Evaluation of Paraloid B-72 lime wood reinforcement efficiency.

Podobne dokumenty
Compression strength of pine wood (Pinus Sylvestris L.) from selected forest regions in Poland, part II

Determination of the wettability of European lime wood (Tilia cordata Mill.) as sculptures and painting supports material

Rozpoznawanie twarzy metodą PCA Michał Bereta 1. Testowanie statystycznej istotności różnic między jakością klasyfikatorów

Nazwa projektu: Kreatywni i innowacyjni uczniowie konkurencyjni na rynku pracy

Proposal of thesis topic for mgr in. (MSE) programme in Telecommunications and Computer Science

Cracow University of Economics Poland. Overview. Sources of Real GDP per Capita Growth: Polish Regional-Macroeconomic Dimensions

DOI: / /32/37

Unit of Social Gerontology, Institute of Labour and Social Studies ageing and its consequences for society

SubVersion. Piotr Mikulski. SubVersion. P. Mikulski. Co to jest subversion? Zalety SubVersion. Wady SubVersion. Inne różnice SubVersion i CVS

Helena Boguta, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki. Karta przedmiotu. obowiązuje studentów rozpoczynających studia w roku akademickim 2014/2015

Has the heat wave frequency or intensity changed in Poland since 1950?

Installation of EuroCert software for qualified electronic signature

INSPECTION METHODS FOR QUALITY CONTROL OF FIBRE METAL LAMINATES IN AEROSPACE COMPONENTS

Patients price acceptance SELECTED FINDINGS

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture11. Random Projections & Canonical Correlation Analysis

THE ASSESSMENT OF MECHANICAL PROPERTIES OF WOOD TREATED WITH IONIC LIQUIDS

Tychy, plan miasta: Skala 1: (Polish Edition)

Institutional Determinants of IncomeLevel Convergence in the European. Union: Are Institutions Responsible for Divergence Tendencies of Some

Próbnik kolorów Wood veneer

PROCEEDINGS OF THE INSTITUTE OF VEHICLES 2(106)/2016 (12 pt)

Zakopane, plan miasta: Skala ok. 1: = City map (Polish Edition)

OpenPoland.net API Documentation

WPŁYW WIELOKROTNYCH OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH NA STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA I WŁAŚCIWOŚCI REOLOGICZNE MASY NASION ROŚLIN OLEISTYCH

Raport bieżący: 44/2018 Data: g. 21:03 Skrócona nazwa emitenta: SERINUS ENERGY plc

ANALIZA DREWNA W OBIEKTACH ZABYTKOWYCH NA PODSTAWIE BADAŃ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH

Streszczenie rozprawy doktorskiej

PRACA DYPLOMOWA Magisterska

Zarządzanie sieciami telekomunikacyjnymi

PROPERTIES OF SCOTS PINE (PINUS SYLVESTRIS L.) TIMBER GROWING ON FORMER ARABLE AND FOREST LAND

IDENTYFIKACJA I ANALIZA PARAMETRÓW GEOMETRYCZNYCH I MECHANICZNYCH KOŚCI MIEDNICZNEJ CZŁOWIEKA

WENYLATORY PROMIENIOWE ROOF-MOUNTED CENTRIFUGAL DACHOWE WPD FAN WPD

BIOPHYSICS. Politechnika Łódzka, ul. Żeromskiego 116, Łódź, tel. (042)

Forested areas in Cracow ( ) evaluation of changes based on satellite images 1 / 31 O

Knovel Math: Jakość produktu

EXAMPLES OF CABRI GEOMETRE II APPLICATION IN GEOMETRIC SCIENTIFIC RESEARCH

Analysis of Movie Profitability STAT 469 IN CLASS ANALYSIS #2

HemoRec in Poland. Summary of bleeding episodes of haemophilia patients with inhibitor recorded in the years 2008 and /2010

