EEN ONDERZOEK NAAR DE MOGELIJKE EFFECTEN VAN DE OPSLAG VAN ARCHEOLOGISCH IJZER TIJDENS EN DIRECT NA ARCHEOLOGISCHE VELDWERKZAAMHEDEN

2

Archeologisch roest EEN ONDERZOEK NAAR DE MOGELIJKE EFFECTEN VAN DE OPSLAG VAN ARCHEOLOGISCH IJZER TIJDENS EN DIRECT NA ARCHEOLOGISCHE VELDWERKZAAMHEDEN

Afstudeerscriptie van de opleiding “conservering en restauratie van cultureel erfgoed” aan de Universiteit van Amsterdam

Kati Mol Universiteit van Amsterdam Oude Turfmarkt 147 1012 GC Amsterdam

Begeleidingscommissie: Dhr. T.P.C. Beentjes

(Vakdocent metaalrestauratie, UvA)

Dr. J.P.B.M. de Vries

(Opleidingsdirecteur conservering en restauratie, UvA)

Mw. Dr. I. Joosten

(Natuurwetenschappelijk onderzoeker, ICN)

3

Afbeelding op de voorpagina: Akaganeietgroei op doorsnede van ijzermonster uit Oerle.

4

INHOUDSOPGAVE

Inleiding

7

DEEL I LITERATUURSTUDIE

1. IJzercorrosie

11

1.1 IJzer

11

1.2 Het corrosieproces

12

1.3 Corrosietypen

13

2. Bodemsoorten

17

2.1 De Nederlandse bodem

17

2.2 Bodemeigenschappen

18

3. Behandelingsmethoden

20

3.1 Publicaties

20

3.2 Handleidingen

21

4. Conclusie literatuurstudie

26

5

DEEL II PRAKTIJKONDERZOEK

5. Onderzoeksmateriaal

29

5.1 Oerle

29

5.2 Dam

31

5.3 Best

31

6. Natuurwetenschappelijke analysemethoden

34

6.1 Röntgenonderzoek

34

6.2 Optische microscopie

35

6.3 XRD “Röntgen diffractie”

35

6.4 SEM “Scanning Electron Microscopy”

36

7. Conclusie praktijkonderzoek

38

7.1 Onderzoekscriteria

38

7.2 Resultaten

40

Algemene conclusie en advies

43

Literatuur

45

6

BIJLAGEN

Bijlage A

Verklarende woordenlijst

49

Bijlage B

Reactievergelijkingen corrosietypen

50

Bijlage C

Aangeschreven gemeentearcheologen

54

Bijlage D

Aangeschreven archeologisch opgravingsbedrijven

63

Bijlage E

Testresultaten Oerle

66

Bijlage F

Testresultaten Dam

125

Bijlage G

Testresultaten Best

146

7

INLEIDING

In archeologisch Nederland circuleren enkele handleidingen om archeologisch metaal te conserveren. De handleiding die momenteel voornamelijk gebruikt wordt, is de veldhandleiding van de Kwaliteitsnorm Nederlandse Archeologie (KNA) uit 2002. Deze is opgesteld door ervaringsdeskundigen, maar is niet gebaseerd op vergelijkend wetenschappelijk onderzoek. Vrijwel ieder bedrijf met opgravingsbevoegdheid, hanteert een eigen versie. Tevens heeft de SIKB een variant op de KNA handleiding geschreven, in de vorm van een overzichtelijke, geplastificeerde waaier, met als doel het gebruiksgemak in het veld. Toch blijkt het nog vaak onduidelijk te zijn wat met een bodemvondst gedaan moet worden direct nadat deze is opgegraven. Het thema is dan ook sterk onderbelicht en wordt niet gedoceerd op de opleidingen. Het is belangrijker een duidelijk stramien aan te houden wat betreft het advies voor goede opslag van archeologische bodemvondsten. Met de opslag begint immers het traject om vondsten te conserveren. Vaak verstrijkt veel tijd, voordat een archeologische bodemvondst bij een specialist terecht komt en objecten liggen soms jaren in een depot of opslagruimte, alvorens zij eventueel behandeld worden. In de KNA wordt weliswaar vermeld dat objecten met een hoge informatieve waarde opgeslagen dienen te worden. Echter, met name ijzervondsten worden vaak niet geselecteerd voor behandeling. Dit komt doordat de corrosieproducten van ijzer volumineus kunnen zijn en het niet duidelijk is wat onder ‘de klomp met roest’ schuilgaat (figuur 1). Indien deze sterk gecorrodeerde ijzervondsten toch worden opgeslagen, zonder conserverende handelingen aan de objecten te verrichten, blijken zij snel te degraderen en vallen na verloop van tijd uit elkaar. Deze versnelde degradatie is een veel voorkomend probleem bij archeologisch vondstmateriaal, niet alleen bij ijzervondsten. Dat komt doordat in de bodem een equilibrium ontstaat waarin het gecorrodeerde object metastabiel wordt. Zolang geen veranderingen optreden in het omliggende milieu, zullen er ook weinig of geen reacties zijn. Indien de omgevingsfactoren daarentegen wel veranderen, zoals bij een opgraving, corrodeert het object direct (figuur 2).

Figuur 1 De buitenkant zegt niets over de inhoud

Juist de bovenstaande specifieke problematiek omtrent het archeologische ijzer heeft mij ertoe aangezet dit onderwerp nader te bekijken. Het doel van dit onderzoek is te bepalen op welke wijze archeologische ijzervondsten het beste, dan wel het minst destructief passief geconserveerd kunnen worden. Mocht een object in een later stadium nog wetenschappelijk relevant blijken, moet het mogelijk blijven het te conserveren, restaureren of analyseren.

8

Teneinde de meest geschikte opslagmethode te achterhalen, zijn de volgende vragen gesteld:      

Wat zijn de voorwaarden waaronder ijzer corrodeert? Zijn er verschillende corrosietypen en wat voor gevolgen hebben deze voor het object? Moet bij diverse bodemsoorten rekening gehouden worden met andere typen corrosie en is de opslagmethode daardoor wellicht anders? Wat is het advies dat in de handleidingen gegeven wordt? Wat zijn de effecten van deze adviezen? Zijn de meest gunstige opslagmethodes ook haalbaar tijdens een opgravingsituatie?

Om antwoord te kunnen geven op bovenstaande vragen, is het onderzoek verdeeld in twee stukken. Allereerst is een literatuurstudie verricht. Deze studie vormt het theoretisch kader voor het tweede deel van het onderzoek, de praktijkstudie. In het eerste deel van het onderzoek is informatie opgezocht over corrosievorming, bodemsoorten en de eigenschappen hiervan. Het resultaat van dit onderzoek staat beschreven in de eerste twee hoofdstukken. Ook wordt hier een algemeen beeld geschetst over ijzer, corrosie en bodemsoorten in Nederland. Daarnaast is advies ingewonnen bij verschillende specialisten op het gebied van archeologische ijzerconservatie.

Figuur 2 Vervaldiagram van archeologische objecten

Opdat verscheidene opslagmethodes met elkaar vergeleken konden worden, zijn naast de Nederlandse ook Belgische, Duitse en Britse handleidingen opgezocht en samengevat in hoofdstuk 3. Belgische archeologen maken net zoals de Nederlandse voornamelijk gebruik van de KNA, maar de Archeologische collecties en collectieregistratie in Brecht heeft ook richtlijnen gepubliceerd. Daarnaast is de Britse publicatie First Aid for Finds verwerkt in het onderzoek. Dit is een handwerk dat als basis gebruikt is voor vele handleidingen. Het probleem bij deze handleidingen en publicaties, is de meerduidigheid ervan. Daarom zijn uit deze literatuur enkele methoden geëxtraheerd die in het praktische onderzoek met elkaar vergeleken zijn. In hoofdstuk 4 is een conclusie gevormd van het literatuuronderzoek. Door archeologische ijzermonsters direct na opgraving zelf te verzamelen en conserveren, konden de relevante opslagmethodes met elkaar vergeleken worden. Voor de beginwaarden werden de corrosieproducten van enkele objecten vastgesteld met de XRD (röntgendiffractie), objecten gefotografeerd onder een microscoop en zijn er röntgenopnames gemaakt. Vervolgens zijn zij twee maanden op verschillende wijze opgeslagen, in de vriezer, koelkast, vochtig, etc. en vervolgens gekwalificeerd. Deze kwalificatie is gedaan aan de hand van de toename van breuken in de corrosielaag, zichtbaar met het blote oog, met röntgenopnamen en door een

9

microscoop. Daarnaast is gekeken naar de groei van actieve corrosie, namelijk akaganeiet en de daarbij horende chlorideophopingen in de monsters, gemeten met behulp van de SEM (Scanning electron microscopy). De gegevens zijn verwerkt aan de hand van een aantal criteria, namelijk:       

Zichtbaarheid van breuken op macro- en microscopisch niveau. Zichtbaarheid van breuken op röntgenopnames. Zichtbaarheid van akaganeiet op macro- en microscopisch niveau. Afschilfering van de corrosiekorst Chlorideophopingen langs de metalen kern Zwavelophopingen Dichtheid van de ijzeratomen

Meer informatie over de wijze waarop de monsters zijn genomen en getest, staat in hoofdstuk 5. De analysemethoden zijn beschreven in hoofdstuk 6. Enkele opslagmethoden waren duidelijk van negatieve invloed op de objecten, andere eerder twijfelachtig. Daarom is een tweede serie tests uitgevoerd, ditmaal op een groter object, dat in meerdere delen gezaagd is om zo een duidelijke basisreferentie en gelijke uitgangsposities te hebben. Doordat één van de monsters direct na opgraving is ingebed, is van deze reeks niet alleen onderzoek met de SEM gedaan op de eind-, maar ook op de beginwaarden. Hierbij is voornamelijk gekeken naar zichtbare breuken en ophopingen van chloriden en zwavel. De testresultaten staan in de bijlage, een toelichting en conclusie hierop in hoofdstuk 7. Aan de hand van de testresultaten en de toepasbaarheid van de geschikte opslagmethoden tijdens het veldwerk, is bepaald welke conserveringsmethoden bijdragen aan het behoud van de bodemvondsten. Met deze resultaten is de algemene conclusie gevormd over de opslag van ijzeren objecten uit de bodem. Daarnaast wordt advies gegeven over verder onderzoek, naar de opslagproblematiek van vers opgegraven objecten en naar de best mogelijke opslagmethoden.

