Upload
association-of-danish-museums-organisationen-danske-museer
View
132
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
ODM - Kultur- og naturhistorisk orienteringsmødeHotel Comwell Kolding, den 16.-18. november 2015
Jannie Amsgaard EbsenSpecialeKonservatorskolenDet Kongelige Danske Kunstakademis Skoler for Arkitektur, Design og Konservering2015
Islandsk tørv & TEOSIn situ konservering af tørvebygget langhus fra vikingetiden, Reykjavík 2003-2007
Arkæologiske præparater (I)
Jordpræparater, der ikke udgraves,
men bevares som et ”hele” med
deres indhold af arkæologiske fund.
”Møntestræde” - en vej fra 1200-tallets Odense Nørre Aaby-manden – et moselig fra romersk jernalder
Arkæologiske præparater (II)
Jordpræparater, der er en genstand i ”sig selv”, f.eks. in situ jordstrukturer og profilvægge eller ex situ profilaftræk.
871 +/- 2 ”langhuset” fra ca. 925 AD
Profilaftræk med brolægning fra middelalderen Profilvæg med lag fra vikingetiden
Hvorfor
• Fordi Tetraethylsilikaters effektivitet og potentiale til stabilisering af sedimenter ikke hidtil er blevet undersøgt systematisk på baggrund af forsøg med forskellige sedimenttyper med kendt sammensætning.
• For at skabe et bedre grundlag for udarbejdelse af praktiske konserveringsforslag til stabilisering af arkæologiske sedimenter og præparater, hvor essentielle aspekter, såsom antal af imprægneringer, væskeforbrug, økonomi og tidsforbrug inddrages.
Fra et specifikt arkæologisk sediment til en bredere undersøgelse…
→ →
Hvad - Specialets formål (I)
At undersøge tetraethylsilikaters egenskaber og effektivitet til imprægnering af et bredere udvalg af både
grov- og finkornede sedimenttyper- og blandinger.
kkk
Grovkornede sedimenter
(Granulære/friktions eller ikke-kohæsive sedimenter)
Finkornede sedimenter
(Kohæsive sedimenter)
Grus Sand Silt LerGroft Mellem Fint
6 2 0,6 0,2 0,063 >0,002
Fraktionsgrænser (mm)
Inddeling af sedimenter i deres respektive fraktioner (efter Wesley 2010:28).
Hvad - Specialets formål (II)
OBM/1613 Skovgaard: Jernalderudgravning, Sdr. Nærå, august 2011
OBM/9776 I. Vilhelm Werners Plads: Middelalderlig byudgravning, Odense, juli 2014
At foretage en vurdering af produkternes potentialetil stabilisering af sedimenter og præparater
fra arkæologiske udgravninger i Danmark.
Hvordan - Praktisk forsøgsarbejde
TetraEthyl(Ortho)Silikat (TEOS)
Fra flydende væske… …til fast silikat (silica gel)
Si(OR)4 (l) + 4 H2O (v) → Si(OH)4 (s) + 4ROH (v)
(+ katalysator)
TEOS (l) + vand (v) → Silica gel (s) + ethanol (v)(amorft hydreret siliciumdioxid)
Præsentation af fire produkter
• SILRES BS OH 100: ”Klassisk” TEOS (Wacker)
• KSE 300 HV: ”Modificeret” TEOS med ”adhæsionspromotor” for kalk (Remmers)
• KSE 300 E: ”Modificeret” TEOS elastificeret med ”bløde segmenter” (Remmers)
• SYTON X30: Siliciumdioxid-dispersion (Kremer Pigmente)
Præsentation af porøse sedimenter (I)Fire ”klassiske” ”homogene” sedimenter
Præsentation af sedimenttyper (II) Tre ”uhomogene” sedimentblandinger
Den danske jordbundsklassificering - Teksturtabel
Jordtype Tekstur (JB nr.) VægtprocentLer (≥2µm)
Silt (2-63 µm)
Finsand(63-200 µm)
Sand, i alt(200-2000 µm)
Humus(58,7 % C)
1 Grovsandet jord (1) 0-5 0-20 0-50 75-100 Under 102 Finsandet jord (2) 50-100
Grovsandet jord (dansk jordtype 1)
Den praktiske imprægnering
• 245 forme á 100 ml 35 prøver af hver af de syv sedimenttyper.
• Heraf udtages tre prøver som referencer.
• Otte prøver af hvert sediment imprægneres én gang med hvert af de fire produkter.
• 56 prøver på henholdsvis ”Dag 1, 2, 3 og 4”.
• Efter fire uger imprægneres fem af de otte prøver igen.
