ανθρακικό ασβέστιο να μην μετατρέπεται στο διαλυτό

Ca(OH)2,

•Μη ελεγχόμενες μέθοδοι που δε συνιστώνται σε καμία περίπτωση για κτίρια μεγάλης

ιστορικής και καλλιτεχνικής αξίας.

•Οργανικοί διαλύτες απομακρύνουν λίπη και λιπίδια.

•αλκαλικών διαλυτών π.χ. αμινών

•με χλωριούχους διαλύτες π.χ. διχλωροαιθάνιο ή τριχλωροαιθυλένιο και

•αρωματικούς διαλύτες π.χ. τολουόλιο.

Χημικές μέθοδοι

Πάστα Μοra, AΒ57

•Στο I.C.R. (Istituto Centrale del Restauro) της Ρώμης παρασκευάστηκε το μίγμα με την

ονομασία ΑΒ57.

Οι προτεινόμενες αναλογίες αυτής της πάστας είναι:

H2O 1000ml

NH4HCO3 30g

NaHCO3 50g

EDTA (δινατριούχο άλας) 25g

desogen 10ml

καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη 60g

•pH=7.5 αποφυγή διάβρωσης του ασβεστόλιθου,

•Nα ξεπλένεται και να τρίβεται η επιφάνεια κατ’ επανάληψη μετά την αφαίρεση της

πάστας,

Υπολείμματα αλκαλικών αλάτων,

Υπολείμματα καρβοξυμεθυλοκυτταρίνης (κολλώδη υφή),

Γιαπωνέζικο χαρτί ή ακόμα και απλό χαρτί κουζίνας,

•Πολλαπλές εφαρμογές λεπτών στρωμάτων πάστας - μεγάλη αποτελεσματικότητα,

•Μέθοδος σχετικά ελεγχόμενη, εφαρμογή υπό προϋποθέσεις: α)σε μάρμαρο, (EDTA

συμπλοκοποιεί το ασβέστιο του μαρμάρου και επομένως δρα διαλυτικά) και β)στους

πορώδεις ασβεστόλιθους, όπου είναι δύσκολη η απομάκρυνση της πάστας,

•είναι γρήγορη,

•εύκολη στην προετοιμασία και εφαρμογή και

•χαμηλού κόστους.

Παρατήρηση

Η χρήση απιονισμένου νερού σύμφωνα με τον Livingstone δεν ενδείκνυται.


Με ιοντοανταλλακτικές ρητίνες

•Τεχνητές και φυσικές.

R-A- H+ + Cat+ R- A- Cat+ + H+

Κατιονική ρητίνη

R- C+ OH- + An- R- C+ An- + OH-

Ανιονική ρητίνη

•Απομάκρυνση γύψου σε επιφάνειες πολυχρωμιών και σε τοιχογραφίες,

•Δράση ανταλλαγής που αντικαθιστά τα επιβλαβή ιόντα των επικαθήσεων με

αβλαβή στη διεπιφάνεια ρητίνής –πέτρας,

•Κατάλληλη κοκκομετρία,

•Τοποθέτηση ιαπωνικού χαρτιού,

•Η χημική σταθερότητα τους είναι μικρή, συνεπώς μειώνεται η

αποτελεσματικότητα τους με την αύξηση του χρόνου αποθήκευσης,

•Εξαγωγή πρωτεϊνών και λιπών από τα χρώματα στις τοιχογραφίες (υψηλό

pH),

•Καλός καθαρισμός τοιχογραφιών με χρωστικές του χαλκού (αζουρίτης,

μαλαχίτης),

•Δε δείχνουν μεγάλη ικανότητα στην εξαγωγή διαλυτών αλάτων, (δρουν στην

επιφάνεια του υποστρώματος).


Όξινο ανθρακικό αμμώνιο και ανθρακικό αμμώνιο

•Υδατικό διάλυμα ανθρακικού αμμωνίου ή όξινου ανθρακικού αμμωνίου σε

συγκεντρώσεις 10-15% w/v μέσω ροφητικών αργίλων ή χαρτοπολτού.