10

DEEL I LITERATUURSTUDIE

11

1. IJZERCORROSIE Om inzicht te krijgen in de problematiek van de conservering in het veld van archeologisch ijzer, moet er eerst inzicht zijn in ijzer, de corrosie van dit materiaal en de verschillende corrosietypen. In de eerste paragraaf wordt een algemeen beeld geschetst van ijzer en worden de eigenschappen en mogelijkheden van dit metaal toegelicht. De tweede paragraaf behandelt het corrosieproces op zich en de reden waarom metaal corrodeert. Begrip in dit proces is noodzakelijk om paragraaf 1.3 te kunnen plaatsen. De verschillende omgevingscondities die zich in de bodem voor kunnen doen, zorgen voor verschillende corrosietypen. Om de corrosieprocessen niet verder te stimuleren, is het van belang te weten wat de oorzaak is. Tevens moeten de corrosieproducten in het veld herkend kunnen worden, zodat de objecten op de juiste manier opgeslagen kunnen worden. In de laatste paragraaf volgt een uitleg over de verschillende corrosieprocessen en de visuele kenmerken van de corrosietypen van archeologisch ijzer.

1.1

IJZER

IJzer is een metaal dat in Europa al circa 3000 jaar geproduceerd wordt. In de Romeinse tijd vond de productie voornamelijk buiten het rijk plaats. De vooruitgang van de technische ontwikkelingen vertraagde na de val van het Romeinse rijk, rond de vierde eeuw AD. Pas rond AD 1200 werd de vraag naar ijzer zodanig groot dat een 1 andere techniek, ijzerwinning met behulp van blaasovens, verder ontwikkeld werd . Tot die tijd werd vrijwel uitsluitend smeedijzer geproduceerd. Hierbij werden houtskoolovens gebruikt. Tijdens het vervaardigingsproces, werd het ijzer niet geheel vloeibaar. Er ontstond een deegachtige massa, waar de verontreinigingen, slakken, voor een deel uit werden gesmeed. Deze zijn op microscopisch niveau nog terug te vinden. Tijdens het productieproces in de oven komt koolstof vrij. Dit bindt zich niet aan ijzer dat nog een vaste vorm heeft. Om deze reden heeft smeedijzer een laag koolstofgehalte. Als het ijzer vloeibaar is, is dit wel het geval. 2

Door over te stappen op hoogovens, werd het productieproces versneld . Hierbij werd het ijzer uit het erts gesmolten. Zo ontstaat gietijzer. Het verschil tussen smeed- en gietijzer ligt voornamelijk in het koolstofgehalte. Gietijzer bevat meer koolstof, tussen de 2% en de 4%, tegenover smeedijzer dat minder dan 0,1% bevat. Het gevolg hiervan is een verandering van de materiaaleigenschappen. Een hoger koolstofgehalte zorgt voor een 3 harder, maar ook brosser ijzer . Tegenwoordig zijn allerlei legeringen mogelijk met gietijzer, waardoor de eigenschappen aangepast kunnen worden aan de wensen van de gebruiker. Zo kan gietijzer ductiel gemaakt worden door het te legeren met cerium of magnesium. Ook staal is een legering van ijzer. Het koolstofgehalte hiervan ligt onder de 2%. Daarnaast is het gehard door een snelle afkoeling. IJzer is sterk, vormbaar en een voor talrijke doeleinden geschikt materiaal. Zo is het veel toegepast voor 4 dagelijkse voorwerpen zoals spijkers, nagels, hoefijzers, gereedschap en kettingen . Wegens deze eigenschappen is het een veelvuldig voorkomend metaal in archeologische contexten. Een groot probleem bij archeologische ijzervondsten is de determinatie. De corrosielaag is dikwijls volumineus, waardoor de vorm van het object niet tot nauwelijks herkenbaar is. Metalen archeologische bodemvondsten bestaan naast ijzer vaak 5 uit koperlegeringen of edelmetalen zoals goud en zilver. Laatstgenoemden zijn vaak nog goed intact . Bij koper en zijn legeringen ontstaat een redelijk stabiel en dunne corrosielaag. Hierbij is de vorm nog duidelijk. Bovendien is het een exclusiever metaal, waardoor het minder vaak voorkomt en de objecten kostbaarder zijn.

1

Joosten 2004, 19-28. idem., 23. 3 Selwyn 2004 , 90, 91. 4 KNA 91. 5 Mattson 1996, 21, 22. 2

12

Veel ijzeren objecten worden om deze redenen gedeselecteerd en belanden niet in het conservatietraject. Dit onderzoek is gericht op het achterhalen van de meest geschikte opslagmethode, waarbij degradatie zo veel mogelijk vertraagd wordt. Op deze wijze kunnen ijzeren objecten die op dit moment oninteressant lijken, langer bewaard worden. Mocht ander onderzoek later aantonen dat het object van archeologische waarde is, kan het deze alsnog behandeld worden. Een andere reden om het object inclusief de corrosielaag goed te conserveren is het corrosieproduct zelf. Soms is dit het enige wat nog over is van een object. Hierbij handelt het zich om een pseudomorf (figuur 3). Dit komt ook voor bij textilia en andere organische resten. 6 De limitos hiervan is gekopieerd in de ontstane corrosie . Indien de corrosie een holle vorm heeft aangenomen, kan deze zelfs als mal gebruikt worden om het object te reconstrueren. Figuur 3 Pseudomorf van textiel

1.2

HET CORROSIEPROCES

IJzer wordt gewonnen uit erts. Hierin is het ijzer een verbinding met een ander element aangegaan. Door energie aan het ijzererts toe te voegen, te verhitten, worden deze elementen van elkaar gescheiden. Het pure ijzer heeft een positieve lading. Hierdoor is het niet electroneutraal, de laagste energietoestand die een atoom kan bereiken. Daarom gaat het ijzer weer een verbinding aan met een ander element of een compound. Tijdens de corrosieontwikkeling treden twee processen op. Het metaal (M), kan een aantal (n) elektronen (e ) afstaan. Dit wordt oxidatie genoemd. De reactie daarvan is: n+

-

M → M + ne

(1)

Daar waar de oxidatie plaats vindt, treed materiaalverlies op. Deze locatie heet de anode. Het oxidatieproces wordt daarom ook wel de anodische reactie genoemd. Tegenover de oxidatie ontstaat de reductie. Dit is wanneer een atoom elektronen opneemt. Deze locatie heet de kathode. Indien het reductieatoom een metaal is, kan deze in een neutrale staat terechtkomen. De reactie is dan: n+

-

M + ne → M

(2)

Een volledige reactie bevat een oxidatie- en een reductieproces. Indien dit niet het geval is, noemen we dit een half-reactie. Door waterstof (H) reacties kan een zuur, of een + basisch milieu ontstaan. De hoeveelheid H ionen bepaald de zuurgraad. Voorbeelden zijn: e-

+

2 + 2H → H2 (zuur) 2H2O + O2 → 4OH (basisch)

(3) (4)

In bovenstaande formules is te zien dat de elektronen zich aan de positief geladen waterstofatomen binden. Deze bevinden zich overal om ons heen, zoals in de lucht, in het water en in

6

Figuur 4 Oxide reactie

Cronyn 2005, 172.

13

vochtige omgevingen (figuur 4). De reactie in het basische deel van het reactiegebied, zorgt voor een reductie, 7 de opbouw van het corrosieproduct . Dit verklaart ook waarom deze reactie in een anaeroob milieu niet plaats kan vinden. Hier is weinig verversing van zuurstofionen. Zonder de zuurstofreactie is de bodem vaak zuur en door de afspraakproducten van organische micro-organismen ontstaan zo sulfideoxiden, oftewel 8 zwavelverbindingen. Zo zijn er vele omstandigheden waaronder verschillende corrosievormen kunnen ontstaan. Ook de temperatuur is een belangrijke factor. Meer warmte betekent meer energie en een versnelling van het corrosieproces. Atomen kunnen vrijer bewegen en gaan daardoor sneller een binding aan 9 met een andere compound. Reacties gaan daarom sneller bij hoge temperaturen dan bij lage . In de bodem ontstaat na verloop van tijd een equilibrium tussen het object en zijn omgeving en wordt de corrosielaag stabiel. Op het moment dat het milieu verandert, komen weer ionen vrij en komt het corrosieproces weer op gang. Ook kunnen op dit moment weer nieuwe corrosievormen ontstaan. Typerend voor corrosie die ontstaan is na het opgraven, zijn fijne scheurtjes in de bestaande corrosielaag, in de lengterichting van het metaal. Als hier niets aan gedaan wordt, begint de corrosie te schilferen tot op de metalen kern. Onder deze schilfers zijn een zwart poeder en kleine oranje plekjes te zien. Indien tijdens de 10 opslag de luchtvochtigheid te hoog is, barsten de objecten . Dit is een veel voorkomend probleem bij collecties, waar de ijzeren objecten niet ontzout zijn. De exacte toedracht hiervan en een overzicht met de verschillende corrosietypen in verhouding tot de omgevingsfactoren, staan nader toegelicht in de komende paragraaf.

