روش غیر تخریبی برای تعیین فرسایش حاصل از هوازدگی و استحکام بخشی سنگ
فرسایش طبیعی در اثر هوا ، به عنوان بزرگترین تهدید برای مجسمه های سنگی باستانی به شمار می آید که بیشتر آنها از آثار هنری خوبی هستند . روشی پیشگیرانه برای برخورد با فرسایش در اثر هوا می تواند درمان سطوح با شیوه ی استحکام بخشی به روش Consolidation باشد . استحکام بخشی باید به صورت نفوذی و تزریقی در سطوح سخت انجام گیرد تا به موجب آن سطوح در برابر فرسایش هوازدگی تقویت شده و میزان مقاومت آن افزایش پیدا کند .
استحکام بخشی بدین صورت ، باید دارای شرایط زیر باشد :
1. نباید ظاهر و رنگ مجسمه را تغییر دهد .
2. به اندازه ی کافی باید قادر به نفوذ در عمق سنگ باشد تا سطح اثر ورقه ورقه نشده و موجب تسریع آسیب اثر نگردد .
3. استحکام بخشی به شیوه ی Consolidation باید اجازه ی حرکت بخار آب را به درون و به بیرون بصورت آزادانه بدهد ، بطوریکه در پشت لایه ی درمان ، تجمع هیچ آبی صورت نگیرد تا موجب تسریع آسیب دیگی اثر هم نگردد .
4. باید مقاومت لایه ی درمان را تا میزان قابل توجهی افزایش دهد .
با توجه به انتخاب شیوه ی استحکام بخشی شیمیایی مناسب ، شیوه ی اندازه گیری غیر تخریبی عمق فرسایش در اثر هوا و نفوذ آن از اهمیت زیادی برخوردار است ، که این مشکل بوسیله ی روش مقاومت الکتریکی و ابزار اندازه گیری microdepth حل شده است .
قواعد کلی و تست معتبر
مقاومت و تحمل سنگ ، در اثر فرسایش حاصل از هوا دچار تغییرات بزرگی می شود و نشانه های متفاوتی در تحمل و مقاومت بسته به نوع سنگ تحت فرسایش خفیف و شدیدی نمایانگر می شود . استحکام بخشی به روش شیمیایی مقاومت سنگ را نیز تغییر می دهد ، بنابراین با اندازه گیری مقاومت سنگ ، می توان اطلاعاتی از عمق و نفوذ فرسایش و ترکیبات مختلفی از مواد را بدست آورد .
در تصویر شماره 1 ، دو الکترود A و B و الکترودهای M و N بر سطح سنگ متصل می باشند و جریان مستقیمی با شدت جریان I به سنگ وارد می شود . با این آزمایش امکان تغییرات و اختلاف پتانسیل و مقاومت سنگ تعیین می شود .
هنگامیکه جریان در A و Bافزایش پیدا می کند میزان انعکاس مقاومت نیز در عمق افزایش پیدا می کند . عمق لایه های مختلف با مقاومتهای متفاوت را می توان بدست آورد . برای محاسبه ی عمق هوازدگی سنگ و نفوذ میزان ماده ی استحکام بخشی شیمیایی استفاده می شود . از این شیوه می توان در اندازه گیری ضخامتهای لایه هایی چون : ضخامت لایه ی حکاکی شده از سطح سنگ و یا عمق گل ، گچ یا آهک .
اندازه گیری در محل
چهار الکترود متقارن برای اندازه گیری در محل ، بر روی سطوح سنگی حکاکی شده مورد استفاده قرار گرفت . بر روی سطوح ناهموار ، هر گروه الکترودی ، شوک کافی در تماس با سطح فراهم آورد .
شکل 1 منحنی اندازه گیری در یک سایت آزمایشی در Yungang است . جنس سنگ از ماسه سنگ می باشد و سطح آن به شدت هوازده شده است که از منحنی می توان به طور وضوح عمق فرسایش در اثر هوا را تا 10 میلی متر مشاهده نمود .
شکل 2 نتایج حاصل از سطح ماسه سنگ مجاور پای بودا در دیوار شمالی غار 16 از Yungang را نشان می دهد . تجمع فراوان نمک در نزدیکی لایه ی سطحی از ماسه سنگ موجب شده است تا شدت هوازدگی به عمق تا 10 میلی متری برسد . بر اساس یافته های حاصل از نتایج مشاهدات عینی ، در عمق 20 میلی متری ، پوسته پوسته و ترک خوردگی به صورت لایه های موازی و جدا از هم تا روی سطح دیوار وجود دارد .
