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Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto - Lavagna Tecnica analitica Sezione lucida Sezione sottile.

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1 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto - Lavagna Tecnica analitica Sezione lucida Sezione sottile Pietra grigiastra (Lavagna) – tipologie di degrado analizzate Alterazione cromatica (camp. 20) Si tratta di una roccia metamorfica classificabile come calcescisto, e denominata lavagna, che si è formata per metamorfismo dinamico da argille marnose (argille con un contenuto calcareo). A struttura scistosa, è composta da finissimi granuli formati prevalentemente da calcite micritica e spatica, sericite, muscovite e quarzo; è caratterizzata dalla presenza diffusa di sostanze carboniose di origine organogena che ne determinano la pigmentazione naturale grigiastro-plumbea.

2 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto Lavagna Si notano in particolare alcune venature di calcite spatica, con apertura di m, con andamento subverticale alla scistosità; tali discontinuità possono essere oggetto di degrado differenziale in quanto a maggiore durezza della porzione restante. Lo schiarimento superficiale (osservato in sezione lucida) è attribuibile per lo più ad unossidazione della componente carboniosa. Nella porzione superiore si osserva uno schiarimento fino a m e, in corrispondenza delle pareti delle fratturazioni, fino anche a mm. Pietra grigiastra (Lavagna) – alterazione cromatica (es. camp. 20)

3 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Tecnica analitica Sezione lucida Sezione sottile Cromatografia ionica Tessere dorate del mosaico – tipologie di degrado analizzate degrado della tessera doro (camp. 13) incrostazioni (camp. 13)

4 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico La tessera dorata è composta da una porzione vetrosa inferiore di color verdastro-azzurro-traslucido (con spessore di 4 mm) e da una porzione vetrosa superiore di color giallastro- traslucida (di spessore di 0.4 mm) tra le quali esiste una sottile lamina dorata. La malta biancastra di stuccatura, con spessore di 4 mm ed ampiezza di mm, è stata ottenuta mediante limpiego di un legante a calce (a cui è stata aggiunta probabilmente una componente organica) e di un finissimo aggregato vetroso (ricavato per macinazione e frantumazione) a granulometria in genere da silt medio- fine a silt grossolano. Tessere del mosaico – degrado delle tessere ed incrostazione (es. camp. 20)

5 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Il degrado delle tessere doro, si esplica sia con opacizzazione sia con microfratturazione delle stesse. E essenzialmente riferibile a sistemi di fratturazioni evidenti ed estese, sulle cui pareti si osserva una ricristallizzazione di sali, che coinvolgono le tessere e la malta di stuccatura talvolta per tutto lo spessore. Le incrostazioni sono costituite prevalentemente da solfati e subordinatamente da nitrati e nitriti e di quantità minori di cloruri e floruri. Si tratta di ricristallizzazioni dei suddetti sali distribuite allinterno delle fratturazioni e sulla superficie esterna. Tessere del mosaico degrado delle tessere ed incrostazione (es. camp. 20) UNITADIMISURA Li-Na+NH4-K+Mg2- Ca2-F- Cl-NO2-NO3-SO4=PO43-C2O4-- % meq/g *

6 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tracce di strati pittorici Le analisi di dettaglio svolte hanno permesso di individuare tracce di strati pittorici su: Marmo grigio della Montagnola La cornice interna del rosone centrale mostra uno strato giallastro chiaro, molto alterato, ottenuto mediante limpiego di un legante in origine a calce (attualmente per lo più solfatato) e di radi pigmenti giallastri ed ocracei. Inoltre le mensole sovrastanti mostrano uno strato giallastro piuttosto omogeneo ottenuto mediante limpiego di un legante a calce e di finissimi pigmenti giallastri (probabilmente ocre) e subordiantamente rossastri e nerastri; al di sopra si osserva uno strato ocraceo (attualmente visibile in superficie) composto da finissimi pigmenti ocarcei e molto alterato con frequenti fessurazioni di ritiro. La sottocornice del timpano superiore mostra uno strato biancastro in tracce, ottenuto mediante limpiego di un legante a calce con frequenti fessurazioni di ritiro; si tratta di tracce di una probabile scialbatura biancastra superficiale.