•Απομάκρυνση γύψου με το πρώτο.

•Μαύρων ανθρακικών κρουστών με το δεύτερο.

Ca SO4 . 2H2O + (NH4)2CO3 (NH4)2 SO4 + CaCO3(s) + 2H2O

•Καλύτερα είναι να εφαρμόζονται πολλά αλλεπάλληλα πλυσίματα μικρής

χρονικής διάρκειας και μικρών ποσοτήτων νερού,

•Προσθήκη στην πάστα ανιονικών ρητίνων απομακρύνει το λευκό ίζημα του

CaCO3 και δεσμεύει τα θεϊκά,

•Συγκέντρωση διαλύματος και χρόνος εφαρμογής, (δηλ. εφαρμογή υπό

προϋποθέσεις).

•Πιθανά προβλήματα:

CaCO3 (s) + (NH4)2 2+ HCO3- Ca2+ (HCO3)2

2_ + 2NH3

Δηλαδή διάλυση του μαρμάρου (θάμπωμα).

Ο γύψος διαλύεται:

CaSO4 . 2H2O + (NH4)2 2+ HCO3- (NH4)2 2+ SO4

2- + Ca2+(HCO3)2 2_ + 2H2O

αλλά το παραγόμενο (NH4)2 2+ SO4 2- υδρολύεται


Καθαρισμός με βιολογική πάστα (επίθεμα Hembel) •Εφαρμόζεται με πάστες σηπιολίθου ή ατταπουλγίτη και περιλαμβάνει τα παρακάτω προϊόντα:

H2O 1lt (NH2)2CO (ουρία) 50 g (CH2OH)2CHOH (γλυκερίνη) 20 ml

•Η άργιλος πρέπει να έχει πάχος τουλάχιστον 2 cm και πρέπει να καλύπτεται με φύλλα πολυαιθυλενίου, •Ξέπλυμα με νερό και με ένα βιοκτόνο, •ιδιαίτερα χρήσιμη για καθαρισμό σκληρών και μεγάλου πάχους κρουστών.


Χαρβάτειος Λίθος – Εθνική Βιβλιοθήκη της Ελλάδος

•Ο Χαρβάτιος λίθος είναι πορώδης ιζηματογενής ασβεστόλιθος με μικρή περιεκτικότητα χαλαζία και οξειδίων & υδροξειδίων σιδήρου. •Η ύπαρξη διαστρωματώσεων οφείλεται σε διαφοροποιήσεις της κρυστάλλωσης του ασβεστίτη κατά την γένεση του πετρώματος (διαφορετική κρυσταλλική υφή του ασβεστίτη), ενώ στον διαφορετικό χρωματισμό των στρώσεων αυτών συνεισφέρει η διαφορετική αναλογία ιόντων σιδήρου στο λίθο.

Επιφάνεια όπου θα πραγματοποιηθεί η πιλοτική εφαρμογή επεμβάσεων

καθαρισμού

Η προς εξέταση επιφάνεια μετά από εφαρμογή νερού και βουρτσίσματος

Διαχωρισμός της προς εξέταση επιφάνειας για την εφαρμογή 4 διαφορετικών παστών

Εφαρμογή των: Πάστα Mora, Πάστα ΑΒ57,

Πάστα 10% (NH4)2CO3, Πάστα 15% (NH4)2CO3

Η προς εξέταση επιφάνεια αμέσως μετά την απομάκρυνση των παστών

Η προς εξέταση επιφάνεια μία μέρα μετά την επέμβαση

Ειδικές περιπτώσεις καθαρισμών

Η απομάκρυνση των ανθρακικών κρουστών: Όξινο νερό βροχής διαλύει τον ασβεστίτη των μαρμάρων ή των ιζηματογενών ασβεστολίθων, σύμφωνα με την αντίδραση: CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g) Ca(HCO3)2 (aq) Αν η παραπάνω αντίδραση προχωρά από τα δεξιά στα αριστερά, λαμβάνει χώρα εναπόθεση CaCO3 (s) Οι σχηματιζόμενες κρούστες είναι πολύ συμπαγείς Απομάκρυνση τους ελεγχόμενη και μη επιβλαβής με ιοντοανταλλακτικές ρητίνες. Η Όξινη ρητίνη + CaCO3 Ρητίνη = Ca + H2O + CO2 ή Η Κατιοντική ρητίνη OH Αλκαλική ρητίνη + CaCO3 Ρητίνη = CO3 + Ca(OH)2

ή OH Ανιονική ρητίνη •Αργή διάλυση της κρούστας έλεγχος της επέμβασης. •Ακριβές, αναγέννηση.

