Udział soli rozpuszczalnych w wodzie w procesach niszczenia kamiennych obiektów zabytkowych oraz konserwatorskie sposoby ograniczania ich działania

• Authors: Skibiński Sławomir

Title variants

EN

THE PARTICIPATION OF WATER-SOLUBLE SALTS IN THE PROCESSES OF THE DESTRUCTION OF HISTORIC STONE ARTIFACTS AND CONSERVATION TECHNIQUES OF REDUCING!HEIR EFFECT

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

EN

As a result of the effect of corrosive environment upon historic stone artifacts and as a result of incorrect use of materials and agents for their conservation there emerge secondary products. Their chemical composition depends on the kind and advancement of factors determining a degree of endangering for objects. Of particular importance are here water-soluble salts that represent the main cause of the destruction of stone sculptures, elements and details of architectonic decor as well as bricked historic objects. The object of this article was to show endangerings posed by the presence of soluble salts in porous material of an historic object as well as a survey and evaluation of the methods used to reduce their action. The most important salts identified in stone artifacts are given in Table 1. The mode of a corrosive effect of water-soluble salts upon the stone is based on physical and chemical processes in which water plays the most important role. It brings about dissolving of salts and makes possible their translocation through migration, while in some cases it results in their hydrolysis. These processes are not as yet fully recognized and a destructive effect of the salts often manifests itself together with the efect of other destructive factors. The methods employed to reduce a destructive effect of salts may be divided into: — methods of desalting the stones, — methods of immobilizing soluble salts present in stone by a chemical way, — methods of immobilizing the salts by means of anti-humidifying barriers. While evaluating the usefulness of a given method in practice the following conservation requirements should be taken into account: — the method employed should make possible a quick and easy removal of salt from the stone or its complete immobilization without impairing the appearance and colouring of the monument, — the use of the method should neither reduce mechanical properties of the stone nor impair its surface or deeper layers; it should also not affect adversely a further conditio of the stone, — the stone should preserve its relatively high porosity and fine patina, — substances used cannot be hygroscopic; they should not also produce water-soluble by-products that would have a destructive effect upon the stone. Well-known methods of desalting may be classified in the following way: A. Desalting by the migration of salts to expanded environment. B. Desalting by salt diffusion. C. Desalting by the action of an electric field. D. Desalting by means of an electromagnetic field. The techniques that finally make it possible to reduce water movement include: — elimination of sources of water — protecting the walls against dampening — concealment of the dampening of the interior walls. The facts presented in this study allow us to state that water-soluble salts are an essential factor destroying historic stone artifacts. It should be noted at this point that the mode of destructive processes has not as yet been fully explained. At the same time a major source of salts is the use of salt-containing bricks and cement mortars. Recent studies on the adsorption of bases by means of gas chromatography, the confirmation of studies on electrokinetic phenomena in porous bodies as well as the development of theories and laboratory studies on the so-called active centres on the surface of capillaries (e.g. loamy substances, „edges” and walls of cristals) as well as a way of their blocking lead undoubtedly to a fuller explanation of the role and mode of the action of soluble salts and will allow us to work out effective methods protecting historic stone artifacts. The most favourable treatments that reduce the effect of soluble salts in a given object are desalting and some antihumidifying barriers. At the same time it should be pointed out that the problem of desalting small objects which can be transported to workshops and which contain a high percentage of macropores has been practically solved. In view of its effectiveness, efficacy and safety for the object one should distinguish desalting by means of a membrane electrodialysis; still, at its present state the method may be used only for small stone objects (with pores smaller than macropores) which can be transferred to workshops. In many cases methods of electric drying protect effectively against the transportation of water and water solutions inside the walls. Still, they are of small use in case of drying walls with a higher degree of salting. Prior to applying electrodrying for salt-containing walls the given object should be first desalted by means of special plasters with high capacity, which is a useful procedure because of the safety of a desalted structure, despite a low effectiveness of the method, and also because this procedure can be repeated several times. On the basis of the data presented in the work it may be said that in order to solve the problem of a destructive effect of salt in stone porous objects further studies should concentrate on the following subjects: — the mode of a corrosive effect of soluble salts, — working out a special formulation of mortars with regular porosity and distribution of pores’ diameters basing on the adhesives which will not be harmful for the object, — new solutions of electro-drying with the use of modified injectable hydrofobie solutions or plasters with high inside capacity, — working out a technique of electro-desalting the objects „in situ" with о possibility to use it to dry buildings.