7 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tracce di strati pittorici Il libro dellagnello della lunetta del portale destro mostra uno strato rossastro ottenuto mediante limpiego di un legante a calce e di finissimi ed abbondanti pigmenti rossastro-aranciati. La ghirlanda della lunetta del portale destro mostra direttamente sul marmo uno strato da giallastro chiaro a giallastro intenso ottenuto mediante limpiego di un legante a calce e di finissimi ed abbondanti pigmenti giallastri, aranciati (anche piuttosto grossolani) e talvolta nerastri a spigoli vivi (nero di legno); successivamente si osserva uno strato ocraceo-aranciato e quindi uno strato ocraceo attualmente visibile al di sotto di un sottile deposito nerastro superficiale.

8 Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori E la fase di verifica dei prodotti consolidanti e protettivi scelti in fase di proposta di intervento, mediante simulazione su provini in laboratorio Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi verificare la dannosità e le caratteristiche prestazionali dei prodotti conservativi protettivi e consolidanti da applicare su ciascun litotipo Studio finalizzato a:

9 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Preparazione dei provini (numero, forma e dimensioni dei campioni) I risultati della diagnostica sui trattamenti da eseguire in laboratorio dipendono fortemente da: Piano analitico (numero, distribuzione, tipologia e sequenza delle analisi) per ottenere i migliori risultati con il minor costo Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori

10 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi I prodotti protettivi devono soddisfare i seguenti requisiti: a) conferire idrorepellenza al materiale lapideo; b) mantenere una buona permeabilità al vapore acqueo; c) non provocare la formazione di sottoprodotti secondari dannosi; d) avere buona stabilita' chimica alla luce e agli agenti atmosferici; e) non alterare l'aspetto esteriore della pietra; f) avere buona reversibilità anche a distanza di tempo dallapplicazione. Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori I prodotti protettivi applicati su tutti i materiali lapidei (Marmo grigio della Montagnola, Rosso Ammonitico e Serpentino) utilizzati sono i seguenti: 1) Wacker 290 (diluito al 7% in white spirit) 2) Rhodorsil 224 (diluito al 7% in white spirit) 3) Hydrophase

11 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (n. 90 provini) n. 54 provini con dimensioni di circa 5 x 5x 2 cm: tutti i provini trattati e non trattati, sono stati sottoposti ad assorbimento dacqua per capillarità a tempi brevi, allo scopo di individuare preventivamente il tempo di durata del trattamento per singolo prodotto su litotipo (secondo Normativa UNI Prodotti idrorepellenti – Applicazione su provini e determinazione in laboratorio delle loro caratteristiche) n. 36 provini con dimensioni di circa 5 x 5x 2 cm: tutti i provini, trattati e non trattati, sono stati sottoposti ad invecchiamento artificiale per esposizione alla radiazione della lampada allo Xeno e controllati mediante colorimetria a riflettanza, angolo di contatto e assorbimento dacqua per capillarità Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori

12 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (tecniche analitiche impiegate) INVECCHIAMENTO ACCELERATO MEDIANTE IRRAGGIAMENTO CON LUCE SOLARE ARTIFICIALE Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ANGOLO DI CONTATTO ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITA COLORIMETRIA A RIFLETTANZA Tutte le analisi eseguite sono state condotte seguendo, ove esistenti, le norme NorMaL (ICR-CNR) ed UNI-NorMaL

13 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti consolidanti I prodotti consolidanti devono soddisfare i seguenti requisiti: a) migliorare la resistenza meccanica del materiale lapideo, rendendolo più resistente agli sforzi applicati dall'esterno e alle tensioni interne provocate da processi di cristallizzazione; b) non provocare la formazione di sottoprodotti dannosi; c) essere uniformemente assorbiti fino a raggiungere tutto il materiale alterato collegandolo a quello sano più interno; d) avere un coefficiente di dilatazione termica non troppo diverso da quello del materiale da consolidare; e) non rendere il materiale lapideo completamente impermeabile al vapore acqueo che per qualsiasi ragione possa trovarsi presente oltre lo strato impregnato; f) non modificare l'aspetto della superficie da trattare, evitando fenomeni di scurimento, sbiancamento, formazione di macchie, pellicole lucide, ecc. Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori I prodotti protettivi applicati diversamente su i materiali lapidei utilizzati sono i seguenti: Marmo grigio della MontagnolaRosso AmmoniticoSerpentino Rc 70 Rc 80 Aquasil VP 5035 Rc 80 Aquasil VP 5035 Rc 80 Rc 90

14 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi n. 36 provini con dimensioni di circa 5 x 5x 2 cm: tutti i provini, trattati e non trattati, sono stati sottoposti al controllo del guadagno di massa dopo il trattamento ed a invecchiamento artificiale per cristallizzazione dei sali n. 36 provini con dimensioni di circa 5 x 5 x 1 cm: tutti i provini, trattati e non trattati, sono stati sottoposti ad invecchiamento artificiale per esposizione alla radiazione della lampada allo Xeno e controllati mediante colorimetria a riflettanza e permeabilità al vapor dacqua Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti consolidanti (n. 72 povini)