Evaluering
Geldeponeringsmængde
Væskeforbrug
Forskydningsstyrke
Hårdhed og styrke
Mikromorfologi (tyndslib) Mikromorfologi (stereomikropering)
Visuelt udseendeX
X Diffusionsåbenhed
Tyndslib af TEOS/Sand
Hærdet TEOS/Silica gel
Sandkorn (Kvarts)
Hulrum (gul epoxy)
Objektiv 10x, billedfelt:0,65x0,87mm - Foto: Jørn Bredal-Jørgensen 2015
↑ op
Hårdhed og styrke (Konsistens og cementering)
Visuelle og taktile iagttagelser ved oversavning af prøvematerialet
SILRES BS OH
100
Oversavet Konsistens
(ASTM D 2488)
Cementering
(ASTM D 2488)
Bemærkninger
SAND 0-2 Ja Nej Delvist - - -
Reference x Blød Meget svag -
1ximprægnering x Hård Moderat -
2ximprægnering x Meget hård Stærk -
Specialets hovedkonklusioner (I)
TEOS & LER
• Ingen af de fire produkter var i stand til at imprægnere sedimenttypen ”Ler”
• Det var muligt at imprægnere sedimentblandinger med et vist lerindhold
(Harpet muld og Plantemuld, samt de lerede ”originale” arkæologiske sedimenter)
TEOS & SAND/GRUS/SEDIMENTBLANDINGER
• Dybtgående imprægnering var mulig med de tre TEOS – Syton X30 ikke velegnet!
• Resulterede i forøget sammenhængskraft/hårdhed/styrke
Specialets hovedkonklusioner (II)TEOS & geldeponering (styrkeforøgelse)
• Mængden af den deponerede gel er afgørende for at opnå en effektiv stabiliserende imprægnering af de porøse sedimenter.
• Da det er gelen, der fungerer som en udfyldende strukturel og ”cementerende” binder.
05
101520253035404550556065707580859095
100
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200
Mas
se (
g)
Antal dage (0-194)
Hærdeforløb (væske gel)
SILRES BS OH 100 KSE 300 HVSyton X30KSE 300 E
Geldeponering
SILRES BS OH 100 ca. 40-42 % (w/w) KSE 300 HV ca. 36-38 % (w/w) KSE 300 E ca. 25-28 % (w/w)
VURDERING AF TEOS Tetraethylsilikater har et stort potentiale til stabilisering af et bredt udvalg af porøse sedimenter - og til strukturel stabilisering af ”originale” arkæologiske sedimenter og præparater.
Nye undersøgelser af TEOS & tyndslibMed fokus på de modificerede TEOS-typer
Samarbejde med Knud Botfeldt og Jørn Bredal-Jørgensen, KADK
Tak til Konservatorskolens Forskningsudvalg for bevilling til tyndslibsanalyser
TEOS´s ”attraktive” egenskaber
Mange års erfaringer fra brug indenfor stenkonservering
Relativ lav viskositet og overfladespænding
God indtrængningsevne
God affinitet med silikat
Polymerisering til fast amorft hydreret siliciumdioxid; silica gel
Gelen deponeres tredimensionelt i den porøse struktur
Stenmaterialet opnår forøget ”hårdhed”/”styrke”
Stenmaterialets naturlige farvemætning og glans bibeholdes
Stenmaterialets diffusionsåbenhed bibeholdes
TEOS´s ”uattraktive” egenskaber
• De kommercielle TEOS-produkter er sundhedsskadelige og lokalirriterende på væskeform.
• De kommercielle TEOS-produkter er yderst brandfarlige på væskeform.
• Under ”afhærdningen” dannes der sundhedsskadelige ethanoldampe.
TEOS-produktet ”SILRES BS OH 100” fra Wacker-Chemie
CAS No. Stof Indhold Grænseværdi Faresymboler
78-10-4 Tetraethylorthosilikat >40 – <50 % 85,0 mg/m3 ~10 ppm Xn
3648-18-8 Di-n-octyltindodecylat <0,5 % 0,1 mg/m3 (tinforbindelser) Xn, N
64-17-5 Ethanol 1900,0 mg/m3 ~ 1000 ppm Xn
Farer kan elimineres ved brug af personlige værnemidler og andre sikkerhedsforanstaltninger!
Den dannede silica gel er ikke omfattet nogen form for faremærkning!
TEOS´s grundlæggende præmis
• Konsolidering med TEOS er en irreversibel proces.
• Hænger uløseligt sammen med det egentlige formål;
At opnå en dybtgående og holdbar strukturel konsolidering
med god kemisk affinitet, som er forankret ensartet i det
porøse materiales tredimensionelle struktur.
TetraEthyl(Ortho)Silikat (TEOS)
Tyndslib af TEOS/Grus
Objektiv 10x, billedfelt:0,65x0,87mm - Foto: Jørn Bredal-Jørgensen 2015
←op
Hærdet TEOS/Silica gel Hulrum (gul epoxy)
Sandkorn (Kvarts)
Kalkholdig partikel
Tyndslib af TEOS/Harpet muld
Objektiv 2,5x, billedfelt:2,6x3,5mm - Foto: Jørn Bredal-Jørgensen 2015
↑ opHærdet TEOS/Silica gel Sandkorn (Kvarts)
Kalkholdig partikel