Odsalanie powierzchni zabytkowych wypraw

HTML
DOWNLOAD

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Odsalanie powierzchni zabytkowych wypraw"

Alina Kaczmarczyk
8 lat temu
Przeglądów:

1 Budonicto i Architektura 12(3) (2013) Odsalanie poierzchni zabytkoych ypra Jan Kubik 1, Andrzej Kucharczyk 2 Katedra Fizyki Materiałó, Wydział Budonicta, Politechnika Opolska, e mail: 1 j.kubik@po.opole.pl, 2 a.kucharczyk@po.opole.pl Streszczenie: W referacie ykonano stpne badania odsalania z ykorzystaniem okładó z ligniny, czsto stosoanych konseracji obiektó zabytkoych. Zaproponoano metodyk szacoania efektynoci tych zabiegó z ykorzystaniem modelu przepłyó przypoierzchnioych. Słoa kluczoe: odsalanie, przepłyy jonoe, ysychanie, ilgo 1. Wproadzenie Wykity soli na poierzchniach zabytkoych polichromii stanoi najczstsz przyczyn ich zniszcze. Problem dotyczy ikszoci zabytkoych tynkó i sztukaterii obiektach z rónych epok kulturoych. W niniejszej pracy przeanalizoano kinetyk odsalania poierzchni polichromii yniku zastosoania okładó z ilgotnej ligniny. Tak postaiony problem poinien stanoi punkt odniesienia do oceny szybkoci i efektynoci procesó odsalania polichromii. 2. Rónania przypoierzchnioych przepłyó W pierszej kolejnoci przeanalizoano proces sobodnego ysychania ierzchniej arsty polichromii. W tym przypadku oprócz przypoierzchnioej arsty polichromii uzgldniono rónie nasycone porami otoczenie poierzchni, które stanoi kolejn arst. Do poierzchni dopłya roztór jonó (oda = raz z jonami soli = j), który na niej ulega zobojtnieniu na sól ( = s), a do otoczenia odparouje para odna. Proces opisuje układ parcjalnych bilansó masy dc dt 1 j + = R ρ x, =, j, s (1) który po urednieniu arstie proadzi do rónania [1] dc 1 + R + ( j j ) n x da = 0 dt ρ (2) A Sumujc poysze rónanie dla szystkich arst dc 1 R j0 n x da = 0 (3) dt ρ A otrzymano dc 1 R j0 nx = 0 dt ρ (4)

2 54 Jan Kubik, Andrzej Kucharczyk gdzie d C 1 = dt d C dt 1, R = R. Wproadzajc natomiast rónanie fizyczne na strumie przejmoania masy przez otoczenie postaci + C0 C0 0 nx nx nx δ0 j = k = K (5) do rónania (3) i całkujc po czasie uzyskano zaleno na rozkład ste pierszym, przypoierzchnioym etapie ysychania ciany i torzeniu si ykitó na jego poierzchni K C C ( t = 0) = R nx dt ρ t 0 Podany rozkład ste ilgoci na poierzchni ypray porónyano z rozkładem ste układzie ypraa-lignina. Na tej podstaie istnieje molio oszacoania spółczynnikó kinetyki procesu. 3. Przepłyy kontakcie okład-polichromia Przepłyy roztoró soli kontakcie okład odsalajcy z poierzchni polichromii s podobne do podanych poprzednim punkcie z tym, e dochodzi do dodatkoego przepłyu przez nasycony ilgoci okład (rys. 1). W efekcie od poierzchni polichromii s ilgo przenika do okładu, gdzie osadza si sól ( R 0 0 ) a uolniona ilgo dyfunduje na zentrz okładu do otoczenia. arsta przejcioa poietrze-okład j 0 okład odsalajcy = 0 j 0 C 0 R 0 j 0+ polichromia j 1 podłoe = 1 C 1 R 1 C C j s C (6) δ 0 nx arsta przejcioa okład-podłoe 0 1 x Rys. 1. Model procesu Oczyicie proces ysychania jest olniejszy ni przy sobodnym odparoaniu z poierzchni polichromii. Proces transportu ilgoci opisuje parcjalny bilans masy (ró. (3)), którym ródło masy jest zeroe dc 1 j0 nx da = 0 dt ρ A lub po rozpisaniu dla układu duarstoego okład-podłoe (7)