Kαθαρισμός με αναστροφή του γύψου:

1. Με διάλυμα K2CO3 κορεσμένου σε CaCO3

•Οι κρύσταλλοι του CaCO3 είναι μικροί και προσανατολισμένοι και άρα

μεγάλης αντοχής και σκληρότητας (75kp/mm2).

•Καθαρισμός είναι συνάρτηση του αριθμού των ψεκασμών με διάλυμα K2CO3

κορεσμένο σε CaCO3.

2. Με αναερόβια θειοβακτήρια

•Desulphovibrio desulphuricans μεταβολίζουν το θείο του γύψου ώστε να

παράγονται ανθρακικά.

•Ο σχηματισμός H2S σαν παραπροϊόν, (μαύρο ίζημα FeS).

•Μικρή μηχανική αντοχή και σκληρότητα επειδή δεν είναι προσανατολισμένοι.



Επιφάνειες με προχωρημένη διάβρωση ή πολυχρωμία

Προηγείται στερέωση και μετά καθαρισμός, ο οποίος μπορεί να εφαρμοστεί με

ποικίλους τρόπους, π.χ. με μηχανικά μέσα, βιολογικό επίθεμα, ακόμα και με

μικροψηγματοβολή, αν η συνοχή του υποστρώματος το επιτρέπει.

Εξαγωγή αλάτων

•Με εφαρμογή των ειδικών ροφητικών παστών (σηπιόλιθος, ατταπουλγίτης),

ή παστών κυτταρίνης ή χαρτοπολτού, με νερό απιονισμένο.

•Πρέπει να παρεμβάλλεται ένα ικανοποιητικό διάστημα στεγνώματος.

Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)

(Ενίσχυση του Φωτός με Εξαναγκασμένη Εκπομπή Ακτινοβολίας)

•Αρκετά ακριβή και αρκετά χρονοβόρα,

•Το Q-switched laser (βραχύπαλμο) είναι πολύ αποτελεσματικό στην

απομάκρυνση των μαύρων κρουστών έχει όμως το μειονέκτημα να

καταστρέφει το υπόστρωμα.

•Το normal-mode laser (μακρόπαλμο) είναι πιο εκλεκτικό σε σχέση με τις

ανοιχτόχρωμες και τις σκουρόχρωμες επιφάνειες και επομένως

επαναλαμβανόμενη εφαρμογή σε λευκές επιφάνειες δεν επηρεάζει το λευκό

μάρμαρο.

•Η ακτίνα θα πρέπει να είναι κάθετη στην επιφάνεια και σε απόσταση 20cm

από αυτή.

Η προς καθαρισμό επιφάνεια πρέπει να βρέχεται για δύο λόγους:

Η υγρασία σκουραίνει την κρούστα οπότε λαμβάνει χώρα υψηλότερη

απορρόφηση ακτινοβολίας και η απομάκρυνση των κρουστών καθίσταται

πιο αποτελεσματική.

Εάν ο καθαρισμός εφαρμοστεί σε ξηρή επιφάνεια η επέμβαση παράγει

μεγάλες ποσότητες επιβλαβών υπολειμμάτων άνθρακα και αερίων στη ζώνη

αναπνοής του χειριστή.

Θερμικές μέθοδοι

Υπάρχουν οι εξής τύποι laser:

•Το Excimer, στο άπω υπεριώδες φάσμα (248nm, 30ns).