WPŁYW WIELOKROTNYCH OBCIĄŻEŃ STATYCZNYCH NA STOPIEŃ ZAGĘSZCZENIA I WŁAŚCIWOŚCI REOLOGICZNE MASY ZIARNA

photo graphic Jan Witkowski Project for exhibition compositions typography colors : : janwi@janwi.com

TECHNICAL CATALOGUE WHITEHEART MALLEABLE CAST IRON FITTINGS EE

Machine Learning for Data Science (CS4786) Lecture 11. Spectral Embedding + Clustering

QUANTITATIVE AND QUALITATIVE CHARACTERISTICS OF FINGERPRINT BIOMETRIC TEMPLATES

Fig 5 Spectrograms of the original signal (top) extracted shaft-related GAD components (middle) and

Veles started in Our main goal is quality. Thanks to the methods and experience, we are making jobs as fast as it is possible.

SPITSBERGEN HORNSUND

UMOWY WYPOŻYCZENIA KOMENTARZ

SWPS Uniwersytet Humanistycznospołeczny. Wydział Zamiejscowy we Wrocławiu. Karolina Horodyska

INDEX CRI COLOR RENDERING INDEX (CRI):

Optymalizacja konstrukcji wymiennika ciepła

BADANIA WYTRZYMA OŒCI NA ŒCISKANIE PRÓBEK Z TWORZYWA ABS DRUKOWANYCH W TECHNOLOGII FDM

Testy jednostkowe - zastosowanie oprogramowania JUNIT 4.0 Zofia Kruczkiewicz

Formularz recenzji magazynu. Journal of Corporate Responsibility and Leadership Review Form

The study of color changes of chosen species of wood from South America caused by transparent coatings and light action

DUAL SIMILARITY OF VOLTAGE TO CURRENT AND CURRENT TO VOLTAGE TRANSFER FUNCTION OF HYBRID ACTIVE TWO- PORTS WITH CONVERSION

W trzech niezależnych testach frezy z powłoką X tremeblue typu V803 był w każdym przypadku prawie 2 razy bardziej wydajne niż wersja niepowlekana.

Regionalny Dyrektor Ochrony Środowiska ul. 28 czerwca 1956 Poznań

Lecture 18 Review for Exam 1

SPITSBERGEN HORNSUND

Domy inaczej pomyślane A different type of housing CEZARY SANKOWSKI

Weronika Mysliwiec, klasa 8W, rok szkolny 2018/2019

Krytyczne czynniki sukcesu w zarządzaniu projektami

BUILDING BUILDING. Patrol Group offers a broad spectrum of building products: building buckets and containers of various shapes and sizes.

ABOUT NEW EASTERN EUROPE BESTmQUARTERLYmJOURNAL

ACTA PROPERTIES OF OSB SUBJECTED TO THE BOILING TEST. Radosław Mirski, Adam Derkowski

Cracow University of Economics Poland

LED WASHER 30x3W WHITE IP65 F

WENTYLATORY PROMIENIOWE SINGLE-INLET DRUM BĘBNOWE JEDNOSTRUMIENIOWE CENTRIFUGAL FAN

SSW1.1, HFW Fry #20, Zeno #25 Benchmark: Qtr.1. Fry #65, Zeno #67. like

Przewody do linii napowietrznych Przewody z drutów okrągłych skręconych współosiowo

RESEARCH ON MECHANICAL PROPERTIES OF BIRCH PLYWOOD WITH SPECIAL VENEER LAY-UP SCHEMES

BLACKLIGHT SPOT 400W F


Instrukcja obsługi User s manual

Allocation of elements in former farmland afforestation with birch of varying age

AGNIESZKA JANKOWSKA, PAWE KOZAKIEWICZ, MAGDALENA SZCZ SNA Department of Wood Science and Wood Protection, Warsaw University of Live Science SGGW

Uniwersytet Medyczny w Łodzi. Wydział Lekarski. Jarosław Woźniak. Rozprawa doktorska

SPITSBERGEN HORNSUND

Find out more about IRENA s products in our catalogue.