* همانطور که پیش ازین ، استحکام بخشی به سطح سنگ نفوذ داده می شد و در آن به حالت جامد و محکم در می آمد و غالبا باعث افزایش مقاومت می شد . مواد آلی ، به طور خاص ، موجب افزایش مقاومت قابل ملاحظه ای می شود . بنابراین ، عمق نفوذ ماده شیمیایی بطور وضوح از مقاومت اولیه ی بالا ، روی منحنی مشخص می شود و اندازه گیری از نقاط مختلف ، قبل و بعد از اعمال استحکام بخشی ماده شیمیایی را می توان بر روی منحنی مطالعه کرد .
در شکل 3 منحنی 1 ، قبل از استفاده از consolidant و منحنی 2 بعد از استفاده از آن مشخص شده است . منحنی 1 نشان دهنده شدت فرسایش ، عمق فرسایش حاصل از هوازدگی در عمق 12 میلی متر (A) و کمتر در عمق 24 میلی متر (B)می باشد . منحنی 2 نشان دهنده ی نفوذ عامل شیمیایی consolidant تا عمق 17 میلیمتری می باشد که افزایش مقاومت را نشان می دهد .
اندازه گیری روی قالب تست
با استفاده از تست بلوکهای با حجم نسبتا کوچکی که در آب غوطه ور شدند ، عمق فرسایش هوازدگی اندازه گیری شد .
توجه :
a . A شدت فرسایش ، B فرسایش معمولی ، C فرسایش کم
b . عمق نفوذ ماده ی شیمایی استحکام بخشی
c . ماده ی استحکام بخشی معدنی سیلیکات پتاسیم از نسبتهای متفاوت مولار ( سیلیکا : پتاسیم ) و غلظتهای متفاوت در محلول آب .
d . ماده ی استحکام بخشی آلی . 1-5 از غلضتهای متفاوتی هستند .
e . در ابتدا ماده ی استحکام بخشی آلی اعمال شد و سپس ماده ی استحکام بخشی معدنی استفاده شد .
f . در ابتدا Methyltrimethoxysilane اعمال شد و سپس methyltriethyloxysilane .
ـــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ
با مقایسه مقاومتهای متفاوت در قبل و بعد از اعمال ماده ی استحکام بخشی در تست بلوکها با بازه ی زمانی دو ساعت تا بیست ساعت غوطه وری ، مقادیر زیادی از نمونه ها ، هنگامیکه در معرض نفوذپذیری آب به مدت زیادی در آب غوطه ور شدند باعث تغییر مقاومت شدند بطوریکه مقاومتشان پایین تر از نمونه های مشابهی است که در جذب آب نسبتا کمی و برای مدت کوتاهی غوطه ور شدند .
با این حال ، مدت زمان غوطه وری بر مقاومت نمونه های با نفوذ پذیری ضعیف به آب ، تاثیر زیادی ندارد . برای مثال در بخش اول از منحنی مربوط به نمونه 1 ، تا حد زیادی کاهش مقاومت را بعد از بیست ساعت غوطه وری نشان می دهد و معلوم می شود که نمونه از نفوذ پذیری خوبی برخوردار است . برای نمونه 2 ، اساسا هیچ تغییری در مقاومت بوجود نیامد . همانطور که در بخش اول از منحنی بعد از بیست ساعت غوطه وری نشان داده شده ، اینجا نفوذپذیری ضعیفی دارد . از بین دو نمونه ، نفوذ پذیری نمونه 3 اُفت پیدا کرد .
نتیجه
برای اندازه گیری مقاومت عمقهای مختلف سطوح سنگهای حکاکی شده را می توان به صورت مماسی انجام داد . به همین دلیل ، در تعیین عمق فرسایش هوازدگی سنگ و مجسمه ها با اعمال عمقی نفوذ ماده شیمیایی consolidants به سنگ ، امکان اندازه گیری مقاومت ممکن می باشد . بخش عمده ای از اطلاعات ارائه شده در این مقاله با بررسی و تعیین بصری مورد مقایسه قرار گرفت و با اندازه گیری های حفاری ، و نتایج تایید کرد که این روش می تواند الزامات کار میدانی واقعی برآورده سازد . تجهیزات و وسایل اندازه گیری توسعه یافته و مورد آزمایش قرار گرفتند و بر روی سنگهای حکاکی شده و غارها بطور گسترده مورد استفاده قرارگرفتند . روش مقاومت و C-1 ابزار اندازه گیری microdepth ها ، نیز روش غیر مخرب و مناسبی هستند برای اندازه گیری ضخامت لایه های پوشش آهکی و ماده ای خاک رس مانند در سنگ کنده کاری شده و سنگ است .
منبع مقاله : سایت علمی مرمت