15 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti consolidanti (tecniche analitiche impiegate) INVECCHIAMENTO ACCELERATO MEDIANTE IRRAGGIAMENTO CON LUCE SOLARE ARTIFICIALE Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori PERMEABILITA AL VAPOR DACQUA INVECCHIAMENTO ACCELERATO MEDIANTE CRISTALLIZZAZIONE DI SALI DI SOLFATO DI SODIO COLORIMETRIA A RIFLETTANZA Tutte le analisi eseguite sono state condotte seguendo, ove esistenti, le norme NorMaL (ICR-CNR) ed UNI-NorMaL

16 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori COLORIMETRIE A RIFLETTANZAMARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA Le variazioni cromatiche maggiori sono determinate dallapplicazione del Wacker 290; i restanti trattamenti determinano delle variazioni compatibili con quelle naturali del materiale lapideo.

17 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori COLORIMETRIE A RIFLETTANZAROSSO AMMONITICO Le variazioni cromatiche maggiori sono determinate dallapplicazione del Rhodrosil 224; non si misurano variazioni per il trattamento con Wacker 290 perché, durante il trattamento, si sono verificate delle variazioni cromatiche molto evidenti; i restanti trattamenti determinano delle variazioni compatibili con quelle naturali del materiale lapideo.

18 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori COLORIMETRIE A RIFLETTANZASERPENTINO Le variazioni cromatiche risultano in genere compatibili con quelle naturali del materiale lapideo; non si misurano variazioni per il trattamento con Wacker 290 perché, durante il trattamento, si sono verificate delle variazioni cromatiche molto evidenti.

19 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITACARATTERISTICHE DEI MATERIALI LAPIDEI Serpentino Grigio della Montagnola Rosso Ammonitico Lassorbimento dacqua per capillarità è complessivamente confrontabile tra il Marmo grigio della Montagnola ed il Rosso Ammonitico, mentre il Serpentino mostra una maggiore capacità di assorbimento dacqua per capillarità.

20 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITAMARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – NON TRATTATO Trattandosi del materiale non trattato le differenti curve mostrano le variazioni caratteristiche del materiale

21 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITAMARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – TRATTATO CON WACKER 290 Lassorbimento dacqua per capillarità dopo trattamento (giallo) è complessivamente confrontabile con quello dopo trattamento ed invecchiamento (blu).

22 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITAMARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – TRATTATO CON RHODORSIL 224 Lassorbimento dacqua per capillarità dopo trattamento (giallo) e dopo trattamento ed invecchiamento è complessivamente confrontabile con quello dopo trattamento ed invecchiamento (blu).

23 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITAMARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – TRATTATO CON HYDROPHASE Lassorbimento dacqua per capillarità dopo trattamento (giallo) e dopo trattamento ed invecchiamento (blu) è complessivamente confrontabile con quello del materiale non trattato (rosso).

24 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITACALCOLO DI IC E ICrel IC = Area sottesa della curva del materiale non trattato (giallo)/ Area del rettangolo calcolata considerando lo stesso tempo finale della curva di assorbimento dacqua (tratteggiato rosso) ICrel = Rapporto tra i differenti IC alle corrispondenti Fasi: Fase2/Fase1 e Fase3/Fase1

25 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITAMARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – IC rel Sul Marmo grigio della Montagnola i trattamenti con Wacker 290 e Rhodorsil 224 determinano una riduzione (circa 45-50%) dellassorbimento dacqua per capillarità, rispetto al corrispondente litotipo non trattato, mentre lapplicazione dellHydrophase non determina variazioni significative. Linvecchiamento allirraggiamento solare determina un basso aumento dellassorbimento dacqua per capillarità.

26 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITAROSSO AMMONITOICO – IC rel Sul Rosso Ammonitico i trattamenti con Rhodorsil 224 ed Hydrophase determinano una riduzione rispettivamente di circa 50% e 20% dellassorbimento dacqua per capillarità rispetto al corrispondente litotipo non trattato. Linvecchiamento allirraggiamento solare determina un aumento, da nullo a molto basso, dellassorbimento dacqua per capillarità.