1.3

CORROSIETYPEN

IJzer kan reageren met zuurstof, sulfiden en andere stoffen die zich in de bodem bevinden. Er worden een aantal verschillende bodemtypen onderscheiden: zand, klei en veen. Deze zijn al dan niet zuurstofrijk of zuurstofarm en zwavelhoudend. Daarom bepaalt het bodemtype mede het type corrosie dat kan ontstaan. In hoofdstuk 2 worden de verschillende bodemsoorten behandeld. De omgevingsfactoren bepalen het type corrosie. De corrosiekorst bestaat vrijwel nooit uit een enkel corrosietype. Vaak zijn er meerdere producten, met elkaar verstrengeld aanwezig. In deze massa kunnen zich insluitsels uit de omliggende bodem bevinden 11 waarin het object zich bevind, zoals kwartskorrels . Corrosieproducten kunnen ontstaan in de vorm van amorfe poeders, maar zijn ook vaak kristallijn. Omdat deze kristallen vaak dezelfde zijn als de natuurlijk aangetroffen mineralen, worden zij ook als zodanig omschreven. Als zij zich snel vormen, zijn de kristallen over het algemeen groot en translucent. Dit in tegenstelling tot het resultaat bij langzame groei. Hierbij ontstaan 12 kleine opake kristallen . Hier worden nu de verschillende corrosietypen behandeld die kunnen ontstaan op archeologisch ijzer. Een uitgebreide toelichting op het ontstaan van de verschillende soorten corrosie staat in bijlage B.

7

Mattson 1996, 15-28. Meijers 2006 I, 2. Cronyn 2005, 165. 10 Watkinson 2001, 36. 11 Cronyn 2005, 172. 12 idem, 171. 8 9

14

Tabel 1 Typen, kenmerken en conditionele voorwaarden van ijzercorrosie

Corrosietypen

Verbinding

Kleur

IJzeroxides

Zuurstof (O)

IJzersulfiden

Zwavel (S)

Vivianiet en sideriet

Fosfor (P) Koolstof (C) Zwavel (S) Kalk (Ca) Zuurstof (O) IJzeroxide (FeO) Water (H2O) Chloor (Cl)

Gips

Chloorverbindingen

Zuurstoftoevoer

Sulfiden

Chloriden (zouten)

Kalk

Vocht

oranje-bruin zwart glanzend (magnetiet) gelijkmatig zwart

+

-

*

-

+

-

+

*

-

+

helder blauw

-

-

*

-

+

wit-grijs

+

-

*

+

+

oranje

+

-

+

-

> 12%

+ *

aanwezig afwezig niet van toepassing

De kleur van corrosie kan al weergeven in welke categorie deze valt. Oranjebruine tinten zijn oxides. Vivianiet en sideriet zijn sulfides. Deze zijn binnen het milieu waarin zij gevormd worden zwart. Vivianiet is goed te herkennen omdat dit corrosietype vrij snel helder blauw wordt als het in contact komt met zuurstof. Sideriet neigt meer naar groen toe en staat ook wel bekend als groene roest. Een zwarte afzetting met organische 13 fragmenten duidt op een residu van verbrand organisch materiaal . Dit is weliswaar geen corrosievorm, maar hier moet toch rekening mee gehouden worden, om verwarring met sulfides te voorkomen. De verschillende corrosietypen kunnen zelf ook een kleurverandering ondergaan door verbranding. Vooral bij crematieresten moet hierop gelet worden. Gips kan ontstaan als een bijproduct van corrosie en is wit tot lichtgrijs. Chloorverbindingen hebben een heel bereik aan visuele kenmerken waardoor het te herkennen is. Echter om volledig zeker te zijn van het soort corrosie, is verdere analyse noodzakelijk. Wat hiervan de mogelijkheden zijn, wordt nader toegelicht in hoofdstuk 6, natuurwetenschappelijk onderzoek. Naast de visuele kenmerken is het ook mogelijk het corrosietype te bepalen aan de hand van het bodemtype waar het object is gevonden. Oxidereacties kunnen voorkomen in zowel een zuurstofrijke, alsook in een zuurstofarme bodem. Het eindproduct is daarentegen wel verschillend. Allereerst ontstaat ijzerhydroxide. Dit reageert naar magnetiet (Fe3O4). In een anaeroob milieu blijft dit zo, maar als er zuurstof bijkomt, ontstaat een reactie waarbij water en een andere corrosievorm ontstaat. Deze corrosie is maghemiet (-Fe2O3) of hematiet (α-Fe2O3). De kristalvorm bepaald welk type het wordt, want chemisch gezien zijn zij hetzelfde. Magnetiet kan door een sterke reductie van ijzer (III) veranderen in wustiet (FeO). Als naast zuurstof ook waterstof aan ijzeratomen gebonden is, heten deze verbindingen ijzerhydroxides. Het blijft echter een oxidatiereactie. Dit zijn bijvoorbeeld goethiet (FeO(OH)) en lepidocrosiet (FeO(OH)). Zodra in de bodem een tekort aan zuurstof heerst, bijvoorbeeld door zuurstofreducerende micro-organismen, worden de zuurstofatomen aan de ijzerhydroxides onttrokken. Goethiet reoxideert dan naar andere corrosieproducten. Deze reactie zal ook omgekeerd 14 plaatsvinden als bijvoorbeeld een sulfide blootgesteld wordt aan zuurstof .

13 14

Watkinson 2001, 34. Schwertmann en Taylor 1989 ,421.

15

In een anaerobe omgeving (een bodem waar weinig zuurstof in door kan dringen) waar zwavel aanwezig is, gaat ijzer een verbinding aan met de zwavel in de bodem. Hier ontstaan ijzersulfides zoals pyriet (FeS2), markasiet (FeS2) en makinawiet (Fe9S8). Markasiet is niet stabiel en veranderd in pyriet na verloop van tijd. Chemisch gezien zijn zij hetzelfde, alleen de structuur verschilt van elkaar. Door micro-organismen in de bodem, ontstaat een zuur anaeroob milieu. Deze organismen onttrekken zuurstof aan de bodem en zorgen zo voor een reductie, waarbij ijzeroxide samen met een zwavelverbinding reageert en markasiet of pyriet vormt. Ook zonder micro-organismen kan pyriet ontstaan. In dit geval reageert zwavelwaterstof met het ijzerhydroxide. Indien er geen zuurstof aanwezig is, wordt enkel de helft van het zwavel gebruikt voor het pyriet. De rest vormt makinawiet. Een witte tot lichtgrijze laag gips ontstaat in een kalkhoudende bodem. Hier reageert het pyriet als het in contact komt met zuurstof en ontstaat er onder andere zwavelzuur. Dit 15 zwavelzuur en de kalk wordt omgezet in gips . Als er in een anaeroob milieu geen zwavel aanwezig is ontstaan vivianiet en sideriet. Ook dit is een reactie, veroorzaakt door micro-organismen. Als deze mineralen na opgraving alsnog in contact komen met zuurstof, veranderen zij langzaam in ijzeroxides.

Metalen kern met corrosielaag

Metalen kern is deels omgezet in zwarte minerale vorm

Geen metalen kern meer aanwezig, alles is omgezet in corrosieproducten

Holle ruimte in de corrosiekorst Figuur 5 Corrosiestratigrafie van ijzer

Akaganeiet (β-FeO(OH)) is eveneens een ijzerhydroxide. Het verschil is echter dat dit alleen gevormd kan worden door een reactie waar chloride en water of zuurstof bij betrokken is. Deze corrosievorm levert veel schade op, doordat het snel groeit en veel volume heeft. Het vormt zich vanaf de kern van een object en drukt daarbij de omliggende corrosielagen opzij. Hierdoor ontstaan barsten en komt de kern bloot te liggen, waardoor hier hetzelfde proces weer opnieuw kan beginnen. Doordat een object vrijwel altijd in contact komt met water of zuurstof, zal dit corrosieproces pas stoppen als het chloride verwijderd is. Het proces wordt echter wel sterk 16 vertraagd onder een RH van 12% . Akaganeiet is te herkennen doordat ijzeren objecten tijdens de opslag barsten krijgen, waar roodbruin poeder uitkomt. Dat zijn afgebroken stukjes akaganeiet. Ook wordt er soms een gelige vloeistof waargenomen. Dit is ijzerchloride. Als de vloeistof opdroogt, kristalliseert deze in het roodbruine 17 poeder .

15

Huisman 2009, 206. Meijers 2006 I, 2. 17 Turgoose 1982, 16. 16

16

Er zijn verschillende gradaties van corrosie van ijzeren objecten. De herkenbare stratigrafieën zijn te zien in figuur 5. Bij I is de metalen kern, metallisch ijzer (Fe), van het object bewaard gebleven en is de vorm goed herkenbaar. In een volgend stadium, II, wordt een deel van de kern zwart, maar blijft er nog wat behouden van het metallisch ijzer. Als ook dit omgezet is en zich geen metallisch ijzer meer in het object bevindt, is het volledig Figuur 6 gemineraliseerd, III. De vorm van het object kan echter nog wel achterhaald Gangbare corrosieopbouw worden door de buitenste corrosielaag voorzichtig te verwijderen en het object te consolideren. In het laatste stadium, IV, is de kern volledig verdwenen en blijft een holle ruimte 18 achter in de corrosiekorst . Met een afdruk hiervan zou echter de originele vorm achterhaald kunnen worden. De meest gangbare vorm die aangetroffen is bij de monsters uit de dataset, betreft een metalen kern (Fe), met daar omheen een laag magnetiet (Fe3O4). Tussen de glanzende, vrijwel zwarte magnetietlaag en de poreuze, oranje korst (FeOOH) bevindt zich in veel gevallen nog een hematietlaag (Fe2O3). Bij nagenoeg ieder monster is akaganeiet (FeO(OH)) aanwezig. Daar de chloorionen metallisch ijzer nodig hebben om een reactie aan te gaan, vind de akaganeietgroei op de grens tussen de metallische kern en het magnetiet plaats. Deze corrosieopbouw is te zien in figuur 6.