Pomiary hydrometryczne w zlewni rzek

SPITSBERGEN HORNSUND

The analysis of the energy demand for heating and cooling of the house built on the basis of the traditional Canadian wood-frame construction

DELTA 600 corner left with TÜV certi ed

IDENTYFIKACJA PARAMETRÓW CHARAKTERYZUJĄCYCH OBCIĄŻENIE SEKCJI OBUDOWY ZMECHANIZOWANEJ SPOWODOWANE DYNAMICZNYM ODDZIAŁYWANIEM GÓROTWORU

Wojewodztwo Koszalinskie: Obiekty i walory krajoznawcze (Inwentaryzacja krajoznawcza Polski) (Polish Edition)

DELTA 600 corner right with TÜV certi ed

THE EFFECT OF POLYMETHYL METHACRYLATE IMPREGNATION ON MECHANICAL PROPERTIES OF PINE WOOD DEGRADED BY FUNGI


SPIS TREŚCI / INDEX OGRÓD GARDEN WYPOSAŻENIE DOMU HOUSEHOLD PRZECHOWYWANIE WINA WINE STORAGE SKRZYNKI BOXES

ekonomiczne przyjazne łatwe w obsłudze Październik 2012 October 2012 ENERGY SAVING EYE-fRIENdlY EASY TO USE

Investigations of iron content in fossil oak from a medieval settlement in Płońsk

Sargent Opens Sonairte Farmers' Market

EGARA Adam Małyszko FORS. POLAND - KRAKÓW r

Klaps za karę. Wyniki badania dotyczącego postaw i stosowania kar fizycznych. Joanna Włodarczyk

The Overview of Civilian Applications of Airborne SAR Systems

sylwan nr 9: 3 15, 2006

The impact of the global gravity field models on the orbit determination of LAGEOS satellites

BARIERA ANTYKONDENSACYJNA

ROZPRAWY NR 128. Stanis³aw Mroziñski

CENTRALNA PRZYCHODNIA REHABILITACYJNO- LECZNICZA POLSKIEGO ZWIĄZKU NIEWIDOMYCH w WARSZAWIE KRZYSZTOF STARZYK

Transkrypt:

Annals of Warsaw University of Life Sciences SGGW Forestry and Wood Technology No 74, 2011: 216-220 (Ann. WULS-SGGW, Forestry and Wood Technology 74, 2011 Evaluation of Paraloid B-72 lime wood reinforcement efficiency. PAWEŁ KOZAKIEWICZ 1), PIOTR MAŃKOWSKI 1), EWA WIŁKOJĆ 2) 1) Katedra Nauki o Drewnie i Ochrony Drewna SGGW w Warszawie 2) Pracownia Konserwacji, Zamek Królewski na Wawelu, Kraków Abstract: Lime wood because of its workability and availability is commonly used by artists. Lime wood was commonly used for sculptures, reliefs, underpaintings and larger objects, such as altars. Main disadvantage of his wood is low natural resistance against insects and microorganisms. Majority of antique objects made of lime wood is in some way damaged. According to this fact, it is necessary to reliably evaluate efficiency of the treatments used for impregnation and reinforcement of monumental wood structure. keywords: lime wood, Paraloid B-72, preservation, wood density, modulus of elasticity, ultrasound INTRODUCTION Two domestic species of lime are prezent in Poland. Nothern part of the country (almost whole lowland) small-leaved lime (Tilia cordata Mill.) is present, Southern part is dominated by large-leaved linden (Tilia platyphyllos Scop.). Second of the mentioned species grows faster, but is more demanding against habitat (Gałczyński 1928, Strojny 1981). Lime is the only broadleaved wood species with lifespan similar to oak. According to XVIII century writings of priest Krzysztof Kluk *) więcej tysiąca lat na pniu się nie psuje, reaching appreciable size: around 40m of height and 800 cm of stem perimeter (Strojny 1981). Even in antiquity lime was named tree of thousand uses. Out of lime wood combat shields were made and in peaceful times spoons, bowls or altars. Out of lime bast shoes and mats were made (on eastern borderlands even to beginning of XX century). Lime for a long time was common in Poland, properties and usability of its wood was widely known. Lime wood is straight-grained and soft, easily workable even with simple tooling. Because of that, it is eagerly and commonly used for sculptures, reliefs, underpaintings and altars. Nowadays, numerous objects made of lime wood are gathered in museal collections and churches (e.g. Altar in Mariacki church in Cracow). Objects are in various state of preservation, because this species of wood shows low natural resistance and is commonly attacked by insects and microorganisms (Kollmann, Cöte 1968, Krzysik 1978). Verification of monumental lime wood reinforcement efficiency with variable chemicals seems to necessary for planning and performing of renovation or conservation works. TEST MATERIAL AND METHODIC Base test material was wood doming from secondary underpaintings of Guardian Angel painted in 1725 roku (some suppose that painting presents Archangel Rafael guiding Tobias, and other that Guardian Angel and youth). Painting is exhibited in Basilica Minor in Łowicz Cathedral of Our Lady s Assumption. Wood from underpainting was strongly devastated by wood borer (Anobium punctatum De Geer). For reference purposes, contemporary defect-free lime wood, seasoned in normal conditions for 10 years, was also tested. Out of antique and contemporary wood test samples were cut out, 30 cm long with cross-section of 20x20 mm, in accordance to PN-63/D-04117. Assuming that antique and contemporary lime wood shows similar hygroscopic properties (Burmester 1970, 216