27 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASSORBIMENTO DACQUA PER CAPILLARITASERPENTINO – IC rel Sul Serpentino i trattamenti con Rhodorsil 224 ed Hydrophase determinano una riduzione di circa il 50% dellassorbimento dacqua per capillarità rispetto al corrispondente litotipo non trattato. Linvecchiamento allirraggiamento solare determina un aumento molto basso dellassorbimento dacqua per capillarità.

28 Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi SINTESI ED INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI (in fase di conclusione) Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori ASPETTO CROMATICO (verifica mediante colorimetria a riflettanza) IDROREPELLENZA SUPERFICIALE (verifica mediante misura dellangolo di contatto) IDROREPELLENZA GLOBALE (verifica mediante assorbimento dacqua per capillarità) TRASPIRABILITA (verifica mediante permeabilità al vapor dacqua) TAL QUALE Variazioni dei valori caratteristici 1) E*<2 anche dopo invecchiamento Valori caratteristici 1) m = °, SD = Variazione percentuale naturale di 11.6% Dopo invecchiamento 1) m = °, SD = Variazione di -11.0% rispetto al non trattato Valori caratteristici 1) IC= , CA= *10 -1 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf= mg/cm 2 Dopo invecchiamento -ICrel=0.89 Valori caratteristici Perm 20°C = g/m2*24h WACKER 290 Dopo trattamento variazioni di E*= rispetto al non trattato Dopo invecchiamento variazioni di E*= rispetto al non trattato Dopo trattamento m = °, SD = Variazione di 140.3% rispetto al non trattato Dopo invecchiamento m = °, SD = Variazione di 166.9% rispetto al non trattato Dopo trattamento - ICrel=0.15 IC=0.56, CA=5.6*10 -3 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf=3.58 mg/cm 2 Dopo invecchiamento - ICrel=0.20 IC=0.63, CA=8.5*10 -3 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf=4.42 mg/cm 2 Dopo trattamento Perm 20°C =6.7 g/m2*24h Variazione di -63.3% rispetto al non trattato Dopo invecchiamento Perm 20°C =6.9 g/m2*24h Variazione di -62.3% rispetto al non trattato RHODORSIL 224 Dopo trattamento e dopo invecchiamento Variazioni di E* < 2 rispetto al non trattato Dopo trattamento m = °, SD = Variazione di 251.6% rispetto al non trattato Dopo invecchiamento m = °, SD = Variazione di 283.0% rispetto al non trattato Dopo trattamento - ICrel=0.75 IC=0.80, CA=5.7*10 -2 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf=11.29 mg/cm 2 Dopo invecchiamento - ICrel=0.78 IC=0.81, CA=5.9*10 -2 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf=11.59 mg/cm 2 Dopo trattamento Perm 20°C =5.0 g/m2*24h Variazione di -69.9% rispetto al non trattato Dopo invecchiamento Perm 20°C =6.2 g/m2*24h Variazione di -62.4% rispetto al non trattato HYDROPHASE Dopo trattamento e dopo invecchiamento Variazioni di E* < 2 rispetto al non trattato Dopo trattamento m = °, SD = Variazione di 299.1% rispetto al non trattato Dopo invecchiamento m = °, SD = Variazione di 301.8% rispetto al non trattato Dopo trattamento - ICrel=0.78 IC=0.81, CA=6.5*10 -2 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf=10.06 mg/cm 2 Dopo invecchiamento - ICrel=0.81 IC=0.89, CA=8.3*10 -2 mg/cm 2 *s -1/2 Qtf=9.57 mg/cm 2 Dopo trattamento Perm 20°C =7.1 g/m2*24h Variazione di -53.0% rispetto al non trattato Dopo invecchiamento Perm 20°C =7.8 g/m2*24h Variazione di -48.3% rispetto al non trattato Esempio dei Trattamenti protettivi

29 Progetto dintervento Sulla base dellindagine a vista, della proposta di intervento, dei risultati ottenuti dalle analisi di laboratorio per la definizione scientifica dei materiali, delle tipologie di degrado e dei trattamenti consolidanti e protettivi migliori, si redige il progetto di intervento vero e proprio Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Elaborazioni graficheRelazioni tecnicheComputi Mappatura dei materiali Mappatura del degrado Mappatura degli interventi Relazione di intervento Schede di intervento Capitolato Speciale dappalto Computo Metrico Analisi dei prezzi Computo Metrico Estimativo

30 Mappatura dei materiali Vengono rappresentati in scala 1:50 i materiali costituenti la facciata con relativa legenda e schede di riferimento Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi

31 Mappatura del degrado Vengono rappresentate in scala 1:50 le tipologie di degrado analizzate con relativa legenda e schede di riferimento Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi


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