18

Watkinsin 2001, 37.

17

2. BODEMSOORTEN Om een beeld te krijgen van de verschillende invloeden die de bodem kan hebben op archeologisch ijzer, is het belangrijk de kenmerken van de verschillende bodemsoorten te weten. Daarom in dit hoofdstuk een beknopte toelichting op dit onderwerp. De eerste paragraaf behandelt de in Nederland hoofdzakelijk voorkomende grondsoorten: klei, veen en zand. Op eigenschappen van deze grondsoorten wordt verder ingegaan in de tweede paragraaf. De relatie tussen de bodemeigenschappen en het ontstaan van verschillende corrosieproducten staat beschreven in hoofdstuk 4, verwachtingen.

2.1

DE NEDERLANDSE BODEM

Figuur 7 Bodemsoorten van Nederland

Algemeen kan gesteld worden dat de Holocene Nederlandse bodem te verdelen is in drie typen. Dit zijn klei-, zand- en veengronden. Bij verdere verfijning kunnen onderverdelingen gemaakt worden. Voorbeelden hiervan zijn zavel, rivier- en zeeklei, duinzand, en leem en hoog- en laagveen. De bestanddelen van de bodem zijn mineraal of organisch. De onderlinge verdeling geschiedt naar korrelgrootte en kan grofweg ingedeeld worden 19 in zand, leem en klei . Daarnaast zijn er in Nederland ook veel veengronden. Het lössgebied wordt niet nader besproken, daar het hier slechts een zeer klein gebied betreft. Om deze reden wordt bij dit onderzoek geen verder onderscheid gemaakt, dan de drie hoofdsoorten. De kleigronden worden voornamelijk aangetroffen langs de kusten in het noorden van Nederland, in het westelijk deel van Noord-Holland, in de Flevopolder en in Zeeland. Daarnaast ook langs de grote rivieren, tussen de Neder-Rijn en de Maas in. Veengronden liggen verspreid door Oost-Nederland. Zeeland, het

19

Reekum 1993, 2.

18

oostelijke Maas-Waal gebied, westelijk Noord-Holland en delen van Friesland en Groningen hebben gronden die in deze categorie vallen. Zandgronden zijn te vinden in heel Nederland. Dit is voornamelijk dekzand. In het duingebied, de strandwallen en in Noord-Limburg, het zuiden van Brabant, Oost-Nederland met Utrecht en het 20 zuiden van Friesland en Groningen zijn ook de lager gelegen bodemsoorten zandgronden (figuur 7).

2.2

BODEMEIGENSCHAPPEN

Aangezien dit onderzoek betrekking heeft tot bodemvondsten, moet ook met de eigenschappen van de bodem zelf rekening gehouden worden. Vooral de korrelgrootte van de minerale bestanddelen is van belang, daar deze in hoge mate de eigenschappen bepaalt. Daarnaast spelen de minerale en organische bestanddelen van de bodem een grote rol in de mogelijke verbindingen en corrosieproducten van ijzer. Daarom hier een korte uitleg over de geselecteerde grondsoorten en hun eigenschappen. In tabel 2 staat een korte samenvatting van de drie onderzochte grondsoorten en hun eigenschappen.

Figuur 8 Corrosiereactie zandbodem

Klei bestaat uit minimaal 25% lutum. Dat zijn silicaten, kleiner dan 2µm. Klei en houdt door zijn dichte structuur zeer goed water en andere stoffen vast. Zuurstof komt hierin weinig voor en het water in de bodem zelf heeft een zeer laag zuurstofgehalte. In kleigrond kan kalk voorkomen. Er wordt 21 in de bodemkunde onderscheid gemaakt tussen oude kalkarme zeeklei, jonge kalkrijke zeeklei en rivierklei . In Nederland kan gesteld worden dat de eigenschappen van deze verschillende soorten klei vrijwel gelijk zijn. Circa 40% van Nederland bestaat uit zand. Zandgronden laten veel meer lucht door dan klei, want de deeltjes zijn vrij groot, vanaf 50µm, tot 2000µm (2mm). Daarboven heet het grind. Door de grootte van de deeltjes, kan zuurstof en vocht eenvoudig in de bodem dringen. IJzer dat zich in de bodem bevindt, reageert hiermee en zo ontstaat er al snel corrosie (figuur 8). Andere zuurstofrijke bodemsoorten zijn goed gedraineerde grond, geploegd land en bodem waar met zuurstof verrijkt water in door kan dringen. Veenbodem wordt als zodanig geclassificeerd als zich een percentage van minimaal 15% (zandig veen) tot 30% 22 (kleiig veen) organisch materiaal in de bodem bevindt. Het is een bruine tot zwarte grondsoort . Dit komt door de vergane organische resten. Veengronden zijn anaeroob en vochtig. Door de aanwezigheid van microorganismen, is het zuurstofgehalte erg laag. Dit heeft tot gevolg dat oxidatie hier vrij weinig kans krijgt. Er kunnen echter wel sulfiden ontstaan, zoals Pyriet. Vooral in Nederland, waar de bodem betrekkelijk veel in aanraking is geweest met zeewater, is de kans hierop groot. Indien sulfiden alsnog in contact komen met zuurstof, ontstaat er een reactie, waarbij ijzersulfiden omgezet worden in ijzeroxides en zwavelzuur 23 geproduceerd wordt . Meer uitleg hierover staat in paragraaf 1.3. Sulfide-arme grond komt eigenlijk alleen voor als sprake is van kwelwater, waarbij het zuurstof in het water afgebroken is door de bovenliggende 24 bodemlagen . Waar ook aan gedacht moet worden is de bodemverontreiniging. Hierdoor treedt een verandering in de chemische samenstelling van de bodem op. Dit gebeurt bijvoorbeeld door meststoffen, bestrijdingsmiddelen, ammoniak door veeteelt, vuilstort en industriële ongelukken. Een andere belangrijke bron van bodemverontreiniging is afkomstig van de atmosferische depositie van in de lucht aanwezige stoffen door

20

Meulen 2002, 7. Kuipers 1991, 18. 22 Meulen 2002, 77. 23 Huisman 2009, 189. 24 idem, 93. 21

19

emissies van verkeer en industrie. Hierbij komen ammoniak, zwaveldioxide en stikstofoxiden in het grondwater 25 terecht en worden omgezet in zwavel en salpeterzuur . Aangenomen mag worden dat, door de aanwezigheid van deze stoffen andere corrosieproducten gevormd kunnen worden dan de types die normaliter bij de betreffende bodem te verwachten zijn.

Tabel 2 Bodemcondities van grondsoorten

Bodemsoorten

Zuurgraad

Zuurstoftoevoer

Sulfiden

Chloriden (zouten)

Vocht

Zand

*

+

-

+

+

Klei

*

-

+

+

-

lage pH

-

+

+

+

Veen

Mogelijke corrosietypen IJzeroxides Chloorverbindingen Vivianiet Sideriet IJzersulfiden

+ *

25

aanwezig afwezig niet van toepassing

Reekum 1993, 7.

20

3. BEHANDELINGSMETHODEN

3.1

PUBLICATIES

Tussen de directe conservatie van ijzeren archeologische objecten, uitgevoerd door archeologen in het veld en de conservatie bestemd voor de lange termijn, uitgevoerd door restauratoren, blijkt een kennislacune te liggen. Op basis van uitgebreid literatuuronderzoek, is te concluderen dat weinig informatie voor de archeoloog beschikbaar is over de juiste opslagmethodes voor archeologisch ijzer. De aanwezige vakliteratuur is zeer gedetailleerd en behandelt dikwijls een enkel onderwerp binnen het conservatietraject, zonder een conclusie te vormen over de meest geschikte opslagwijze. Deze literatuur is voornamelijk gericht op restauratoren en behandeld niet het conservatietraject direct op de opgraving, maar voornamelijk de handelingen die daarna, bij de restaurator verricht worden. Zo is veel over corrosie geschreven, het ontstaan ervan, de omstandigheden waarbinnen de verschillende typen corrosie voor komen, hoe actieve corrosie vermeden kan worden in depots onder de juiste klimaatomstandigheden en er wordt veel gewerkt aan nieuwe en verbeterde methoden om te ontzouten (chloride uit ijzervondsten chemisch verwijderen). Er is geen recent standaardwerk waarin alle mogelijk corrosievormen en de bijbehorende milieus besproken worden. De encyclopedie Minerals in soil environments (J.B. Dixon en S.B. Weed) geeft samen met Degradation of archaeological remains (D.J. Huisman), de abstract van L. Selwyn over archeologisch ijzer in Metal ’04 en basic corrosion technology for scientist and engineers (E. Mattson) een goed beeld over de bij dit onderzoek horende corrosieproblematiek. Andere literatuur over de corrosie is gebruikt ter aanvulling of voor een beter begrip. Van de bovenstaande literatuur gaat alleen Huisman dieper in op de bodemmilieus die noodzakelijk zijn voor de verschillende soorten corrosie. De Nederlandse bodem wordt goed beschreven in bodemkunde (S.F. Kuipers). Deze twee publicaties vormen samen met de informatie die te vinden is op de site van bodemacademie de basis van het voorgaande hoofdstuk over de Nederlandse bodem. Op dit moment lopen enkele onderzoeken die dicht bij dit onderzoek in de buurt komen. Het RCE onderzoekt de invloed van verschillende bodemsoorten op archeologische koperlegeringen, het museum of London inventariseert de schade aan onbehandelde archeologische ijzervondsten in hun depot en de beschikbare foliesoorten om vondsten in te bewaren worden met elkaar vergeleken door de Archäologische Staatssammlung München. Een antwoord op de vraag hoe archeologische ijzervondsten het best bewaard kunnen worden direct na het opgraven, wordt echter nergens gegeven. De enige literatuur die ingaat op conservatie tussen het moment van opgraven en verdere behandeling door een restaurator, zijn handleidingen, waarin verscheidene opslagmethoden staan beschreven. Bedrijven en instellingen met opgravingsbevoegdheid in binnen en buitenland gebruiken deze handleidingen als richtlijn voor de opslag van archeologisch vondstmateriaal. Omdat dit onderzoek specifiek gericht is op de Nederlandse bodem, zijn enkel de uit Nederland en directe buurlanden afkomstige handleidingen bestudeert. Zij zijn opgezet aan de hand van dezelfde basisliteratuur, aangevuld met de kennis van ervaringsdeskundigen. In de bijlage staan twee lijsten met de Nederlandse gemeentearcheologen en de bedrijven met opgravingsbevoegdheid, die zijn aangeschreven om te achterhalen volgens welke methode zij hun vondstmateriaal opslaan. Hieruit volgde dat zij allen de veldhandleiding KNA gebruiken en soms ook bekend waren met de SIKB. Er is gesproken met enkele restauratoren, hoe zij hun vondstmateriaal het liefste binnenkrijgen. De problematiek hierbij is echter, dat zij het materiaal direct behandelen, terwijl dit onderzoek er juist op is gericht de meest geschikte opslagmethode te vinden voor materiaal dat mogelijk lang in een depot ligt. De archeologische restauratoren geven dan ook aan hun objecten bij voorkeur vochtig geleverd te krijgen, omdat archeologisch ijzer meteen ontzout wordt in een ontzoutingsbad. In dit geval zou het veel destructiever zijn om het ijzer eerst te drogen en vervolgens weer te bevochtigen. Het zou leiden tot scheurvorming, afschilfering van corrosie en materiaalverlies.