•Το Dye, στο ορατό (590nm, 20μs). •Το Nd: YAG, στο εγγύς υπέρυθρο (1.06μm, 10ns, και 100μs). •Του CO2 , στο άπω υπέρυθρο (10.6μm, 100ns). Συνήθως ο τύπος του laser που χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό των λίθινων αρχιτεκτονικών επιφανειών είναι το Nd: YAG (Neodimium, Yttrium Aluminium Garnet). Η εκλεκτικότητα του laser Nd: YAG εξαρτάται από:

•Την πυκνότητα της ενέργειας της ακτινοβολίας (J/cm2), η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από την τιμή της ενέργειας της ακτινοβολίας (W/ cm2). •Τον τύπο δράσης normal ή Q switched •Τον αριθμό των παλμών •To μήκος κύματος της ακτίνας •Τη φύση και μορφολογία των επικαθήσεων .



Μειονεκτήματα laser Nd: YAG: Απομακρύνει τα άλατα μόνο από την επιφάνεια της πέτρας, Οι υψηλές θερμοκρασίες δίνουν τη δυνατότητα στο να λάβουν χώρα διάφορες αντιδράσεις αλάτων, Παρουσιάζει αδυναμία για καθαρισμό μεγάλων επιφανειών με λεπτομέρειες, αφού σε κάθε σημείο

απαιτείται καινούργια εστίαση. Έτσι η μέθοδος καθίσταται εξαιρετικά αργή. Βέβαια σημαντικές

προσπάθειες για την άρση αυτού του μειονεκτήματος καταβάλλονται στο I.Τ.Ε. Κρήτης από τον κ. Φωτάκη

και τους συνεργάτες του, με την κατασκευή ενός ρομπότ laser με αυτόματη εστίαση, αυτόματη

μετατόπιση και αυτόματη διακοπή με την απόκτηση από την επιφάνεια του επιθυμητού χρώματος.

Έχει υψηλό κόστος,

Μεγάλη ενέργεια ακτινοβολίας μικρότερη διάμετρο του spot της ακτινοβολίας και άρα μικρότερη επικάλυψη. Nd: YAG αφήνει κίτρινη χροιά. Ένα ακόμα πρόβλημα του laser Nd: YAG είναι ότι αφήνει μια κίτρινη χροιά στην καθαρισμένη επιφάνεια

(ιδίως όταν καθαρίζονται ελαφρές κρούστες), που κανένας δε ξέρει από που προέρχεται, (πραγματικό

χρώμα ή εναπόθεση μικρο-υπολειμμάτων κρούστας από μεταφορά μέσω laser).

•Έτσι, ενώ χρειαζόμαστε μεγάλη ενέργεια ακτινοβολίας για την απομάκρυνση των μαύρων κρουστών,

αυτό συνεπάγεται μικρότερη διάμετρο του spot της ακτινοβολίας και άρα μικρότερη επικάλυψη. Για

μικρότερες ενέργειες όπου έχουμε μεγαλύτερη επικάλυψη, επέρχεται μείωση της αποτελεσματικότητας

της μεθόδου όσον αφορά την απομάκρυνση της μαύρης κρούστας και το Nd: YAG αφήνει αυτό το ελαφρό

κιτρίνισμα στην επιφάνεια.


Ενδιαφέρον παρουσιάζει το LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) και η χρήση

του σαν μια αυτόνομη on-line διαγνωστική τεχνική. Με την ίδια ακτίνα laser είναι

δυνατό να επιτευχθεί ημιποσοτική στοιχειακή ανάλυση της κρούστας, ενώ παράλληλα

μελετώντας το ρυθμό απομάκρυνσης της κρούστας (ablation rate) παίρνουμε

πληροφορίες για το πάχος και τη μορφολογία της (μεγάλο μειονέκτημα του LIBS είναι

το ότι ανιχνεύει το θείο μόνο υπό κενό).

Τέλος, αξίζει να σημειωθεί ότι μετά από έρευνες αρκετών χρόνων κατά τη μελέτη

καθαρισμού της δυτικής ζωοφόρου του Παρθενώνα προτάθηκε σύστημα laser για τον

καθαρισμό της με τα κάτωθι χαρακτηριστικά:

Παλμικό σύστημα laser (έως τα 10ns - Q-switched Nd:YAG), με λειτουργία σε δύο

μήκη κύματος, το εγγύς υπέρυθρο (1064nm) και στην τρίτη αρμονική του υπεριώδους

(355nm).

