Μελέτη ενεμάτων στερέωσης επιφανειακών στρώσεων και εφαρμογή στις τοιχογραφίες του μνημείου: Ι. Ν. Παναγίας Φανερωμένης / Ν. Σκιώνης Χαλκιδικής
Creators: name: Καρβουνάρης, Αθανάσιος Χαραλάμπους
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Ενέματα
Άσβεστος
Στερέωση - συντήρηση των τοιχογραφιών και ψηφιδωτών
Ιστορικές τοιχοποιίες
Grouts
Lime
Consolidation - conservation of wall paintings and mosaics
Historic masonries

description: Αυτή η μελέτη αφορά την εξέταση της συμβατότητας μιας σειράς κατάλληλα τροποποιημένων ασβεστιτικών ενεμάτων με τις αρχιτεκτονικές επιφάνειες των μνημείων και την εφαρμογή τους στις τοιχογραφίες του Ι. Ν. Παναγίας Φανερωμένης, Ν. Σκιώνης Χαλκιδικής, που χρονολογούνται στα τέλη του 16ου – αρχές 17ου αι. Ο κύριος σκοπός της είναι να καταδείξει ορισμένα από τα βασικά βήματα της μεθοδολογίας που προαπαιτείται σε κάθε περίπτωση μνημείου, για τον σχεδιασμό και τους εργαστηριακούς ελέγχους των ενεμάτων που πρόκειται να εφαρμοστούν, αφού προηγουμένως συσχετιστούν μεταξύ τους με κατάλληλες αναλύσεις, τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά και οι μηχανικές αντοχές των αυθεντικών δομικών υλικών και των ενεμάτων, βελτιώνοντας έτσι αποτελεσματικά την πρακτική της συντήρησης τους. Στο πειραματικό μέρος, μετά την εξέταση δειγμάτων από το υπόστρωμα των τοιχογραφιών του συγκεκριμένου μνημείου, σχεδιάστηκαν και παρασκευάστηκαν δεκατέσσερις συνολικά συνθέσεις ενεμάτων, ισομερώς κατανεμημένες σε δύο ομάδες, όπου έκαστη ομάδα βασίζεται στο σύστημα των κονιών [ασβέστου+ποζολάνης] ή [ασβέστου+ποζολάνης+λευκού τσιμέντου], με σταθερό πρόσμικτο το Rheobuild 1-2 και εναλλακτικό σε κάθε σύνθεση, εκτός των μητρικών συνθέσεων της κάθε ομάδας, ένα από τα εξής υλικά : Primal AC33, Vinavil Ravemul PC2, Lascaux Hydro-Grund, λινέλαιο, TEOS, MSG, σε αυστηρά προκαθορισμένες αναλογίες μερών βάρους, καθώς και της ποσότητας νερού των ρευστών μιγμάτων τους. Πραγματοποιήθηκαν έλεγχοι των ενεμάτων: ρευστής κατάστασης περιλαμβάνοντας τη ρευστότητα (0h, 1h), διεισδυτικότητα (0h), σταθερότητα όγκου (1h, 24h), αλλά και στερεάς κατάστασης περιλαμβάνοντας το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας, τις πρώιμες μηχανικές αντοχές σε κάμψη και θλίψη μετά από 28 και 90 ημέρες σκλήρυνσης, στις οποίες υποβλήθηκαν ποικίλοι τύποι δοκιμίων: αυτούσιας σύστασης των ενεμάτων, συνδυασμοί των συνθέσεων με αδρανή πληρωτικά υλικά μέσω της διέλευσής τους από τη στήλη άμμου και των φυσικών χαρακτηριστικών τους, όπως το πορώδες, η τριχοειδής απορρόφηση υγρασίας, το φαινόμενο ειδικό βάρος, η ελάχιστη φαινόμενη πυκνότητα και μεταβολές στερεού όγκου συρρίκνωσης. Επίσης, ελέγχτηκε μέσω στέρεο-μικροσκοπικής παρατήρησης και «έμμεσης» θλίψης, η συνοχή του ενέσιμου υλικού και η αποτελεσματικότητα της συνάφειας που αναπτύχθηκε με τα τοιχώματα της ρωγμής των δοκιμίων προσομοίωσης του υποστρώματος στα οποία εφαρμόστηκαν τα ενέματα, αφού προηγήθηκαν της εφαρμογής δύο διαφορετικές μέθοδοι προεργασίας στερέωσης, που αφορούσαν τη διάβρεξη των τοιχωμάτων με νερό ή υδατική διασπορά νανοσωματιδίων-SiO2. Διαπιστώθηκε πως μία σειρά ενεμάτων εμφανίζει κατάλληλη συμβατότητα με τις τοιχογραφίες του μνημείου, με επιθυμητές ρεολογικές ιδιότητες και φυσικο-μηχανικές αποδόσεις σκλήρυνσης, καθώς επίσης και ότι η μέθοδος προεργασίας των νανοσωματιδίων πυριτίου, συμβάλλει θετικά στην προσαύξηση των πρώιμων μηχανικών αντοχών τους. Επιλέχτηκε να εφαρμοστεί η ασβεστοποζολανική σύνθεση με πρόσμικτο το λινέλαιο, γνωστών υλικών από την αρχαιότητα, λόγω της ισχυρότερης και γενικότερα άψογης συνοχής και συνάφειας που ανέπτυξε με τα τοιχώματα της ρωγμής των δοκιμίων προσομοίωσης, του μεγάλου πορώδους και της χαμηλής τριχοειδούς απορρόφησης υγρασίας. Στο πεδίο εφαρμογής αποδείχτηκε η καλή «ενεσιμότητα» και αποτελεσματικότητα της, αφού βελτίωσε σημαντικά τη στερέωση - ενίσχυση των αποκολλημένων περιοχών των τοιχογραφιών, όπως διαπιστώθηκε και μέσω των μετρήσεων της ταχύτητας διάδοσης υπερήχων στο υπόστρωμα τους, πριν και μετά την πάροδο των 90 ημερών από το στάδιο υλοποίησης της εφαρμογής.