21

Dit hoofdstuk behandelt de verschillende behandelingsmethodes die door archeologische instellingen geadviseerd worden. Er is naast de Nederlandse handleidingen en het Britse standaardwerk, First Aid for Finds, voor gekozen om ook de Duitse en Belgische handleidingen te vergelijken, maar vanwege de regelgeving en de bodemsoorten niet verder te kijken dan noordwest Europa. De mogelijke consequenties van het gebruik van deze methoden, worden besproken in hoofdstuk 4, waar zij vergeleken worden met de informatie over ijzercorrosie en bodemsoorten in Nederland uit de eerste twee hoofdstukken. Alvorens een opsomming en samenvatting te geven van de geadviseerde opslagwijzen, een tabel waarin de verschillende conserveringsmethoden overzichtelijk zijn opgesomd.

3.2

HANDLEIDINGEN

Tabel 3 Conserveringsmethoden van verschillende instellingen

Instellingen

Verzamelmethode -

Temp. 15-20°C

<30%

Van grond ontdoen? nee

zo laag mogelijk invriezen

<18%

globaal

SIKB

hand / en-bloc en-bloc

nee

FAFF

-

-

vochtig houden <15%

ACCB

-

18-20 °C

<65% - 45%

-

RAB

-

-

-

nee

VLA

hand / en-bloc

4-10°C

Bodem vochtig houden

nee

ROB KNA

Max. RH

nee

Verpakking PE of PP doos met droogmiddel -

Opslagtijd in depot <3 maanden <6 maanden

luchtdichte kunststof dozen geperforeerde polytheen zakken Curver®dozen met silicagel zakken

<2 maanden

PE of PP doos of zip-lock zak

zsm naar conservator

ROB KNA SIKB FAFF ACCB RAB VLA

zsm naar conservator zsm naar conservator -

Handboek ROB Veldhandleiding KNA Waaier SIKB First Aid for Finds Archeologische collecties en collectieregistratie in Brecht Rheinisches Amt für Bodendenkmalpflege Verband der Landesarchäologen in der Bundesrepublik Deutschland

Het standaardwerk wat in Nederland wordt gebruikt bij archeologische opgravingen is de veldhandleiding 26 27 KNA . Deze handleiding is gebaseerd op het handboek van de ROB . Eerder verscheen in Interne Rapporten van de ROB een ongepubliceerd artikel over de tijdelijke opslag van archeologisch ijzer. Hierin staat volgend 28 advies, gebaseerd op de First Aid for Finds uit 1987 : 

Opslag bij lage temperaturen zoals invriezen.

26

Kwaliteitsnorm Nederlandse Archeologie Rijksdienst voor het Oudheidkundig Bodemonderzoek, later het RACM: Rijksdienst voor Archeologie, Cultuurlandschap en Monumenten, tegenwoordig het RCE: Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed. 28 Reekum 1993, 8-9. 27

22

  

  

Het ijzer zo snel mogelijk drogen en vervolgens zo droog mogelijk bewaren onder een relatieve luchtvochtigheid van 18%. Opslag in een polytheen doos met silicagel. Dit gel mag niet in aanraking komen met het object. Een andere optie is om het object met een ruime hoeveelheid van de omliggende grond in een polytheen doos te bewaren. Dit wordt vooral aangeraden als er organische resten aan het object vastzitten. Een ijzeren object kan opgeslagen worden in een vloeistof die zuurstof absorbeert zoals natronloognatriumsulfiet oplossing. De zuurstof in een afgesloten ruimte vervangen met inert gas zoals stikstof. Een stofvrije omgeving, stof is immers hygroscopisch.

Het handboek ROB-specificaties, gaat zowel in op het passief (preventief) als ook het actief conserveren, maar 29 maakt wel duidelijk onderscheid tussen deze twee. Onderstaande punten worden aangeraden :      

Temperatuur tussen de 15 en de 20°C. Luchtvochtigheid onder de 30%. Langzaam aan de lucht laten drogen. Niet reinigen op de opgraving. Opslag in een polyethyleen of polipropyleen doos, voorzien van een droog middel en een vochtindicatiestrip. Maximaal drie maanden bewaren. Indien het object een combinatie is van verschillende materialen dient altijd direct naar een conservator te gaan, waarbij de vondst in dezelfde vochtigheidstoestand gehouden wordt als waarin het is gevonden.

Na een rondvraag onder alle gemeenten archeologen van Nederland en alle bedrijven met opgegravingsbevoegdheid, bleek dat vrijwel alle de richtlijnen van de KNA volgen. Vaak maken zij hier een eigen versie van, maar de behandelingsmethoden zijn dezelfde. In de KNA veldhandleiding staan twee methoden om objecten te verzamelen:   

  



29 30

Indien het mogelijk is en het object voldoende stevig is, kan het met de hand verzameld worden. Als dit niet het geval is, moet het object en-bloc verzameld worden. Objecten die met de hand zijn verzameld, dienen op een zo laag mogelijke temperatuur bewaard te worden. De relatieve luchtvochtigheid moet zo laag mogelijk zijn, maar in ieder geval onder de 18%. Vanaf dat punt condenseert er onvoldoende water aan het metaaloppervlak om het corrosieproces op gang te brengen. Bij en-bloc wordt getracht dezelfde vochttoestand te behouden. Het advies is een koele, donkere en vochtige opslag, zodat het object geen schade ondervind door veranderende klimaatomstandigheden. Aanhangende grond kan globaal verwijderd worden, de inhoud van holle objecten echter niet, vanwege de informatie die dit eventueel nog kan opleveren. Door de conserverende werking van metaal op organische resten, kan het zijn dat hier nog veel van over is. Om dezelfde reden mag het object ook niet gewassen worden. Het object mag niet langer dan zes maanden worden opgeslagen voordat het naar een conservatiespecialist wordt gebracht. Bij een en-bloc lichting moet de vondst moet zo spoedig mogelijk naar een conservatiedeskundige gebracht worden. 30 Vanwege de efficiëntie wordt voor alle metaalsoorten dezelfde opslag geadviseerd .

Handboek ROB specificaties 1998, 1-4. KNA, p. 73-75.

23

31

Naast de KNA handleiding wordt door Nederlandse archeologen ook gewerkt met de richtlijnen van de SIKB . Dit is een organisatie die het bedrijfsleven en de overheid samenbrengt, zodat de kwaliteit van de uitvoering van archeologie en bodembeheer verbeterd wordt. Zij werken met kwaliteits- en beoordelingsrichtlijnen met behulp van bijbehorende protocollen en normbladen. De SIKB classificeert de verschillende materialen en materiaalgroepen alvorens een behandeling te adviseren. IJzer wordt onderverdeeld in drie klassen. De beoordeling richt zich op het deel dat er het zwakst uitziet of het meest gedegradeerd is. Er wordt een aantal aandachtspunten genoemd waarop gelet moet worden bij het verzamelen van archeologische ijzeren 32 producten :    

Grote objecten en objecten in een onderlinge samenhang worden altijd en-bloc gelicht. Het metaal mag niet in het veld gereinigd en holle objecten niet geleegd worden. Objecten die uit verschillende materialen zijn samengesteld, worden behandeld volgens de voorschriften voor het meest kwetsbare materiaal. IJzer moet in de tussentijdse opslag onder de juiste condities opgeslagen worden.

Naast deze aandachtspunten, worden drie methoden genoemd waarop ijzer opgeslagen dient te worden 33 voordat er een materiaal specialist bij komt kijken. Dit wordt in volgorde van voorkeur genoemd :   

Het ijzer vochtig houden in aanhangende grond. Behandelen binnen twee maanden (dit is belangrijk voor het ontzoutingsproces bij de conservering). Het object 24 uur voorkoelen op 5 °C, gevolgd door snel invriezen. Behandelen binnen zes maanden. Droog opslaan in luchtdichte kunststof dozen waarin zich een droogmiddel als silicagel bevindt. Behandelen binnen zes maanden.