Kozakiewicz 2000), all samples were conditioned over saturated NaCl solution, with considerable benthic deposit, in aim to reach air-dry moisture content (equilibrium moisture content around 12-15%) (Schneider 1960). After conditioning, density of the samples was tested with stereometric method in accordance to PN-77/D-04101, bending modulus of elasticity in accordance to PN-63/D- 04117 and with ultrasonic method UMT-1 tester (frequency 100 khz, amplification 35 db, trigger level 8, repetition 12 Hz, Doppler gel ultrasonographic gel), moisture content using drying and weighting method was also tested, in accordance to PN-77/D-04100. Guided by previous conservation experience (Paciorek 1993, Młodożeniec 1996) one of the verified proofing substance was selected - Paraloid B-72 and used for impregnation. Paraloid B-72 is copolymer of methyl acrylate and ethyl methacrylate thermoplastic. Samples were soaked in Paraloid B-72 toluene solution. According to conservation guidelines, three concentrations were used - 5, 10 and 20%. In every solution, samples were immersed three times for two hours. After evaporation of solvent, using drying and weighting method, amount of Paraloid B-72 deposited in wood was determined. After conditioning, density and bending modulus of elasticity was tested, using static bending and ultrasonographic tester. RESULTS AND ANALYSIS Test results are shown in table 1 and on figures 1 and 2. Standard density range of airdry lime wood ranges from 350 kg m -3 to 600 kg m -3 with average of 530 kg m -3. (Krzysik 1978). Density of contemporary lime wood, selected for tests, in dry state reached 441 kg m -3 and was similar to standard one. Wood attacked by wood borers showed significantly lower density of 375 kg m -3 (table 1). After Paraloid B-72 saturation average density increased by 15 kg m -3 in contemporary wood, in antique lime reached twice this value. This was caused by increased absorptivity of antique wood. Paraloid B-72 settled in larvar galleries filled by wood flour having different properties (absorbing power) in comparison to not impaired lignin-cellulose structure of lignified cell walls. According to Krzysik (1978) static bending modulus of elasticity of air-dry lime wood ranges from 5,8 GPa up to 17,2 GPa. Average value is 7,4 GPa (the same value is given by Wagenführ 2007). Modulus of elasticity of tested contemporary lime wood held in mentioned range (average of 6400 MPa), antique wood showed lower values (average of 4200 MPa), having lowered strength properties. Table 1. Selected mechanical and physical properties of lime wood before and after Paraloid B-72 saturation Phsical /mechanical feature of lime wood Notation and unit Type of lime wood Natural before Natural after consolidation consolidation Old before consolidation Old after consolidation Sample N 11 11 11 11 Content of Paraloid B-72 in % dry wood (P): - average x [%] 0 3,3 0 8,1 - standard deviation Σ [%] - 0,9-2,3 - variation coefficient Υ [%] - 27,2-28,6 Density (g 12 ): - average x [kg/m 3 ] 441 456 375 405 - standard deviation Σ [kg/m 3 ] 38 36 11 14 - variation coefficient Υ [%] 8,6 7,9 3,1 3,5 Ultrasound velocity MC=12% (v): - average x [MPa] 5357 5219 4545 4194 217

