This paper focuses on the effect of high temperature on the mechanical properties of a porous limestone that is widely used as dimension stone in Hungary. The changes in physical properties of 3 types of porous limestone were analyzed at 22 °C, 300 °C and 600 °C, respectively. The limestone specimens were also subjected to freeze-thaw cycles to assess the other extrinsic factor that influences the behavior. Parameters such as material density, bulk density, ultrasonic pulse velocity and tensile strength were measured and compared in different test conditions. The tests results indicate that fabric differences significantly influences the durability of tested limestones. Bioclastic grainstone is more frost resistant that ooidal grainstone or bioclastic packstone, but heating seems to reduce the pulse velocity and tensile strength of all tested limestone. It is suggested that cyclic freezing-thawing reduces the strength depending on the micro-fabric, while heating to 600 °C and the reduction of strength is less controlled by the fabric of the porous limestone.
Porous limestones are widely used in the monuments of Hungary, and are often treated using stone consolidants on site during restoration works. Two types of porous Miocene limestones from Sóskút were treated with dilute and concentrated silicic acid ester under laboratory conditions. The aim of the experiments was to assess the performance of the consolidants of different concentrations on fine- and medium-grained limestones, and to detect physical changes caused by consolidation. The pore-size distribution and fabric of the limestones were also different with initial porosities of 37 and 23%, respectively. In the open pores only a few per cent (3.2–5.2%) of silica gel was precipitated even under vacuum saturation. The loss of porosity was higher when concentrated consolidant was used. The decrease in porosity was found not to be proportional to the changes in strength. Indeed, the dilute consolidant caused a greater increase in strength than the concentrated one. The increase of tensile strength was higher for the less porous medium-grained limestone than for the fine-grained one. The differences in strength between non-consolidated and treated specimens were also detectable using ultrasonic pulse velocities. The tests have shown that the efficacy of silica acid ester treatments in terms of strength is less influenced by the concentration of the consolidant, but rather its ability to reach the micropores of porous limestones.
Three types of porous limestone from Sóskút quarry and two limestone types obtained directly from Matthias Church of Budapest (both in Hungary) were used to test the performance of five stone consolidants. The quarry specimens were treated under laboratory conditions by saturation. Three types of silicic acid ester, an aliphatic uretan resin and a polymethyl methacrylate were applied to the stone. Physical parameters such as density, porosity, ultrasonic sound velocity and Duroscope rebound value were measured on untreated and treated samples. The absorption rate of different consolidants was also detected. The physical properties of untreated and treated specimens were compared in order to analyze the performance of the consolidants. Duroscope tests have shown that after consolidation there is an increase in surface strength.
The effect of silica-acid-ester stone consolidants on coarse limestone BevezetésA műemlékek kőzetanyaga fizikai, kémiai, biológiai, sőt emberi hatásokra is számos elváltozást, tönkremenetelt mutat. Ezek a komplex károsodási folyamatok sokszor a kőzetanyag esztétikai elváltozása mellett szilárdság-csökkenéshez is vezetnek. A műemlékek restaurálásakor komoly gondot okozhat a szilárdságcsökkenés megszüntetése, amelyet általában kőzetszilárdító anyagok alkalmazásával, esetleg kőcserével lehet megoldani. A kőszilárdító anyagok mellett a kőkonzerválásban még vízlepergető (hidrofobizáló), antigraffiti és számtalan egyéb vegyszert alkalmaznak. Jelen tanulmányban a kőszi-lárdításhoz leggyakrabban alkalmazott néhány kezelőszer hatását vizsgáltuk laboratóriumi körülmények között. A műemlékvédelem hazai gyakorlatában a durva mészkő az egyik leggyakoribb kőzettípus, amelyet kőkonzerváló szerekkel kezelnek, ezért ezt a kőzettípust teszteltük. Ez a kőzet azért is alkalmas laboratóriumi kísérletekre, mert viszonylag nagy a porozitása, így a kezelőszerek könnyen behatolnak a pórusrendszerébe.A kezelőszerek és kőkonzerváló szerek laboratóriumi tesztelése és kőzetanyagon való kipróbálása a hazai gyakorlatban még kevésbé elterjedt. A korábbi tanulmányok-ban elsősorban az épületeken alkalmazott kőzettisztítási és kőjavítási módszerek (Horváth 1998(Horváth , 1999 és néhány kezelőszer gyakorlati alkalmazásnak bemutatását publikálták (S. Asztalos 1999). A kőkonzerváló szerek rövid leírását magyarul Roth (1997) adta meg, míg a hazai műemlékek tönkremeneteli módozatairól és konzerválásról Kertész (1988) A durvamészkő próbatesteket laboratóriumi körülmé-nyek között kovasavészteres szilárdítószerekkel kezeltük. A kísérletekkel azt kívántuk igazolni, hogy a különböző kezelőszerek hogyan változtatják meg a mészkő tulajdonságait, és ezek a tulajdonságváltozások miképpen befolyásolják a durva mészkő élettartamát. A kőzet szöveti tulajdonságainak hatását úgy modelleztük, hogy két eltérő szövetű kőzettípust használtunk a kísérletekhez. A változá-sok nyomon követésére a kezelés előtt és a kezelés után is megmértük a próbatestek sűrűségét, porozitását, ultrahangterjedési sebességét és szilárdságát. Ezen tulajdonságok változásából tudtunk következtetni a kovasavészterek szilárdítóhatására a vizsgált kőzetváltozatoknál. Vizsgálati módszerekA vizsgálatokhoz a sóskúti bányából származó kőzet-tömböket használtunk fel. A kőzettömbökből 4 cm átmé-rőjű hengeres próbatestek készültek, melyek magassága 2 cm volt. A különböző szövetű durvamészkő tömbből kifúrt mintákon régi és új magyar szabványok által előírt vizsgálatokat folytattunk a Göttingen-i Egyetemen és a BME Építőanyagok és Mérnökgeológiai Tanszékén. A vizsgálatok megnevezését és a vonatkozó szabványok számát az 1. táblázat tartalmazza. A hengeres próbates-teket roncsolásmentes vizsgálatok alapján (testsűrűség, ultrahang-terjedési sebesség) vizsgálati csoportokba http://dx
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.