Een volgende handleiding waarvan gebruik gemaakt is bij dit onderzoek is de First Aid for Finds. Dit is een naslagwerk uit Engeland. Zoals de naam al zegt, biedt ook deze publicatie oplossingen voor de omgang met opgegraven objecten. Ook hier wordt weer gewaarschuwd voor het schoonmaken in het veld, vanwege de informatieve waarde van mogelijke organische resten op het metaal of in het corrosieproduct. Er worden een 34 aantal punten genoemd waarop ijzer behandeld dient te worden tijdens of na de opgraving :   

 

Droge opslag, onder 15 % relatieve luchtvochtigheid. Bij organische resten het object niet drogen. Het moet vochtig bewaard worden in een polytheen bak en gaat direct naar de conservator. Met water verzadigde objecten dienen nat gehouden te worden en gaan eveneens direct na de conservator. Leg deze objecten nooit in een omgeving met een hoge luchtvochtigheid om ze nat te houden, omdat zo de ideale condities gecreëerd wordt om corrosie te bevorderen. Het is belangrijk om zuurstof weg te houden bij objecten die nat bewaard worden. Dit kan bijvoorbeeld door de objecten in gemetalliseerde zakken te sealen. Fragiele objecten voldoende ondersteuning hebben en verpakt worden in geperforeerde polytheen zakken.

Een Belgisch rapport, van de Archeologische collecties en collectieregistratie in Brecht noemt een aantal 35 punten . Daarnaast wordt verwezen naar de SIKB en de First Aid for Finds.  

Stabiele luchtvochtigheidgraad. RH lager dan 65%, indien versiert 45% tot 55%. Een temperatuur tussen 18 en 20°C.

31

Stichting Infrastructuur Kwaliteitsborging Bodembeheer Huisman 2007, 5. 33 idem, 6. 34 Watkinson 2001, 37. 35 Cleeren 2008, 28. 32

24

   

Verpakken in curverdozen met silicagel en zuurvrije materialen. Geen UV licht. Bescherming tegen luchtvervuiling. Zo snel mogelijk ontzouten.

In Duitsland wordt gehandeld naar de twee richtlijnen die opgesteld zijn door het Verband der Landesarchäologen in der Bundesrepublik Deutschland (VLA) en van het Rheinisches Amt für Bodendenkmalpflege (RAB). Zij zijn in samenwerking geschreven en refereren ook naar elkaar. Er worden geen technische adviezen gegeven, enkel de aanbeveling om bij twijfel de restauratoren van het RLMB (Rheinisches Landesmuseum Bonn) in te winnen. Dit zijn de adviezen die RAB geeft:    

Metalen objecten niet reinigen in verband met aanhangend organisch bodemmateriaal. Vondstnummer met lak op het object schrijven. De objecten per materiaalgroep in zakken bewaren. Enkel wetenschappelijk interessante objecten dienen bewaard te worden.

De VLA adviseert het volgende:      

Indien mogelijk metalen objecten met de hand bergen, anders en-bloc. Complexe vondsten ingipsen. Bewaren in bodemvochtige toestand en mogelijk zuurstofvrij. Bij aanwezigheid van organisch materiaal de temperatuur tussen de 4 en de 10°C houden, in verband met mogelijke schimmelvorming. Objecten direct in verpakken met vondstkaart in zip-lock zakken of dozen uit PE of PP. Vondsten die een restauratorische behandeling nodig hebben, dienen per direct naar een conservatieafdeling van een museum gebracht te worden.

Wat opvalt bij bovenstaande behandelingsmethoden, is dat de snelheid waarmee een object naar een conservator gaat zeer verschilt. Ook is er geen uniformiteit wat betreft de verpakkingswijze, de relatieve luchtvochtigheid, de temperatuur en de gradatiemethoden. Hieruit blijkt dat het belangrijk is wetenschappelijk onderzoek te doen naar de effecten van bovenstaande passieve conservatieve handelingen in het veld. Uit de gegevens van tabel 3 blijkt dat de meest geschikte opslagmethode niet eenduidigheid is. Er wordt nog vaak aangeraden een object en-bloc te verzamelen, wat in de praktijk vaak niet mogelijk blijkt. Bij opgravingen worden de vondsten los in zip-lock zakjes gedaan met het vondstnummer erbij. De geadviseerde temperaturen variëren van onder het vriespunt tot 20 °C. Zoals al eerder beschreven in paragraaf 1.2, kost het energie om metallisch ijzer om te vormen naar een mineraal. Deze energie bestaat uit warmte. Derhalve mag aangenomen worden dat hoe minder warmte toegevoegd wordt aan het object, hoe minder corrosie gevormd zal worden. Hieruit valt te concluderen dat een object het beste bewaard blijft bij een zo laag mogelijke temperatuur, bijvoorbeeld in de koelkast of vriezer. Belangrijk hierbij is het effect dat de relatieve luchtvochtigheid heeft op het object. Door de kou zal deze hoger zijn dan bij kamertemperatuur. Ook zou het kunnen zijn dat zich ijskristallen vormen in het metaal waardoor deze alsnog uit elkaar gedrukt wordt en er barsten en scheuren ontstaan. In sommige gevallen wordt aangeraden het object vochtig te houden, andere instellingen adviseren luchtvochtigheid tot 15 %. Als we naar tabel 1 kijken, blijkt dat alle corrosietypen vocht nodig hebben, van ten minste 12 % RH, om zich te kunnen vormen. Het is dan ook vreemd dat dit nergens als advies geldt. In de SIKB waaier, wordt het vochtig opslaan zelfs verkozen boven het droog opslaan. Bij een dergelijke opslag methode ligt een snelle corrosiegroei binnen de lijnen der verwachting.

25

Ook de opslag in het depot loopt nogal uiteen, van direct naar conservator tot een half jaar. Voor het onderzoek is daarom gekozen voor een opslag van een maand. Dit tijdsbestek zal de schade weergeven die al in korte tijd op kan treden. Het enige waar de verschillende instellingen het over eens zijn, is om het object niet van grond te ontdoen. Dit is echter niet ter conservering van het ijzeren object maar vanwege mogelijke informatieve waarde die deze grond nog kan leveren. Echter, vanuit het perspectief van de conservering van het ijzeren object is het wenselijk om zoveel mogelijk bodem materiaal te verwijderen. De grond is namelijk hygroscopisch en trekt vocht aan en kan bovendien schadelijke stoffen bevatten, zoals chloride of andere zouten. De reden om een bodemvondst te conserveren en op te slaan is hoofdzakelijk voor de informatieve waarde hiervan. Door de grond te verwijderen zou je dus de ene informatiebron beschermen door de andere te vernietigen. Hier speelt de ethische vraagstelling een grote rol. Het zou interessant zijn om er achter te komen hoeveel schade het object daadwerkelijk oploopt door het opslaan in de omliggende bodem. Een andere mogelijkheid is om de omliggende bodem zoveel mogelijk te verwijderen en in een ander vondstzakje te doen. Zo blijven beide informatiebronnen bewaard. Om de objecten te verpakken wordt aangeraden om een luchtdichte doos te gebruiken van een zuurvrij kunststof. In het veld worden echter geen dozen gebruikt, allereerst vanwege het gebruiksgemak, daarnaast vanwege de kosten en de opslagcapaciteit. Daarom zijn ook voor het onderzoek de standaard toegepaste ziplock zakjes gebruikt. In een ander onderzoek zou het wellicht interessant zijn om dieper in te gaan op dit onderwerp. Hierbij zouden verschillende kunststoffen, dozen en zakjes met elkaar vergeleken kunnen worden om te kijken naar de luchtdichtheid, zuren en gebruiksgemak. In het volgende hoofdstuk zal gekeken worden naar de mogelijke effecten, van de bovenstaande opslagmethodes, op archeologische ijzervondsten.

