określenie ilości i rodzaju soli występujących w cegłach, zaprawach i kamieniach. Jak stwierdzono już wcześniej, stopień zagrożenia zależy zarówno od stężenia soli, jak też od ich rodzaju. Szczególnie szkodliwe są siarczany sodu i magnezu oraz węglan sodu;

określenie rodzaju i składu kamieni oraz zapraw wypełniających spoiny. Badania te (petrograficzne i chemiczne) mają charakter dokumentacyjny oraz pozwalają na ustalenie przyczyn niszczenia badanych materiałów;

badania właściwości cegieł, zapraw i kamieni. Należy określić ich nasiąkliwość, zdolność kapilarnego podciągania wody i rozpuszczalników organicznych, jak też - jeśli to jest możliwe - ich wytrzymałość na ściskanie. Badania mają istotne znaczenie dla ustalenia możliwości odsalania wymienionych materiałów, ich ewentualnego wzmacniania strukturalnego i hydrofobizacji oraz dla doboru odpowiednich zapraw do spoinowania i uzupełniania ubytków w cegłach i kamieniach;

badania rodzaju nawarstwień występujących na kamieniach. Identyfikacja nawarstwień pozwala na dokonanie doboru środków chemicznych do ich usunięcia;

badania mono-/polichromii. W przypadku znalezienia fragmentów polichromii należy zbadać ich stratygrafię, m.in. w celu ustalenia warstw pierwotnych, określić kolorystykę oraz - w miarę możliwości - zbadać spoiwa i pigmenty,

określanie rodzaju mikroorganizmów

Umożliwia ono określenie ich działania niszczącego i dobór odpowiednich preparatów do ich likwidacji.

Badanie zapraw

Polichromie ścienne występują najczęściej na różnorodnych podłożach mineralnych w postaci tynków (zapraw).

Rozpoznanie techniki i technologii zapraw odgrywa istotną rolę w określaniu historii zabytków architektury.

Badania pozwalają odpowiedzieć na następujące pytania dotyczące przygotowania zapraw

jak dobierano i przygotowywano spoiwo

jakie rodzaje kruszyw stosowano oraz jaki był ich skład i sposób przygotowania

czy dodawano składniki organiczne

jakie były przybliżone proporcje składników zapraw

Analiza składu i budowy pozwala określić następujące cechy technologiczne

liczbę warstw zapraw

opracowywanie powierzchni poszczególnych warstw

Analiza składu i budowy pozwoli na ustalenie technologii przygotowania zapraw

Metody badawcze

Wszystkie te metody wymagają pobierania z obiektu niewielkiej ilości zabytkowej substancji.

Wybór właściwych metod jest związany:

• z ilością dostępnego do badań materiału (są to metody niszczące)

• oczekiwanymi rezultatami.

Znaczna cześć z wyżej wymienionych metod stanowi podstawę badań minerałów i skał, z których na szczególną uwagę zasługują metody mikroskopii w świetle przechodzącym, spolaryzowanym (MP).

Metody te dostarczają informacji

• o składzie fazowym badanego materiału,

• o materiału strukturze

• o relacjach przestrzennych wchodzących w skład zaprawy składników.

Analiza makroskopowa

Badania makroskopowe obejmą:

• W pierwszej fazie obserwacji poddano całość próbek, a następnie fragmenty ze szczególnym zwróceniem uwagi na świeże przełomy.

Charakterystyka historycznych zapraw bazuje na metodach badawczych, takich jak

• mikroskopia polaryzacyjna (MP),

• dyfrakcja rentgenowska (XRD),

• termiczna analiza różnicowa (DTA/TGA),

• skaningowa mikroskopia elektronowa z analizatorem EDX(SEM-EDX),

• fourierowska spektroskopia w podczerwieni (FTIR).

Analiza makroskopowa

Badania makroskopowe obejmą:

• Obserwację okiem nieuzbrojonym i lupa binokularową o powiększeniu do około 100x

Analiza makroskopowa

Analiza makroskopowa

Starano się określić :

• liczbę warstw,

• ich grubość,

• wzajemna przyczepność,

• barwę,

• zwięzłość,

• wielkość i rozmieszczenie porów, szczelin, rys,

Twardość oznacza się w/g pięciostopniowej skali:

• Bardzo twarda

• Twarda

• Dość twarda

• Niezbyt twarda

• Krucha

analiza MIKROSKOPOWA

Oznaczenia mikroskopowe obejmują

• Analizę jakościowa zapraw.