• Publisher: Narodowy Instytut Dziedzictwa
• Journal: Ochrona Zabytków
• Year: 1985
• Issue: 3-4
• Pages: 244-258

Dates

published

1985

Contributors

author

Skibiński Sławomir

• dr, Instytut Zabytkoznawstwa i Konserwatorstwa UMK w Toruniu Zakład Konserwacji Elementów i Detali Architektonicznych

References

• В. С w y nar , B. Gł owi a k, Charakterystyka korozyjnych środowisk naturalnych, wyd. Politechnika Wrocławska, Wro cław 1978.
• W. D o ma s ł o w s k i i inni, Profilaktyczna konserwacja obiektow zabytkowych, Toruń 1975, s. 29—34;
• T. S ta mb o I оv, J. R. J. von As p e r e n de Boer , The Deterioration and Conservation of Porus Building Materials in Monuments, International Centre for Conservation, Rzym 1972, s. 8—15;
• R. W i h r, Restaurierung von Steindenkmalern, Munchen 1980, s. 46—55;
• A. Ar n o l d , Soluble Salts and Weathering, The Conservation of Stone, Bolonia 1975, s. 133—135.
• M. K s i ą ż k i ewi cz, Geologia dynamiczna, Wyd. Geologiczne, Warszawa 1968, s. 57—59;
• R. P e ll i z z e r, G. S aba t i n i, Rocs Alteration in Natural Environment in Understanding Monuments Degradation, The Conservation of Stone, Bolonia 1976, s. 3-22.
• E. M. Wi n k l e r , Decay of Stone, Conservation of Stone, Nowy Jork 1970, s. 1-3.
• A. St r zel c z y k , Udział drobnoustrojow w niszczeniu kamienia, (w:) Konserwacja kamienia w architekturze i rzeźbie, wyd. ODZ, Warszawa 1967, s. 123—127;
• E. W. Eckhar dt , Gesteinsverwitterung durch Mikroorganismenversuche zur Verwitterung Gesteinsbildender Silikatischer Minerale, (w:) Koloqium uber Steinkonservierung, 1978, s. 46—65.
• J. Lehmann, Zagadnienie soli rozpuszczalnych w wodzie w procesie niszczenia i konserwacji zabytkow kamiennych, „Ochrona Zabytkow” , nr 1, 1970, s. 47—50.
• A. Ar n o l d , Nature and Reactions of Saline Minerals in Walls, The Conservation of Stone, Bolonia 1981, cz. A, s. 15.
• J. Ri eder er , Die Erhaltung von Kunstwerken aus Stein in Deutschland, „Maltechnik", 1973, 79, s. 10;
• A. Ar n o l d , Bedentung der Leichtloslichen Salze in der Verwitterung und Konservierung von Bautensteinen, (w:) Restauratorenblatter, Wiedeń 1979, cz. 3, s. 177-178 i 188;
• S. S k i b i ńs k i, Badania struktury i składu fazowego kamiennych obiektow zabytkowych w ekspertyzie konserwatorskiej, (w:) Chemia w konserwacji zabytkow, Wyd. Ośrodek Informacji Konserwatorskiej PP PKZ, Warszawa 1982, s. 165.
• A. Bo l ews k i, Wł. Pa r a c h o n i a k , Petrografia, Wyd. Geologiczne, Warszawa 1974, s. 390 i nast.
• K. L. Ga u r f, Deterioration of Architectural Structures and Monuments, Plenum Publisching Corporation, 1980, s. 125-127.
• H. He h l e r , Badania fizykochemicznych właściwości skał, PWN, Warszawa 1977, s. 25-27.
• L Stoch, Minerały ilaste. Wyd. Geologiczne, Warszawa 1974, s. 455 i nast.
• M. K s i ą ż k i e w i с z, Geologia dynamiczna, Wyd. Geologiczne, Warszawa 1962, s. 57—58.
