Influence of porosity and relative humidity on consolidation of dolostone with calcium hydroxide nanoparticles: Effectiveness assessment with non-destructive techniques

López-Arce, Paula; Gomez-Villalba, L. S.; Pinho, Luís; Fernández-Valle, Encarnación; Buergo, Mónica Álvarez de; Fort, Rafael

doi:10.1016/j.matchar.2009.11.007

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“…Éste se cubrió con parafilm, para evitar la evaporación del producto, y se introdujo a continuación en una bañera de ultrasonidos durante 2 h, para permitir la penetración del producto en el sustrato pétreo por capilaridad ayudado por la dispersión inducida mediante ultrasonidos. Finalmente, las probetas se introdujeron en la cámara climática a 20ºC de temperatura (T) y 75% de humedad relativa (HR), ya que en investigaciones previas se ha podido comprobar la mayor efectividad de este tipo de producto como tratamiento consolidante bajo estas condiciones [10]. La caracterización petrofísica de las probetas de piedra se realizó antes y después de 28 días de consolidación dentro de la cámara climática.…”

Section: Preparación De La Solución Precursora Y Proceso De Aplicacióunclassified

“…Igualmente se identifican poros con morfologías más irregulares y de mayor tamaño que generan formas subredondeadas y alargadas, las cuales pueden sufrir coalescencia, con tamaños que alcanzan hasta 1 mm de diámetro, localmente con relleno de calcita como ha sido previamente descrito. [10], [15]. Figura 1.…”

Section: Caracterización Microscópicaunclassified

“…Es por ello que parece que la aplicación de nanopartículas de hidróxido cálcico dispersas en diferentes tipos de alcoholes para la consolidación de materiales carbonáticos puede llegar a solventar este problema [10], [11].…”

Section: Introductionunclassified

“…A diferencia de los trabajos realizados anteriormente [10,11], el presente estudio está enfocado a evaluar los resultados de la aplicación de un producto comercial diferente, aunque igualmente basado en nanopartículas de hidróxido de calcio para aplicaciones como consolidante. En este caso, el consolidante utilizado ha sido obtenido por el mismo método de síntesis coloidal, aunque con diferentes condiciones experimentales [14].…”

Section: Introductionunclassified

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Evaluación del tratamiento de consolidación de dolomías mediante nanopartículas de hidróxido de calcio en condiciones de alta humedad relativa

Villalba¹,

López-Arce²,

Zornoza-Indart³

et al. 2011

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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En este artículo se presentan los resultados del tratamiento aplicado a muestras de piedra dolomía mediante una solución coloidal isopropílica basada en nanopartículas de hidróxido de calcio en una concentración de 2,0g/l. El proceso de consolidación de la piedra ha sido monitoreado antes y después de su aplicación a los 28 días de estar expuesta a una atmósfera del 75% de humedad relativa. Se ha realizado un estudio morfológico y estructural del consolidante confirmándose el proceso de carbonatación. Los resultados de difracción de rayos X, microscopía electrónica (TEM y ESEM) y difracción de electrones realizados al producto consolidante han confirmado la transformación de la fase portlandita a los polimorfos de carbonato de calcio de tipo calcita, aragonito y vaterita. Los ensayos petrofísicos realizados a la piedra antes y después de su aplicación, han demostrado que se produce una mejora de las propiedades físicas e hídricas indicado por el aumento tanto en la velocidad de propagación de ultrasonidos como en la densidad del material y una disminución de su coeficiente capilar, así como de la porosidad abierta sin producirse modificaciones significativas en el color y el brillo. La aplicación del tratamiento de consolidación propuesto, con este tipo de soluciones coloidales de nanopartículas, es un método natural y compatible con las características petrológicas del sustrato, sin generar daños secundarios sobre la piedra, resultando un método eficaz para la mejora de la durabilidad de rocas carbonáticas. Palabras clave: Consolidación, piedra, polimorfos de carbonato de calcio, nanopartículas de hidróxido cálcico, humedad relativa. Evaluation of a consolidation treatment in dolostones by mean of calcium hydroxide nanoparticles in high relative humidity conditionsIn this article, the results of a treatment applied to dolomitic stones using an isopropyl colloidal solution based on calcium hydroxide nanoparticles with a concentration of 2.0g/l are presented. The consolidation process in the stone has been checked before and after 28 days of exposure to 75% relative humidity. Morphologic and structural studies of the consolidating product confirmed the carbonation process. X ray diffraction, electron microscopy (TEM and ESEM), and electron diffraction carried out on the consolidating product have confirmed the transformation of portlandite phase to calcium carbonate polymorphs, calcite, aragonite and vaterite. Petrophysical tests performed on the stone before and after the application of the product have shown the improvement in the physical and hydrical properties due to the increase in the ultrasound velocity and density of the material, and a decrease in the capillarity coefficient and open porosity without significant changes in colour and brightness. The application of the consolidating product in the proposed experimental conditions is a natural method, compatible with the petrological characteristics of the substrate, without secondary damages on the stone, being an effective method to improve the durabili...

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Section: Preparación De La Solución Precursora Y Proceso De Aplicacióunclassified

Section: Caracterización Microscópicaunclassified

Section: Introductionunclassified

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Evaluación del tratamiento de consolidación de dolomías mediante nanopartículas de hidróxido de calcio en condiciones de alta humedad relativa

Villalba¹,

López-Arce²,

Zornoza-Indart³

et al. 2011

Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr.

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“…It has the potential to provide chemically compatible treatments with carbonatic materials and to produce improved consolidation compared to that achieved with traditional methods such as limewater and milk of lime. However, the exact response of weathered stone to nanolime treatment is currently uncertain and widely debated (Ló pez- Arce et al, 2010;Daniele and Taglieri, 2010;Karatasios et al, 2009). This is probably due to the fact that nanolime has been mainly developed for use on plaster (Giorgi et al, 2000), to conserve historic wall paintings, so much of the existing research has focused on this.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Consolidation of weathered limestone using nanolime

Pesce

Morgan

Odgers

et al. 2013

Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Constructio

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Limestone sourced from Salisbury Cathedral and Bath Abbey (UK) was treated with commercially available nanolime of concentration 25 g/l. The response of the stones to the treatment was studied using a variety of analysis techniques including optical microscopy, electron microscopy, drilling resistance measurement and mercury intrusion porosimetry. Weathered and non-weathered surfaces of both types of stones were compared. All the specimens were characterised before and after the treatment to determine any changes in their properties caused by their weathering and by the treatment itself. Results show that the degradation processes of the stones strongly affect their interaction with nanolime consolidation treatments. Drilling resistance measurements of treated and untreated samples were compared. After 20 days significant increases in sub-surface drilling resistance was observed in the non-weathered Bath stone and a small increase in the weathered Bath stone after 6 months was also noted. Both weathered and nonweathered Chilmark stone showed an increase in drilling resistance after 6 months, however at 20 days this was most evident in the samples treated with nanolime in isopropanol as opposed to ethanol.

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Stones

2017

Chemicals and Methods for Conservation and Restoration

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Influence of porosity and relative humidity on consolidation of dolostone with calcium hydroxide nanoparticles: Effectiveness assessment with non-destructive techniques

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Evaluación del tratamiento de consolidación de dolomías mediante nanopartículas de hidróxido de calcio en condiciones de alta humedad relativa

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