Neutron tomography for the assessment of consolidant impregnation efficiency in Portuguese glazed tiles (16th and 18th centuries)

Prudêncio, M.I.; Pereira, M.A. Stanojev; Marques, J.G.; Dias, María Isabel; Esteves, L.; Burbidge, Christopher Ian; Trindade, M.J.; Albuquerque, Maria

doi:10.1016/j.jas.2011.11.010

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“…This mineralogical composition is comparable to even older tiles from historical building in Portugal (Vaz et al 2008;Prudêncio et al 2012). This further reinforces the contrasts in their chemical composition and their distinct raw and fusion materials.…”

Section: Mineralogy Of Ceramics and Glazesupporting

confidence: 72%

The mineralogy and chemistry of the German and Portuguese tiles used to face a historic building in the Amazon region and their natural susceptibility to tropical weathering

2013

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During the 19th century, the most prominent buildings of the city of Belém were faced entirely with tiles manufactured in Portugal and Germany, which now exhibit distinct degrees of degradation. The Pinho mansion is one of the most important of these buildings and was selected for the investigation of the action of the tropical Amazonian climate on the degradation of the tiles. To achieve this objective, the tiles were mapped for organic and inorganic degradation, and samples were collected for analysis. The minerals were determined by XRD, the chemical composition by classical wet methods and SEM/EDS, and the microorganisms under the microscope. The results show that the German and Portuguese tiles are quite different in their composition. While both ceramic bodies are composed of SiO 2 and Al 2 O 3 , CaO was found only in the Portuguese tile. The low Na 2 O and K 2 O contents indicate the addition of materials to reduce the fusion temperature. SiO 2 and PbO are the main constituents of the glaze, with CoO and FeO being added as pigment. The ceramic body of the German tiles is constituted of quartz, mullite, and cristobalite, in contrast with the Portuguese tiles, which are made of quartz, gehlenite, diopside, calcite, and feldspars. The glazes are XRD-amorphous. The chemical and mineralogical differences between the German and Portuguese tiles indicate that they were produced from different raw materials under distinct thermal processes. The most prominent weathering-related modifications are the thin layers (German tiles), oxidation stains, dark stains, the detachment of the tile (Portuguese tiles), loss of the glaze and powdering of the ceramic body (Portuguese tiles) through the establishment of Cyanophyta and Bacillariophyta.. The distinct degradation patterns of the tiles exposed to the tropical Amazon climate are a consequence of their distinct mineralogy and chemistry. KEYWORDS: German and Portuguese tiles, degradation, tropical weathering, Amazon region Mineralogia e química de azulejos Alemães e Portugueses de prédios históricos na região Amazônica e sua susceptibilidade natural à degradação tropical (intemperismo) RESUMOAs proeminentes edificações da cidade de Belém foram revestidas durante o século 19 com azulejos produzidos em Portugal e Alemanha que já apresentam distintos graus de degradação. O Palacete Pinho é uma das mais importantes destas edificações e foi selecionado para se investigar a ação do clima tropical amazônico sobre a degradação destes azulejos. Para atingir estes objetivos mapearam-se os azulejos desta edificação visando identificar as modificações de origem orgânica e inorgânica e coletas de amostras para análises. Os minerais foram determinados por DRX, a composição química por métodos clássicos úmidos e MEV/SED e os micro-organismos por microscopia. Os resultados obtidos mostram que os azulejos Portugueses e Alemães são distintos entre si. Enquanto o biscoito é composto de SiO 2 e Al 2 O 3 , CaO foi encontrado apenas nos Portugueses. Os baixos conteúdos de Na 2 O e K 2 ...

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Section: Mineralogy Of Ceramics and Glazesupporting

confidence: 72%

The mineralogy and chemistry of the German and Portuguese tiles used to face a historic building in the Amazon region and their natural susceptibility to tropical weathering

2013

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“…Esta composição mineral indica uma elevada temperatura de queima. 5,7 As Com relação à radioatividade induzida no pó cerâmico irradiado no feixe de nêutrons do equipamento para tomografia, os resultados obtidos mostraram que após ~24 horas do término da irradiação, a atividade total (contagens/segundo) causada pelas radiações alfa, beta e gama decai ao nível da radiação de fundo do laboratório onde esta medida foi realizada.…”

Section: Resultados E Discussõesunclassified

“…na concentração de 10% em massa, comumente empregada para este propósito. 5,9 O consolidante foi aplicado pela técnica de pincelagem, e somente em metade de sua parede externa.…”

Section: Amostras Cerâmicas E O Consolidanteunclassified

“…4,5 No caso de apresentarem alguma degradação, geralmente fazem uso de substâncias orgânicas específicas, conhecidas como consolidantes, que são aplicados às suas superfícies externas. Estas substâncias são polímeros acrílicos, comercialmente conhecidos como Paraloid® B-72, B-67 e B-66, Elvacite, Acrilem e, dentre estes, o primeiro é um dos mais empregados.…”