3 Fizyka Budoli Odsalanie poierzchni zabytkoych ypra 55 dc0 dc j0 + nx = 0 (8) dt dt ρ Wproadzajc natomiast rónanie fizyczne na strumie masy, ograniczajc przy tym rozaania do stpnego okresu ysychania, tzn. kiedy prdko ysychania jest stała, uzyskujemy stał czasie arto strumienia masy + C0 C0 0 nx nx nx δ0 j = k = K (9) W przypadku pierszego etapu ysychania zachodzi bdzie róno zmian d C 0 d C 1 czasie dla szystkich arst tj. =. Zaleno ta jest słuszna przypadku, dt dt gdy ilgo odparouje yłcznie z czci przypoierzchnioej materiału. W takim przypadku, tych partiach materiału istniej due gradienty ilgoci a czci rodkoej gradienty s pomijalnie małe. Wykorzystujc t zaleno otrzymano dc dt 0 K = ρ n x ( + ) 0 1 W konsekencji zmiany ste dotyczce pierszego, stpnego okresu ysychania poierzchni przyjmuj posta K n x ( ) ρ ( ) 1 C = C + C = t+ C t = ( 0) Porónujc zmiany ilgoci C uzyskane z bada laboratoryjnych dla samego podłoa z układem okład-podłoe mona oszacoa kinetyk odsalania oraz spółczynniki kinetyczne K dla cian obłoonych okładami. Poysze rozaania dotycz yłcznie pierszego etapu ysychania, kiedy to prdko ysychania jest stała. 4. Badania laboratoryjne W celu zbadania efektynoci odsalania przeproadzono stpne badania, laboratorium KFM Politechniki Opolskiej, ykorzystujc okłady z ligniny. Badaniu odsalania podlegała cegła ceramiczna. W pierszej kolejnoci yznaczono kinetyk ysychania cegły ceramicznej nasyconej od destyloan, a nastpnie drugim cyklu dla układu arstoego cegła ceramiczna nasycona roztorami soli i lignina nasycona od destyloan. Porónyanie tych ynikó pozala na okrelanie efektynoci i czasu odsalania (rys. 2, 3, 4). Metoda mokrych okładó ykorzystana badaniu, polega na przyłoeniu do niezaizoloanej ciany próbki mocno ilgotnej ligniny, przylegajcej na całej poierzchni do nasyconej rónymi roztorami soli próbki ceglanej. Podczas badania lignina poinna dokładnie przylega do ciany próbki, co zostało zapenione przez zastosoanie odpoiednich opasek z gumy (rys. 5). Badania polegały na pomiarze zmian masy układu nasyconego od destyloan bez okładu i układu lignina-cegła którym lignina była zilona od destyloan a cegła była nasycona roztorami chlorku sodu temperaturze +25 C i ilgotnoci zgldnej 35%. (10) (11)

4 56 Jan Kubik, Andrzej Kucharczyk Rys. 2. Kinetyka ysychania cegły ceramicznej nasyconej od destyloan i układu lignina, nasycona od destyloan, z cegł ceramiczn nasycon 3% odnym roztorem chlorku sodu Rys. 3. Kinetyka ysychania cegły ceramicznej nasyconej od destyloan i układu lignina, nasycona od destyloan, z cegł ceramiczn nasycon 6% odnym roztorem chlorku sodu Rys. 4. Kinetyka ysychania cegły ceramicznej nasyconej od destyloan i układu lignina, nasycona od destyloan, z cegł ceramiczn nasycon 9% odnym roztorem chlorku sodu

Fizyka Budoli Odsalanie poierzchni zabytkoych ypra 57

Poierzchnia próbek po procesie odsalania 5.

ysychania samej ceramiki stosunku do ceramiki z okładami jest iksza.

nasycona roztorami soli, szybko ysycha e czesnym okresie, gdzie prdko

Zastosoana metoda odsalania pozala na czcioe oczyszczenie ceramiki

O pozostałoci soli iadczy nie tylko uzyskana masa, ale przede szystkim

Spis oznacze ρ gsto szkieletu, składnik mieszaniny (oda =, jony soli =

5 Fizyka Budoli Odsalanie poierzchni zabytkoych ypra 57 Rys. 5. Badany układ: okład z ligniny cegła ceramiczna Rys. 6. Poierzchnia próbek po procesie odsalania 5. Podsumoanie Przeproadzone doiadczenia pozalaj stierdzi, i prdko ysychania samej ceramiki stosunku do ceramiki z okładami jest iksza. Jest to yołane łatiejszym odparoaniem ilgoci z poierzchni okładó ni z cegły. Nasycone próbki czyst od jak rónie układ lignina-cegła, gdzie cegła jest nasycona roztorami soli, szybko ysycha e czesnym okresie, gdzie prdko jest stała oraz nastpuje spoolnienie procesu ysychania póniejszym etapie. Zastosoana metoda odsalania pozala na czcioe oczyszczenie ceramiki budolanej. O pozostałoci soli iadczy nie tylko uzyskana masa, ale przede szystkim ykity solne na próbkach po całkoitym ich ysuszeniu (rys. 6). Spis oznacze ρ gsto szkieletu, składnik mieszaniny (oda =, jony soli = j, ykrystalizoana sól = s ) C koncentracja składnika, C uredniona koncentracja składnika arstie, R ródło masy składnika, R urednione ródło masy składnika arstie, j strumie masy składnika, δ grubo arsty przypoierzchnioej, grubo arsty, K spółczynnik kinetyczny składnika, A poierzchnia,

6 58 Jan Kubik, Andrzej Kucharczyk n x ektor normalny do poierzchni x, t czas, x spółrzdna przestrzenna. Literatura 1 Kubik, J., Kucharczyk, A.: Ogólne łasnoci przepłyó przypoierzchnioych, Roczniki Inynierii Budolanej, no. 9, (2009) The desalination of historical painted surface Jan Kubik 1, Andrzej Kucharczyk 2 Department of Materials Physics, Faculty of Civil Engineering, Opole University of Technology, e mail: 1 j.kubik@po.opole.pl, 2 a.kucharczyk@po.opole.pl Abstract: In the paper the preliminary laboratory tests of desalination ith the use of lignin poultices ere made, often utilized in the maintenance of monumental buildings. In addition, the method of determining of the desalination efficiency as also proposed. Keyords: desalination, ions flos, drying, moisture

Podobne dokumenty

OCENA STANU ZAWILGOCENIA I ZASOLENIA POLICHROMII BRZESKICH

45 ROCZNIKI INŻYNIERII BUDOWLANEJ ZESZYT 13/2013 Komisja Inżynierii Budolanej Oddział Polskiej Akademii Nauk Katoicach OCENA STANU ZAWILGOCENIA I ZASOLENIA POLICHROMII BRZESKICH Jan KUBIK 1, Andrzej KUCHARCZYK