Η παρεχόμενη πυκνότητα ενέργειας πρέπει να κυμαίνεται στα 0.6-2.3J/cm2 για τη

συχνότητα του υπερύθρου και στα 0.2-0.45J/cm2 για την τρίτη αρμονική του

υπεριώδους.

Η διάμετρος δε της ακτίνας του laser δεν πρέπει να ξεπερνά τα 4mm.

Επίσης, ο σχετικός λόγος των δύο δεσμών (Εuv/EIR) μπορεί να αλλάζει ανάλογα με τον

προς καθαρισμό τύπο φθοράς και πρέπει να κυμαίνεται έως ¼ .

Έμμεσες μέθοδοι Τροποποίηση των περιβαλλοντικών παραμέτρων: •Υγρασία •Θερμοκρασία •Φως •Θρεπτικοί παράγοντες Μηχανικές (από τον άνθρωπο) Άμεσες μέθοδοι Φυσικές (ακτινοβολία) Βιολογικές (ανταγωνιστικές) Χημικές (βιοκτόνα) Οι κατάλληλες μέθοδοι επιλέγονται κάθε φορά ανάλογα με: •Τον τύπο της βιολογικής ανάπτυξης •Τον τύπο και την έκταση της προς καθαρισμό επιφάνειας •Την κατάσταση σε επίπεδα φθοράς της προς συντήρηση επιφάνειας •Την καλύτερη αναλογία κόστους-ρίσκου / όφελος Πολλές φορές η καλύτερη λύση επιτυγχάνεται με το συνδυασμό εφαρμογής έμμεσων και άμεσων μεθόδων.

Μέθοδοι καθαρισμού κατά της βιοδιάβρωσης


Έμμεσες μέθοδοι •Μείωση της υγρασίας με στέγαστρα –καλύμματα. Επιδρά στην ανάπτυξη όλων των μικροοργανισμών, βρύων, υδρόφιλων φυτών, κ.α.

•Μείωση της θερμοκρασίας με στέγαστρα –καλύμματα. Επιδρά σε όλους τους οργανισμούς.

•Μείωση της επίδρασης του ηλιακού φωτός με στέγαστρα –καλύμματα και του τεχνητού με μείωση του χρόνου φωτισμού. Επιδρά στη φωτοσυνθετική χλωρίδα και μικροχλωρίδα.

•Μείωση των θρεπτικών υποστρωμάτων (οργανικών – ανόργανων κρουστών) με επεμβάσεις καθαρισμού. Επιδρά κυρίως στους ετερότροφους μικροοργανισμούς.


Άμεσες μέθοδοι Βραχυπρόθεσμη αντιμετώπιση της βιοδιάβρωσης. •Μηχανικές μέθοδοι Εφαρμόζεται για την απομάκρυνση ανώτερων φυτών, βρύων, λειχήνων, κ.α. με χρήση των προαναφερθέντων εργαλείων. •Ανάπτυξη έντονής μηχανικής δράσης (ιδίως όταν υπάρχουν ρίζες φυτών μέσα στην τοιχοποιία, καταστροφή κονιαμάτων επιχρισμάτων) •Απομάκρυνση αυθεντικού υλικού, •Αποτελεσματικές για μικρό χρονικό διάστημα,

•Βιολογικές μέθοδοι Οι μέθοδοι αυτές είναι εκλεκτικές και εκμεταλλεύονται τις θρεπτικές ιδιαιτερότητες των μικροοργανισμών και των ανώτερων φυτών, ή το βιολογικό ανταγωνισμό των διαφόρων ειδών για να επιτευχθεί η εξαφάνιση της ανεπιθύμητης ανάπτυξής τους.


•Φυσικές μέθοδοι

Χρησιμοποιείται η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία στα μήκη κύματος του

υπεριώδους φάσματος (10-380nm) και των μικροκυμάτων (1cm –100μm).