26

4. CONCLUSIE LITERATUURSTUDIE In dit hoofdstuk wordt een korte samenvatting en een conclusie gegeven van de literatuurstudie van dit onderzoek. De verschillende corrosietypen, bodemsoorten en hun eigenschappen zijn in onderstaande tabellen aan elkaar gekoppeld. Dat is gedaan om de uitgangswaarden voor het praktische deel van het onderzoek te ordenen en vast te leggen. De omgeving van een object bepaalt het type corrosie en de mate waarin het corrodeert. In tabel 1 staan de omstandigheden, waaronder de verschillende corrosietypen van archeologisch ijzer ontstaan. Vooral vocht en zuurstof spellen een grote rol. Ieder corrosietype heeft water nodig (zie reactievergelijkingen in bijlage B). Doordat alle instellingen het advies geven om de vondsten vochtig te bewaren, of in de omliggende bodem, corroderen de objecten waarschijnlijk verder tijdens de opslag. Aanhangende grond mag over het algemeen globaal verwijderd worden, de inhoud van holle objecten echter niet, vanwege de informatie die dit eventueel nog kan opleveren. Hierbij wordt gedacht aan analyses naar de oorspronkelijke inhoud. Zoals in het eerste hoofdstuk wordt uitgelegd, is voor een reactie energie (eH) nodig. Deze energie kan een stroom zijn, maar ook warmte speelt een belangrijke rol. Bij een hogere temperatuur kunnen atomen makkelijker bewegen en diffunderen sneller. In theorie zouden warme objecten dan ook sneller moeten corroderen dan koude objecten. Per bodemsoort wordt in tabel 2 aangegeven welke condities hier van toepassing kunnen zijn. Daardoor valt wellicht te voorspellen met welke soorten corrosie een object te maken krijgt. Het blijkt dat voornamelijk de zandbodems problematische corrosietypen opleveren. Dat komt door de combinatie van vocht en zuurstof. Dit zijn dan ook de belangrijkste factoren die uitgesloten moeten worden tijdens de tijdelijke opslag, tussen het moment van opgraven en professionele conservatie in. De VLA raadt aan om de objecten zuurstofvrij te verpakken. Vermoedelijk zou dit de groei van een groot aantal corrosietypen, en daarmee problemen, kunnen voorkomen. Praktisch gezien is dit echter moeilijk te realiseren tijdens het veldwerk. Om een object volledig zuurstofvrij te maken, moet het in een afgesloten omgeving gespoeld worden met stikstof. De meest destructieve corrosievorm is akaganeiet. Dit ontstaat als een ijzeroxide in aanraking komt met chloor, water en zuurstof. Conservatoren verwijderen het chloor uit het object, om deze corrosie te voorkomen, door middel van ontzoutingsbaden. Daar deze methode niet in het veld mogelijk is, moeten andere oplossingen gevonden worden. Dit houdt de uitsluiting van water, zuurstof of beide in. Er mag aangenomen worden dat dit haalbaar moet zijn in het veld. Aan de hand van bovenstaande informatie is voor dit onderzoek gekozen om de verschillende conservatieve effecten met elkaar te vergelijken. Water speelt een belangrijke rol in het corrosieproces, evenals zuurstof. De objecten kunnen niet zuurstofvrij opgeslagen worden, maar de invloed van de hoeveelheid zuurstoftoevoer kan wel getest worden. Daarnaast wordt gekeken naar de invloed van water, in verschillende hoeveelheden en de invloed van het reeds aanwezige vocht in de bodem, waarin objecten bewaard worden. De grote verschillen in de geadviseerde temperatuur geven aan dat ook hier onderzoek van belang is. Enkele monsters zullen op verschillende temperaturen bewaard worden, buiten een depot, omdat vers opgegraven objecten daar vaak niet terecht komen. De monsters zullen opgeslagen worden op kamertemperatuur, in de koelkast en in de vriezer. Uit ervaring weten veel restauratoren dat objecten in de vriezer minder snel corroderen dan op andere temperaturen, maar hier is slechts weinig onderzoek naar gedaan. Een recente studie naar in Antarctica opgeslagen ijzermonsters, toont aan dat corrosiereacties zeer vertraagd worden bij een temperatuur van maximaal -20°C. Dit geld echter voor een periode van maximaal twee jaar. Hierbij is geen problematiek

27

geconstateerd omtrent de vorming van ijskristallen. De methode wordt aangeraden voor de korte termijn 36 opslag, maar biedt geen oplossing voor langdurige opslag . Een laatste uitwerking die van belang is, is van speeksel. Uit eigen ervaring is gebleken dat speeksel veelvuldig wordt toegepast tijdens veldwerk, om een object van aanhangend vuil te ontdoen en het zo beter te kunnen herkennen. In hoofdstuk 5 is de wijze waarop de monsters zijn genomen en bewerkt beschreven. Hier zal verder ingegaan worden op de praktische toepassing van de gevolgen van de verschillende conservatieve handelingen en de methoden die gekozen zijn om dit te testen.

36

Kuhn 2010

28

DEEL II PRAKTIJKONDERZOEK

29

5. ONDERZOEKSMATERIAAL De handleidingen die binnen Nederland gebruikt worden en de algemene basishandleidingen voor het conserveren van archeologische ijzervondsten, zijn in de voorafgaande hoofdstukken met elkaar en met de conditionele voorwaarden voor de verschillende typen ijzercorrosie vergeleken. De in hoofdstuk 4 genoemde effecten van de verschillende opslagmethodes zijn getoetst aan de hand van praktijkonderzoek. Deze methodes zijn:     

Verschillende temperaturen, kamertemperatuur koelkast en vriezer. Met en zonder omliggend bodemmateriaal. Het gevolg van water. Het verschil tussen het wel of niet luchtdicht afsluiten. De uitwerking van speeksel.

Voor dit onderzoek zijn monsters verzameld. Deze monsters komen van twee opgravingen. Aanvankelijk waren meer monsters ingecalculeerd, maar door gebrek aan vondstmateriaal, is het bij deze monsters gebleven. Het gaat hierbij om monsters uit Oerle en vijf monsters van de Dam in Amsterdam. In dit hoofdstuk worden de verschillende opslagmethodes verduidelijkt die gekozen zijn om met elkaar te vergelijken. Vervolgens is de werkwijze toegelicht hoe deze monsters verzameld en geprepareerd zijn. De analysemethodes die hier gebruikt zijn, worden nader omschreven in hoofdstuk 6. Er wordt niet nader ingegaan op de mogelijke effecten van een zeer hoge of lage pH waarde. Deze is op beide testlocaties gemeten en ligt rond de pH6. Dit is gemiddeld en er mag worden aangenomen dat dit de testresultaten niet beïnvloed heeft.

5.1

OERLE

De eerste testlocatie was in Oerle. De monsters dateren in de Romeinse tijd en komen uit een zandbodem. Het onderzoeksmateriaal uit Oerle heb ik zelf opgegraven, om er zeker van te zijn dat de testbehandeling zo spoedig mogelijk, direct in het veld, werd toegepast en er geen andere behandeling tussentijds heeft plaatsgevonden. Als voorbereiding op de opgraving is een veldwerkplan geschreven. Dit beschrijft de stappen die genomen zijn om de vondsten zo uniform mogelijk te verwerken. In het veld is ook een bodemmonster genomen om de pH-waarde te bepalen en eventueel nog verder onderzoek te kunnen doen naar stoffen in de bodem die bijdragen aan het verval. In samenwerking met de archeoloog J. Verspay, zijn de twee vooraf aangelegde putten afgezocht met een metaaldetector. Dit zijn put 21 en 23. Figuur 9 Verschil tussen nagel en spijker De betreffende bodemlaag is eens het maaiveld geweest in de Romeinse tijd. De monsters zijn allen spijkers en nagels. Het verschil hierin is de grootte ervan. Een nagel is groot en massief, terwijl een spijker aanzienlijk dunner is (Figuur 9). De spijkers komen uit put 23, de nagels uit put 21. Zij zijn direct in het veld opgeslagen op de volgende wijze: O1 Zonder toevoegingen op kamertemperatuur O2 Zonder toevoegingen in de koelkast O3 Zonder toevoegingen in de vriezer O4 Zonder toevoegingen in een open zak

30

37

O5 Vochtig (met demi-water ) O6 Vochtig (met kraanwater) O7 Met losse omgevingsgrond O8 Combinatie van losse omgevingsgrond en toegevoegd kraanwater O9 Schoongemaakt in het veld: afgeborsteld, gespoeld en vervolgens gedroogd in droogoven (12 uur op 45°C), vervolgens bewaard bij kamertemperatuur O10 Luchtdicht afgesloten in parafilm O11 In het veld schoongemaakt met speeksel Hiertoe waren zowel kraan- alsook demi-water aanwezig en genummerde zip-lock zakjes die groot genoeg waren om het vondstkaartje los van de vondst in te bewaren, om zo de eventuele invloed van de vondstkaart op het corrosieproces te voorkomen. Om de vondsten te bergen en in het veld in te meten, is er gewerkt volgens de standaard van het opgravingsbedrijf. Een dag later zijn de monsters meegenomen naar het atelier voor verder analytisch onderzoek. Hier zijn röntgenopnames gemaakt. De kleinere spijkers zijn geröntgend op 60mA en 2,7kV. De grotere nagels zijn geröntgend op 85mA en 2,7kV. Vervolgens is een puntje van de monsters afgeslepen, totdat de kern zichtbaar was, met schuurpapier tot 400µm en demi-water. Van de doorsnede is een foto door de microscoop genomen, bij een vergroting van drie maal. Samen met de tienvoudige vergroting van het oogstuk, komt dit neer op een vergroting van 30x. Daarna zijn van twee monsters, ieder uit een andere put röntgendiffractieopnames (XRD) gemaakt. De resultaten hiervan staan in bijlage E. De corrosie is beschreven aan de hand van de volgende criteria:    

Zichtbaarheid van breuken op macro- en microscopisch niveau. Zichtbaarheid van breuken op röntgenopnames. Zichtbaarheid van akaganeiet op macro- en microscopisch niveau. Afschilfering van de corrosiekorst

Nadat de monsters bijna 2 maanden opgeslagen zijn geweest, zijn er nogmaals röntgenfoto’s van gemaakt, met dezelfde waarden als tevoren. Na de opnames zijn zij doormidden gezaagd, omdat op dat punt het mogelijke effect van de opslagmethode het minst beïnvloed is door andere omgevingsfactoren, veroorzaakt door de afgeslepen punt. De corrosiekorst is doorgezaagd met een diamantzaag en demiwater vanwege de brosheid ervan. De metalen kern kon zonder verdere beschadigingen aan te richten met een ijzerzaag gezaagd worden. Vervolgens zijn de monsters ingebed en glad geschuurd met schuurpapier tot 200µm. Zij zijn afgespoeld met ethanol en met koude lucht drooggeblazen om zo corrosie op het verse oppervlak te voorkomen. Nadat de monsters geprepareerd waren, zijn zij geanalyseerd met de elektronen microscoop (SEM). Hierbij zijn de volgende criteria aangehouden:       

Zichtbaarheid van breuken op macro- en microscopisch niveau. Zichtbaarheid van breuken op röntgenopnames. Zichtbaarheid van akaganeiet op macro- en microscopisch niveau. Afschilfering van de corrosiekorst Chlorideophopingen langs de metalen kern Zwavelophopingen Dichtheid van de ijzeratomen

De resultaten van dit onderzoek staan in bijlage E.