- standard deviation σ [MPa] 171 222 212 203 - variation coefficient υ [%] 3,2 4,2 4,7 4,8 MOE (12) PN-63/D-04117 (E st ): - average x [MPa] 6437 6310 4177 4038 - standard deviation σ [MPa] 635 704 505 490 - variation coefficient υ [%] 9,9 11,2 12,1 12,1 MOE(12) ultrasound method determinate (E d ): - average x [MPa] 9447 9258 5769 5305 - standard deviation σ [MPa] 1280 1313 582 509 - variation coefficient υ [%] 13,5 14,2 10,1 9,6 15000 MOE [MPa] 10000 R 2 = 0,826 R 2 = 0,683 before saturation after saturation OLD before saturation OLD after saturation 5000 350 450 550 density [kg/m3] Fig.1. Dependence of lime wood of 12% moisture content and modulus of elasticity tested with ultrasonic method. (squares points obtained for contemporary wood, crosses points obtained for antique wood) Wood devastated by wood borers show lowered modulus of elasticity values against noticed density. For example, in sound lime wood of 350 kg m -3 density modulus should reached around 8000 MPa, but in tested antique wood values showed 6000 MPa only. Introduction of Paraloid B-72 into the wood caused insignificant density gain and slight modulus of elasticity changes. Most probably preservative penetrating cell walls caused permanent swell, meaning displacement of cellulose chains, which caused changes of modulus of elasticity along the grain, in both sound and insect devastated wood. Changes were noticed independently of modulus measurement method type. (table 1.). Observation of 100 khz ultrasonic waves moving along the grain enables quick wood quality evaluation. Sound lime wood shows low wave damping, in damaged one damping is considerably higher. Saturation of wood with Paraloid B-72 practically does not change damping value. 218

CONCLUSION 1. Velocity of 100 khz ultrasonic waves in sound lime wood along the grain averages 5350 m s -1 and is higher than in partially damaged by wood borer lime, reaching 4550 m s -1. Introduction of Paraloid B-72 into wood structure does not change these values. 2. Independently on Paraloid B-72 saturation damping of ultrasonic waves in damaged antique lime wood is considerably higher than in contemporary, sound wood. Preservation does not change this dependencies. 3. Reinforcement of lime wood with Paraloid B-72 causes insignificant density gain of the wood and slight modulus of elasticity along the grain changes. In antique wood damaged by insects changes are more visible than in contemporary, sound wood. REFERENCES 1. BURMESTER A., 1970 : Veranderung des Sorptions - und Quelingsvermogens verschiedener Holzarten durch Alterung. Materialprufung 12 / 4 str. 132-134. 2. Gałczyński B., 1928: Drzewa liściaste leśne i alejowe. Nakładem Autora. Piaseczno pod Warszawą. 3. KLUK K., 1778: Roślin potrzebnych, pożytecznych osobliwie krajowych, albo które w kraju użyteczne być mogą utrzymanie, rozmnożenie, zażycie. Warszawa. 4. KOCHANOWSKI J., 1584: Fraszki. Kraków. 5. KOLLMANN F., Cöte W.A., 1968: Principles of wood science and wood technology. Solid wood part I. Berlin-Heidelberg-N.York. 6. KOZAKIEWICZ K., KOZAKIEWICZ P., 2000: Właściwości higroskopijne drewna pochodzącego z sarkofagów egipskich. Biuletyn Informacyjny Konserwatorów Dzieł Sztuki. Vol.11 no 1 (40) s: 44-47. Łódź. 7. KRZYSIK F., 1978: Nauka o drewnie. PWN. Warszawa. 8. MŁODOŻENIEC J., 1996: Zastosowanie rentgenowskiej tomografii komputerowej w badaniach struktury drewna i drewnianej rzeźby polichromowanej. Ochrona Zabytków 2 (193) XLIX Warszawa. S. 168-181 9. PACIOREK M., 1993: Badania wybranych tworzyw termoplastycznych stosowanych do impregnacji drewna. Studia i materiały Wydziału Konserwacji i Restauracji Dzieł Sztuki Akademii Sztuk Pięknych w Krakowie. Wydawnictwo Literackie. 10. PN-77/D-04101 Drewno. Oznaczanie gęstości. 11. PN-77/D-04100 Drewno. Oznaczanie wilgotności. 12. PN-63/D-04117 Fizyczne i mechaniczne własności drewna. Oznaczanie współczynnika sprężystości przy zginaniu statycznym. 13. SCHNEIDER A., 1960: Neue Diagramme zur Bestimmung der relativen Luftfeuchtingkeit über gesättigten wässerigen Salzlösungen und wässerigen Schwefelsöurelösungen bei verschiedenen Temperaturen. Holz als Roh- und Werkstoff. Nr 7 (z 18): 269-272 14. STROJNY W., 1981: Nasze drzewa. PWRiL. Wydanie I. Warszawa. 219