description: This study concerns the investigation of the compatibility of a series of appropriately modified, lime-based injection grout compositions, for the architectural surfaces of monuments, and their application in the wall paintings of Panagia Faneromeni church, in N. Skioni, Halkidiki, dating to the late 16th - early 17th century. The main purpose is to demonstrate some of the basic steps of the methodology, which is a prerequisite in each case of monument, for the design and laboratory testing of the grouts to be applied, once the physicochemical characteristics and mechanical strength of the original building materials and those of the grouts have first been correlated to each other by appropriate analyses, thus effectively improving the conservation practice. In the experimental part, after examining samples from the substrate of the wall paintings of this monument, a total of fourteen grout compositions were designed and manufactured, equally divided into two groups, where each group is based on the binding system of [lime+pozzolan] or [lime+pozzolan+white cement], with Rheobuild 1-2 as the constant additive and as an alternative in each composition, except for the motherboard compositions of each group, one of the following materials: Primal AC33, Vinavil Ravemul PC2, Lascaux Hydro-Grund, Linseed oil, TEOS, MSG, in strictly predetermined proportions of parts by weight, and also of the amounts of water in their fluid mixtures. Grout tests were carried out: in liquid state, including fluidity, penetrability, volume stability, but also in solid state, including dynamic modulus of elasticity, flexural and compressive strength at 28 and 90 days of hardening, which were applied on various types of specimens, of unadulterated grout compositions, of combinations with inert fillers resulting from their passage through the sand column. Their physical characteristics were also examined, such as porosity, capillary absorption of moisture, apparent specific gravity, bulk density, and solid volume changes. Furthermore, through stereomicroscopic observation and “indirect” compressive strength, the material coherence of the grouts was tested, as well as the efficiency of the link developed between the material and the sides of the crack of detachment specimens, simulating the substrate to which the grouts were applied, following two different pretreatment methods of injection, which involved, wetting the sides with water, or an aqueous dispersion of nano-SiO2. The results showed that a series of grouts display suitable compatibility with architectural surfaces, with desirable rheological properties and physico-mechanical hardening performances, and also that the nano-SiO2 pretreatment method contributes positively towards an increase of their early mechanical strength. Grouts based on [lime+pozzolan] binding system, with a linseed oil admixture, materials known from antiquity, were selected because of the stronger and generally impeccable link and cohesion, demonstrated in relation to the simulation detachment specimens, the high porosity and the low capillary absorption of moisture. Its good "inject ability" and efficiency was proven in the field of application, as it significantly improved the consolidation and strengthening of detached areas, which became apparent also through measurement of the ultrasonic propagation speed in the substrate of wall paintings, both during and after the 90 days from implementation.