Μειονεκτήματα

•Χαμηλή διεισδυτική ικανότητα (η μικροχλωρίδα στο εσωτερικό της πέτρας

δεν εξουδετερώνεται).

•Στην περίπτωση που η επιφάνεια είναι φυσικά χρωματισμένη ή

ζωγραφισμένη (frescoes), επιδρά καταστρεπτικά στις χρωστικές.

•Η μέθοδος αυτή πρέπει να εφαρμόζεται με ειδικά προληπτικά μέτρα: οι

χειριστές πρέπει να φορούν μάσκα και ειδικά γυαλιά, ενώ δε θα πρέπει να

υπάρχουν επισκέπτες.

•Επιπλέον, το σύστημα είναι δύσκολο να μεταφερθεί στο εργοτάξιο και είναι

πολύ ακριβό.

•Η υπερθέρμανση από τα μικροκύματα αναστέλλει τη βλάστηση των σπόρων

αλλά ταυτόχρονα προκαλεί φθορές στην πέτρα.

•Συστήματα ηλεκτρικού ρεύματος χαμηλής συχνότητας εφαρμόστηκαν για την

απομάκρυνση των πουλιών από τα μνημεία.


•Χημικές μέθοδοι

Πρόκειται για μη εκλεκτικές μεθόδους, αφού συνήθως χρησιμοποιούνται βιοκτόνα ευρέος φάσματος. Οι παράμετροι που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για την επιλογή των χημικών μεθόδων είναι: •Η μέγιστη ειδική τοξικότητα •Έμμεσα τοξικολογικά χαρακτηριστικά και επιδράσεις •Ρύπανση του περιβάλλοντος •Αλληλεπίδραση με το υπόστρωμα •Αποτελεσματικότητα με όσο το δυνατόν μικρότερες δόσεις •Κόστος

Τα πιο διαδεδομένα χημικά που χρησιμοποιούνται χωρίς όμως να λαμβάνονται τα παραπάνω πλήρως υπόψη είναι: •Ουδέτερες ενώσεις τριαζίνης με μικρή διαλυτότητα στο νερό για την απολύμανση των φυτών •Ενώσεις του τεταρτοταγούς αμμωνίου (Desogen), ενώσεις χαλκού με αμμωνία και σύμπλοκα χαλκού με υδραζίνη για την καταπολέμηση των αλγών, κυανοφύκων και των χλωροφυκών. •Υποχλωριώδες λίθιο, Lito 7, Lito 3 (εμπορικές ονομασίες) για τα βρύα και τις λειχήνες. •Αμπικιλλίνη, για τους μύκητες και τους ακτινομύκητες.

Οι κλασσικές μέθοδοι καθαρισμού που εφαρμόζονται διευκολύνουν τη βιολογική δράση.

Πρέπει να ορίσουμε τους επιδιωκόμενους στόχους, τις κρίσιμες (ικανές και αναγκαίες) παραμέτρους των κριτηρίων αποτίμησης επεμβάσεων καθαρισμού, καθώς και τις τεχνικές μέτρησης που τις αποδίδουν πιστότερα και αντικειμενικότερα.

Σκοπός των πιλοτικών επεμβάσεων καθαρισμού και της διαδικασίας αποτίμησής τους, είναι να διασφαλιστεί ότι κάθε μεταβολή της επιφάνειας, μετά από τον προτεινόμενο καθαρισμό, θα τηρεί τους κοινώς αποδεκτούς και επιδιωκόμενους στόχους για κάθε κριτήριο και τις παραμέτρους που το ορίζουν και θα είναι πλήρως προβλέψιμη και αναπαραγωγίσιμη, έτσι ώστε να μπορεί να εφαρμοστεί πληρώντας τις προδιαγραφές από τον εργολήπτη στο σύνολο των αρχιτεκτονικών επιφανειών του μνημείου.

Χρηματοδότηση

Το παρόν υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους.

Documents

122.4.3 Καθαρισμοί Επιφανειών και Προστασία ΚΑΘ ... · 2015. 5. 8. · •Απορρυπαντικά μειώνουν την επιφανειακή