Section: Introductionunclassified

“…2,3 Normalmente ao estudar objetos cerâmicos, os restauradores e especialistas procuram conhecer o seu estado de conservação e se apresentam processos de decomposição ou fragmentação. 4,5 No caso de apresentarem alguma degradação, geralmente fazem uso de substâncias orgânicas específicas, conhecidas como consolidantes, que são aplicados às suas superfícies externas. Estas substâncias são polímeros acrílicos, comercialmente conhecidos como Paraloid® B-72, B-67 e B-66, Elvacite, Acrilem e, dentre estes, o primeiro é um dos mais empregados.…”

Section: Introductionunclassified

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Penetração e distribuição do consolidante Paraloid® B-72 em cerâmica branca estudada por tomografia com nêutrons

2017

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The neutron tomography technique was employed to study the penetration and distribution of the consolidant Paraloid® B-72 in ceramic. This study was carried out in white contemporary ceramic vessels which were maintained in two distinct and controlled air humidity conditions, 35% and 90%, before the consolidant application (brushing technique). The results showed that the treatment with Paraloid® B-72 is more effective when applied in the drier vessel. The depth of penetration for the vessel at 35%, reaches (3.3 ± 0.1) mm in the wall, while for the one at 90%, (1.9 ± 0.1) mm, and the maximal concentration impregnation was 26% higher. The 3D images allowed a visualization of the impregnation process, that is, its distribution, failures, homogeneity, boundary between materials. These results demonstrated the feasibility of the neutron tomography technique and of the equipment of IPEN-CNEN/SP, in support the expert work in the field of preservation and restoration of ceramic objects.Keywords: neutron tomography; chemistry consolidant; acrylate polymers. INTRODUÇÃOO patrimônio cultural brasileiro é influenciado principalmente por grupos étnicos de origem indígena, europeia e africana, nos quais muitos dos objetos como ferramentas, utensílios, estatuetas, símbolos religiosos, alguns tipos de armas, ornamentos, etc., são fabricados a partir de cerâmica, madeira, fibras orgânicas, ossos e alguns metais. Especificamente a cerâmica branca, denominada na língua Tupi como "tabatinga", é classificada como Louça, designação dada a objetos cerâmicos que apresentam estruturas mais porosas, e muitos destes de interesse do nosso patrimônio histórico e cultural.1 Atualmente, os seus principais usos são na fabricação de xícaras, canecas e peças decorativas.2,3 Normalmente ao estudar objetos cerâmicos, os restauradores e especialistas procuram conhecer o seu estado de conservação e se apresentam processos de decomposição ou fragmentação. 4,5 No caso de apresentarem alguma degradação, geralmente fazem uso de substâncias orgânicas específicas, conhecidas como consolidantes, que são aplicados às suas superfícies externas. Estas substâncias são polímeros acrílicos, comercialmente conhecidos como Paraloid® B-72, B-67 e B-66, Elvacite, Acrilem e, dentre estes, o primeiro é um dos mais empregados.6 Estes consolidantes atuam no objeto cerâ-mico formando uma película protetora em sua superfície e penetram pelos seus poros, sem no entanto selá-los completamente, deixando sua estrutura estável e permeável à umidade.7-9 Assim, a penetração e sua distribuição no objeto de interesse são fatores chave neste tipo de procedimento.Os objetivos do presente estudo foram: i) avaliar a penetração e a distribuição do consolidante Paraloid® B-72 em vasos cerâmicos contemporâneos por meio da técnica de Tomografia com Nêutrons (TN). Esta técnica é muito adequada para tal propósito, uma vez que as características dos processos de interação nêutron-matéria garantem, ao mesmo tempo, uma transparência desejável do nêutron ao material cerâmico, mas uma elevada a...

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Non‐destructive analysis of concentration profiles in turbid media using micro‐spatially offset Raman spectroscopy: A physical model

Castiglioni

Botteon

Conti

et al. 2022

J Raman Spectroscopy

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We introduce an analytical physical description of micro-spatially offset Raman spectroscopy (micro-SORS) experiments in turbid samples with a special emphasis on its use for studying the penetration depth of chemical species (agents) into a matrix. Such samples exhibit varying concentration gradients with depth and reflect typical situations encountered in Cultural Heritage framework. The experiments aim at yielding the variations (trends) of the Raman intensity ratio of the agent and matrix marker bands, H X ð Þ, with increasing micro-SORS defocusing distance X ð Þ. The physical model shows that H X ð Þ can be expressed as a function of the concentration profiles of the analytes. The analysis makes use of Monte Carlo simulation results of the propagation of photons in turbid media. Despite the introduced approximations, the obtained formulas provide an insightful tool that allows justifying the observed trends and facilitates the interpretation of micro-SORS data and systematic comparison among different samples. Basic comparison with previously published experimental micro-SORS data indicates good consistency. The obtained relationships could also be useful for a semi-quantitative estimate of concentration profiles in unknown samples.

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Neutron tomography for the assessment of consolidant impregnation efficiency in Portuguese glazed tiles (16th and 18th centuries)

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The mineralogy and chemistry of the German and Portuguese tiles used to face a historic building in the Amazon region and their natural susceptibility to tropical weathering

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Penetração e distribuição do consolidante Paraloid® B-72 em cerâmica branca estudada por tomografia com nêutrons

Non‐destructive analysis of concentration profiles in turbid media using micro‐spatially offset Raman spectroscopy: A physical model

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