• M. L. S a I i m i e n k o, Mineralne materiały wiążące, „Arkady” , Warszawa 1980, s. 178-182.
• M. G r u e n e r, Korozja i ochrona betonow, „Arkady” , Warszawa 1983.
• G. J. Fuks, O silach kontaknych wzaimodejestwij twierdych czastic w źidkom średe, (w:) Uspiechi kolloidnoj chimii, Wyd. Nauka, Moskwa 1973, s. 117—129.
• H. J. Plenderleith, The Conservation of Antiquities and Works of Art, Londyn 1956.
• P. J. Ko s t r o v , I. L. N o g i d , Removal of Salts From Ancient Middle — Asian Paintings by Means of Elektrodialysis, „Studies in Conservation”, nr 2, 1965, s. 83—89.
• M. Kr an z , Badania chemiczne nad odsalaniem kjmienia, (w:) Konserwacja kamienia w architekturze i rzeźbie, ODZ, Warszawa 1967, s. 146—147.
• J. L e h m a n n , Przykłady zasolenia i odsalania kamienia w zabytkach, (w:) Konserwacja kamienia w architekturze i rzeźbie, ODZ, Warszawa 1966, s. 159—160.
• H. J ę d r z e j e w s k a , Removal of Soluble Salts from Stone, Conservation of Stone, Nowy Jork 1971, s. 19-29.
• A. B a l l e m s t r e m , P. de Henau, A. D u p a s , Traitement des pierres scuptees contaminies par les sais et controle du dessalercnt, „Bulletin de l'Institut Royal du Patriartique", XII, ',970, s. 247—268.
• W. D o m a s ł o w s k i , M. Zyz i k, Badania nad zastosowaniem jonitow do odsalania kamiennych obiektow zabytkowych, „Acta Universitatis Nicolai Copernici", Zabytkoznawstwo i Konserwatorstwo, V, 1972, s. 217—225.
• R. Wi h r , Zur Erhaltung von Flurdenkmalern, (w:) Steinkonservierung, Munchen 1979, s. 18.
• R. C r e v e c o e u r , The Desalination of Marble Carved Seat in the Royal Palace Amsterdam, (w:) Deterioramento e conservazione della pietra, Wenecja 1979, s. 474—477.
• J. P e t i tt, V. He n r i , R. C o i g n a r d , Extraction de sels solubles presents dans les pierres une application insolite des microondes, The Conservation of Stone, Bolonia 1981, s. 535-544.
• W. D o m a s ł o w s k i , R. D ą b e k , S. S k i b i ń s k i , nr zgłoszenia wynalazku w Polskim Urzędzie Patentowym P-226216.
• R. Mi r o w s k i , Badania nad technologią zapraw osuszających i odsalających, „Informator PKZ”, Ośrodek Informacji Konserwatorskiej PP PKZ, Warszawa 1982, s. 123—129.
• J. L. H e i m a n n , The Tretment of Salt-Contaminated Masonry, with a Sacrificial Pender, Technical record 471, Chatswood, 1981, s. 1—18.
• W. D o m a s ł o w s k i , R. D ą bek, S. S k i b i ń s k i , Application of Jonites to Removal of Salts from Stone. Desalination by Means of Membrane Electrodialysis, maszynopis;
• S. S k i b i ń s k i , К. S u ł k o w ska, Zastosowanie elektrodializy membranowej do odsalania ceramiki archeologicznej, „Zeszyty Naukowe A.U.N.C." ; Archeologia, praca w druku;
• S. S k i b i ń s k i , Efektywność procesu odsalania, „Zeszyty Naukowe A.U.N.C.," Zabytkoznawstwo i Konserwatorstwo, praca w druku;