Streszczenie: Ocena skuteczności wzmocnienia struktury drewna lipowego Paraloidem B-72. Drewno lipy ze względu na łatwość obróbki i wykończenia, było przez wieki chętnie wykorzystywane jako tworzywo artystyczne. Obecnie w zbiorach muzealnych i kościołach znajduje się dużo cennych obiektów zabytkowych wykonanych z drewna lipowego. Drewno to jest w różnym stopniu zniszczone ( drewno lipowe ma niską naturalną trwałość) Jednym ze stosowanych sposobów konsolidacji zabytkowego drewna jest jego nasycanie związkami chemicznym np. Paraloidem B-72. Dobierając do badań zabytkowe drewno lipowe uszkodzone przez kołatki oraz zdrowe drewno współczesne określono wpływ nasycenia drewna Paraloidem B-72 na wybrane właściwości fizyczne, które zostały oznaczone metodami nieniszczącymi. Prędkość przejścia fal ultradźwiękowych o częstotliwości 100 khz wzdłuż włókien w zdrowym drewnie lipowym jest większa od prędkości w drewnie zniszczonym przez owady. Wielkość tłumienia fal ultradźwiękowych w zdrowym drewnie lipowym jest istotnie niższa w porównaniu do drewna zabytkowego. Wprowadzanie do struktury drewna Paraloidu B-72 powoduje nieznaczny wzrost gęstości drewna i niewielkie zmiany modułu sprężystości wzdłuż włókien. Zmiany te w uszkodzonym przez owady drewnie zabytkowym są wyraźniejsze w porównaniu do drewna współczesnego. Corresponding authors: dr inż. Paweł Kozakiewicz Katedra Nauki o Drewnie i Ochrony Drewna Wydział Technologii Drewna, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego ul. Nowoursynowska 159 (budynek nr 15) 02-787 Warszawa e-mail: pawel_kozakiewicz@sggw.pl dr inż. Piotr Mańkowski, Katedra Nauki o Drewnie i Ochrony Drewna Wydział Technologii Drewna, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego ul. Nowoursynowska 159 (budynek nr 15) 02-787 Warszawa e-mail: piotr_mankowski@sggw.pl dr Ewa Wiłkojć, Główny Konserwator Zamek Królewski na Wawelu 31-001 Kraków, Wawel 5 tel. 422 4155 wew. 338 fax. 422 19 50 e-mail: zamek@wawel.krakow.pl 220