title: Μελέτη δυνατοτήτων φορητού συστήματος φθορισμομετρίας ακτίνων-X (ED-XRF) καθώς και φασματομετρίας υπερύθρων (FT-IR), για την ανάλυση κονιαμάτων και λίθων μνημειακών κατασκευών
Creators: name: Κυριμη Ευαγγελια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2015

description: Σκοπός της ανάλυσης κονιαμάτων και λίθων είναι η λήψη στοιχείων σχετικών με την τεχνολογία κατασκευής κονιαμάτων αλλά η αναγνώριση των ορυκτολογικών χαρακτηριστικών των λίθων με σκοπό τη δυνατότητα σύνθεσης συμβατών κονιαμάτων και αντικατάσταση λίθων για τη συντήρηση και αποκατάσταση των μνημειακών κατασκευών. Ένα σύνηθες πρόβλημα σε αυτή τη διαδικασία είναι ότι τα δείγματα πρέπει να καταστραφούν και να μεταφερθούν στο εργαστήριο προς ανάλυση. Στην παρούσα εργασία εξετάστηκε ιδιαίτερα η μέθοδος φθορισμομετρίας ακτίνων Χ (XRF), καθώς αποτελεί μια μη καταστροφική μέθοδο ανάλυσης η οποία με κατάλληλο εξοπλισμό μπορεί να εφαρμοστεί in situ. Συλλέχθηκαν δείγματα λίθων και κονιαμάτων διαφόρων μνημείων και περιόδων, ώστε τα αποτελέσματα να αντιπροσωπεύουν μια ευρεία γκάμα περιπτώσεων, ενώ έγινε και σύγκριση με άλλες μεθόδους.
Για την στοιχειακή ανάλυση των αγνώστων δειγμάτων με την τεχνική XRF χρησιμοποιήθηκαν δύο τύποι προτύπων, παρασκευασμένα δείγματα γνωστών αναλογιών στο εργαστήριο και πιστοποιημένα δείγματα από NIST και IAEA. Βάσει της απορρόφησης κάθε χημικού στοιχείου, τόσο των προτύπων όσο και των αγνώστων δειγμάτων καταλήξαμε σε μια ημιποσοτική προσέγγιση για τα δείγματα των μνημείων. Επίσης, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές βελτίωσης των απορροφήσεων για τα στοιχεία χαμηλών ενεργειών. Τα αποτελέσματα που λήφθηκαν από την μέθοδο XRF, συγκρίθηκαν με αυτά της φασματοσκοπίας υπερύθρου, της περιθλασιμετρίας ακτίνων Χ, θερμικής ανάλυσης και της μεθόδου μέτρησης ανθρακικού ασβεστίου. Έτσι, οι μετρήσεις και τα αποτελέσματα αυτά οδηγούν στην εξαγωγή συμπερασμάτων και σε προτάσεις για τη βελτίωση των μεθόδων.
description: The goal of the analysis of mortars and stones is not only the gathering of data related to mortar construction technology but also the identification of the mineralogical characteristics of stones, in order to acquire the ability to composite compatible mortars and replace stones for monument conservation and restoration. A common problem during this procedure is that the samples need to be destroyed and transferred to the laboratory in order to be analyzed. In this thesis the X-ray fluorescence (XRF) method has been particularly examined as it constitutes a non-destructive method of analysis which can be applied in situ, given the right equipment. Stone and mortar samples from various monuments and periods have been collected, so the results would reflect a vast range of cases, while a comparison with other methods was carried out as well.
For the elemental analysis of unknown samples using the XRF method the following were used: two types of standards, fabricated samples with known ratio in the laboratory and certified samples by NIST and IAEA. Based on the absorption of every chemical element, including the standards and the unknown samples, we decided on a semi-quantitative approach for the monument samples. In addition, enhancement assays for the absorption of low-energy elements were conducted. The results from the XRF method were compared with the ones from infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, thermal analysis and measurement of calcium carbonate. Hence, the aforementioned measurements and results lead to various conclusions and suggestions for the enhancement of the methods and techniques.