• S. S k i b i ń ski , Mechanizm procesu odsalania kamieni metodą elektrodializy membranowej, „Zeszyty Naukowe A.U.N.C.,” Zabytkoznawstwo i Konserwatorstwo, praca w druku.
• M. H. L e b e I, Konserwacja anticznoj skultury iz kamnia, „Chudożestwiennoje Nasledje” , nr 3/33, 1977, s. 133-134;
• W. D o m a s ł o w s k i , Problematyka badań i metod konserwacji kamiennych obiektow zabytkowych, (w:) Chemia w konserwacji zabytkow, Ośrodek Informacji Konserwatorskiej PP PKZ, Warszawa 1982, s. 65.
• F. H. Wi t tm an n , Kann das Prinzip der Elektroosmose zur Trockenlegung von Mauerwerk angewendet werden?, „Bautenschutz + Bausenierung", nr 1, 1982, s. 126—132;
• J. О I i f f e r o wi с z, W. Nawrot , Osuszanie budowli z w ilgoci podciąganej kapilarnie, COIB, Warszawa 1981;
• J. J a si onko, J. Ł u k j a n i k, Elektroda węglowa do elektroosmotycznego osuszania budowli, opis patentowy 23441, 1981;
• J. J a si onko, J. Ł u k j a n i k, Nowe aspekty elektroosmotycznego osuszania ceglanych budowli zabytkowych, (w:) Chemia w konserwacji zabytkow, Ośrodek Informacji Konserwatorskiej PP PKZ, Warszawa 1982, s. 181-191;
• B. W. Ma twi e j e w , Szuszka stien mietodom elektroosmosa, Kijów 1963;
• M. D o h n a l i k - S z a r o n i e c , Niektore zagadnienia osuszania murow metodą blokady elektroosmotycznej, „Inżynieria i Budownictwo” , nr 1, 1972, s. 17—23;
• M. D o h n a I i k, Ocena elektroosmotycznych metod osuszania ścian na podstawie badań laboratoryjnych i technicznych, praca doktorska, Politechnika Krakowska, 1970.
• Gruntoznawstwo, praca zbiorowa, Wyd. Geologiczne, Warszawa 1977, s. 187.
• L. Stoch, Minerałу ilaste, Wyd. Geologiczne, Warszawa 1974, s. 411.
• M. G r a b o w s k a - O l s z e w s k a , Teoria podwojnej warstwy elektrycznej i wiązania strukturalne, (w:) Metody badań gruntow spoistych, Wyd. Geologiczne, Warszawa 1980, s. 23;
• W. Nawr o t , Kryteria wyboru środkow do iniekcji przeciwwilgociowej murow, (w:) Materiały Narady Chemikow Konserwatorow, Ośrodek Informacji Konserwatorskiej PP PKZ, Warszawa 1984, s. 19-20.
• D. Lach i ew i с z, W. Hu s s a k ows k i , M. Sumpor , Cz. Oż a r ows k i , Wdrożenie do produkcji maioseryjnej płyt izolacyjnych poliestrowych według technologii chemicznej opracowanej przez D. Lachiewicza, (w:) Prace badawcze finansowane z funduszu postępu technicznego PP PKZ ukończone w 1983, Ośrodek Informacji Konserwatorskiej PP PKZ, Warszawa 1984, s. 1—2.
• J. Lehmann, Prace badawcze i projektowe w zakresie zwalczania i zapobiegania wilgoci w murach i tynkach obiektow zabytkowych na przykładzie Starego Ratusza w Poznaniu, „Studia i Materiały PKZ", Ośrodek Informacji PP PKZ, Warszwa 1977, s. 9—10.
• J. Ł u k a s z ewi c z , Sprawozdanie z badań umownych pt. Badanie procesow starzenia żywic alkoksysiloksanowych, 1983.
• W. Doma s ł ows k i , Nauki chemiczne a konserwacja zbytkow. Stan, potrzeby i perspektywy, „Ochrona Zabytkow", nr 3-4, 1983, s. 174.

Identifiers

ISSN

0029-8247