• Analizę ilościową zapraw.

• Rejestracje mikrofotograficzną

Analiza mikroskopowa jakościowa

W celu uzyskania możliwie dokładnej charakterystyki badanego materiału mikroskopowo określa się przede wszystkim cechy ogólne, a więc:

• Teksturę zapraw - stopień rozmieszczenia ziarna w przestrzeni oraz stopień wypełnienia przestrzeni.

• Strukturę zapraw - wielkość, kształt, stopień rozwoju i obtoczenia ziarna składników.

Badania mikroskopowe

• Podstawowym celem badań mikroskopowych zapraw jest identyfikacja składników mineralnych wchodzących zarówno w skład wypełniacza, jak i składników stanowiących spoiwo (kalcyt, gips).

• Identyfikację składników mineralnych prowadzi się w świetle przechodzącym, spolaryzowanym.

• Określenie głębokości uwęglanowienia próbki na podstawie przebiegu reakcji z 3N wodnym roztworem kwasu solnego

• Określenie obecności wodorotlenku wapnia za pomocą 1,0% alkoholowego roztworu fenolftaleniny

Analiza mikroskopowa

Badane elementy to :

• stosunki ilościowe między wypełniaczem a substancją wiążącą,

• charakter ziaren wypełniacza /skład, wielkość, stopień obtoczenia/

• charakter spoiwa /kontaktowe, kontaktowo-porowe, bazalne/.

Typu /charakteru/ - wyróżniamy spoiwa:

1. Kontaktowe /wiążące/ - którego udział ilościowy w zaprawie jest niewielki; jest ono zaledwie widoczne między ziarnami wypełniacza

2. Kontaktowo-porowe – występujące w niewielkiej ilości między ziarnami i wypełnia wolne przestrzenie /pory/

3. bazanalne /podstawowe/- o charakterze tła; ziarna wypełniacza otoczone są ze wszystkich stron, nie stykają się ze sobą

• Mikroskopowe obserwacje próbek o nienaruszonej strukturze /płytki cienkie/ dają możliwość uzyskania dokładnej charakterystyki:

• jakościowej

• ilościowej badanego materiału,

• stanowią cenną pomoc przy określaniu technologii stosowanej do wyrobu zapraw.

Skład mineralny próbek obliczony na podstawie analizy mikroskopowej. (w % objętościowych)
Analiza mikroskopowa spoiw obejmuje określenie

Składu jakościowego

Stopnia krystalizacji – wyróżniamy spoiwa

• Skrytokrystaliczne, – w których nawet przy największych powiększeniach nie można było, odróżnić poszczególnych ziaren

• Mikrokrystaliczne - w których kryształy osiągają wielkości kilku tysięcznych mm

Określając skład jakościowy zapraw wyróżnia się dwa zasadnicze składniki:

• Wypełniacz

• Spoiwo- substancja łącząca

• Rozmieszczenie, kształt i wielkość porów

Analiza ilościowa

• Dla pełnej charakterystyki zapraw, ustalenia zmiennych w różnych zaprawach ilości spoiwa i wypełniacza, stosunków ilościowych miedzy poszczególnymi składnikami wypełniacza, wykonuje się mikrometryczną analizę płytek cienkich opartą na zasadzie Rossivala i Delesse ,a; stosunki liniowe ziaren odpowiadają, w przybliżeniu, ich stosunkom objętościowym.

• Po zmierzeniu około 300 ziaren sumuje się wymiary ziaren różnych składników, a następnie przelicza się je na procenty objętościowe. Analizę ilościową wykonuje się przy użyciu stolika integracyjnego „Eltinor”. Przyrząd ten umożliwia automatycznie sumowanie wymiarów ziaren 8 składników w automatycznie przesuwającym się preparacie. Otrzymane wyniki przelicza się na procenty objętościowe.