37

Gedemineraliseerd water

31

5.2

DAM

De tweede set monsters komt uit Amsterdam. Bij een opgraving op de Dam, in Amsterdam, is een nagel gevonden. Deze was zo groot dat hier vijf proeven mee gedaan konden worden. Het voordeel hiervan is dat de uitgangswaarden identiek zijn. De nagel is de dag na de opgraving opgehaald en geprepareerd voor analyse. Er is een röntgenfoto gemaakt van de nagel, op 90mA en 2,7kV. Daarna is de nagel in vijf stukken gezaagd. De corrosiekorst is doorgezaagd met een diamantzaag, maar zonder demiwater vanwege het mogelijke effect van het water op de corrosievorming. De kern is net als bij de monsters uit Oerle doorgezaagd met een ijzerzaag. De monsters zijn D1.1 tot D1.5 genoemd. D1.1 is direct na het zagen ingebed in kunsthars als referentiekader voor de andere monsters. De beginwaarden zijn op deze wijze vastgelegd. De andere monsters zijn vervolgens op verschillende wijzen opgeslagen. Hierbij zijn niet alle mogelijkheden meer onderzocht. De invloed van water bleek in alle gevallen en iedere combinatie zeer slecht te zijn voor het object. De vraag bleef of de duur waarin het object in contact is geweest met water nog van belang is en of er schade ontstaat bij snelle droging. Er is daarom gekozen om een monster te spoelen onder de kraan en vervolgens te drogen in een droogoven. Daarnaast zijn de effecten van opslag op verschillende temperaturen nogmaals herhaald: D 1.1 Direct ingebed voor de beginwaarden D 1.2 Zonder toevoegingen in de vriezer D 1.3 Zonder toevoegingen in de koelkast D 1.4 Zonder toevoegingen op kamertemperatuur D 1.5 Gedroogd in een droogoven (12 uur op 45°C), vervolgens bewaard bij kamertemperatuur Na twee maanden zijn ook deze monsters gezaagd en ingebed zoals de monsters uit Oerle; de corrosiekorst met een diamantzaag en demi-water, de kern met een ijzerzaag en glad geschuurd met schuurpapier tot 200µm. Ook zijn zij weer afgespoeld met ethanol en met koude lucht drooggeblazen om zo corrosie op het verse oppervlak te voorkomen. Daarna zijn zij geanalyseerd met de SEM. Hierbij zijn de volgende criteria aangehouden:      

Zichtbaarheid van breuken op macro- en microscopisch niveau. Zichtbaarheid van akaganeiet op macro- en microscopisch niveau. Afschilfering van de corrosiekorst Chlorideophopingen langs de metalen kern Zwavelophopingen Dichtheid van de ijzeratomen

De resultaten van dit onderzoek staan beschreven in bijlage F.

5.3

BEST

Uit de testresultaten van de monsters uit Oerle en van de Dam, is gebleken, dat de hoeveelheid data onvoldoende was om hier een conclusie aan te kunnen verbinden. Derhalve is besloten om nog een extra dataset aan de reeds aanwezige gegevens toe te voegen. Net als bij de monsters uit Oerle ben ik zelf aanwezig geweest bij de opgraving van deze laatste dataset. Ditmaal in Best. Hierbij is met een graafmachine een laag zand, uit de put, afgegraven en op de stort gegooid. Vervolgens heb ik direct met een metaaldetector naar ijzer gezocht. De monsters hebben dan ook geen vondsten spoornummer, omdat zij niet zijn opgenomen in de veldtekening. Naast nagels, betreffen de vondsten ook ijzeren staven. De datering is niet volledig zeker. Sommige monsters lijken middeleeuws te zijn, maar anderen zijn van staal met insluitsels van mangaansulfide en de aanwezigheid van fosfor. Dit feit, gecombineerd met

32

veel vondsten uit WOII in dezelfde bodemlaag, doen vermoeden dat het materiaal uit het begin van de vorige eeuw komt. De opbouw van het mangaansulfide is te zien in figuur 10. Het zou in dit geval redelijk recent zijn, maar niet minder interessant binnen dit onderzoek. Het hoofdbestanddeel van de legering is immers ijzer en bovendien zijn ook deze objecten bijna een eeuw oud. Figuur 10 Mangaaninsluitsel staalmonsters

Ook bij deze serie, zijn er weer bodemmonsters genomen. Ditmaal niet alleen uit de betreffende put, maar juist voor ieder monster. Zo kan de pH bepaald worden en tevens kunnen chloriden in de bodem worden aangetoond. Hiertoe is 5g bodem samen met 5ml demi-water in een reageerbuis gemengd, zodat de chloride op kon lossen. Na dit een nacht te laten bezinken, is het getitreerd. De pH van deze oplossingen lag bij ieder monster tussen de 7 en 7,5. Vervolgens is het oplossing gemengd met zilvernitraat (AgNO3) op een zwarte tegel, zodat de witte verkleuring goed zichtbaar zou zijn. Er gebeurde echter niets, dus is met deze test is geen chloride aangetoond. Ook is een poging gedaan om de chloriden beter te laten oplossen in het demi-water door salpeterzuur (HNO3) toe te voegen en nogmaals te testen met zilvernitraat. Ook deze proef had geen positief chloride resultaat. Dit houdt in dat er mogelijk geen chloride aanwezig is geweest in de bodem. Waarschijnlijker is dat de hoeveelheid chloride zodanig laag is, dat deze niet aan te tonen is met deze methode. Het belangrijkste resultaat is de gelijke uitgangswaarden van de monsters. De monsters waren dusdanig groot dat het mogelijk is geweest, ze in meerdere stukken te zagen en overal een referentiemonster van te nemen. Dit zijn de hele monsternummers geworden, nummers 1 tot en met 9. Zij zijn 38 direct na het zagen ingebed en onder vacuüm opgeslagen in een exicator , om te voorkomen dat zij nog verder met vocht of zuurstof in aanraking zouden komen. Het zagen van de monsters is niet op de opgraving gedaan. Doordat sommige monsters van staal zijn, konden zij niet doorgezaagd worden met een handzaag. De slijptol bleek een uitkomst. Nadat de monsters zijn verzameld, zijn zij binnen een dag behandeld. Dat houdt in dat zij op verschillende wijze werden opgeslagen, namelijk: B 1.1 Zonder toevoegingen op kamertemperatuur B 1.2 Zonder toevoegingen in de koelkast B 1.3 Zonder toevoegingen in de vriezer B 2.1 Met losse omgevingsgrond B 2.2 Combinatie van losse omgevingsgrond en toegevoegd kraanwater B 3.1 Met losse omgevingsgrond B 3.2 Combinatie van losse omgevingsgrond en toegevoegd kraanwater B 4.1 Zonder toevoegingen in de vriezer B 5.1 Met losse omgevingsgrond B 5.2 Zonder toevoegingen op kamertemperatuur B 5.3 Zonder toevoegingen in de koelkast B 6.1 Zonder toevoegingen op kamertemperatuur B 6.2 Gedroogd in een droogoven (12 uur op 45°C), vervolgens bewaard bij kamertemperatuur B 7.1 Zonder toevoegingen in de koelkast B 7.2 Gedroogd in een droogoven (12 uur op 45°C), vervolgens bewaard bij kamertemperatuur

38

Glazen vacuümstolp

33

B 8.1 Zonder toevoegingen in een open zak B 9.1 Zonder toevoegingen in een open zak Net als de twee eerdere testen zijn ook deze monsters twee maanden opgeslagen geweest. Doordat de corrosiekorst erg bros was, is gekozen om eerst onder vacuüm in te bedden, alvorens te zagen. Vervolgens zijn zij glad geschuurd met schuurpapier tot 200µm en gepolijst tot 3µm. Dit keer werden de monsters gespoeld met aceton, omdat dit sneller droogt en daarna met de föhn drooggeblazen. Totdat zij geanalyseerd werden met de SEM, zijn zij wederom bewaard in de exicator.

Bij het onderzoek zijn de volgende criteria aangehouden:       

Zichtbaarheid van breuken op macro- en microscopisch niveau. Zichtbaarheid van akaganeiet op macro- en microscopisch niveau. Afschilfering van de corrosiekorst Chlorideophopingen langs de metalen kern Zwavelophopingen Dichtheid van de ijzeratomen Verschillen ten opzichte van het referentiemonster

De resultaten van dit onderzoek staan beschreven in bijlage G.

34

6

NATUURWETENSCHAPPELIJKE ANALYSEMETHODEN

Er zijn vele methoden om monsters te analyseren. De informatie die in dit onderzoek van belang is om te achterhalen, beperkt zich tot de voorkomende elementen die zich in de corrosiekorst bevinden, de verspreiding hiervan en de aanwezige corrosievormen. Hiertoe is gebruik gemaakt van röntgendiffractie(XRD) en Scanning Electron Microscopie (SEM). Daarnaast is gekeken naar het gedrag van de verschillende corrosiesoorten, door naar microscopische afbeeldingen en röntgenopnames voor en na de opslag te kijken. Helaas is gebleken dat de röntgenopnames veel te onnauwkeurig zijn om hier enige conclusie uit te trekken. Dit hoofdstuk geeft een overzicht van de analysemethoden die zijn ondernomen en een uitleg van de gebruikte onderzoeksmethodes. Zij zijn gerangschikt van macro naar microniveau.

6.1

RÖNTGENONDERZOEK

Bij röntgenopnames wordt straling gebruikt om door de verschillende lagen van een object heen te kijken en daar tevens een afbeelding van te maken. Wat uiteindelijk zichtbaar wordt is het patroon van absorptie en doorlating van de stralen. Moleculen met een hoog soortelijk gewicht kunnen stralen tegenhouden. Deze straling bestaat uit een elektronenbundel. Het verschil tussen de anode en katode is erg groot, wat resulteert in een versnelling van de elektronen. Zij weerkaatsen op bepaalde materialen. Er zijn drie variabelen, het verschil tussen de anode en katode (kV), het aantal elektronen dat geproduceerd wordt (mA) en de snelheid van de elektronen (golflengte, λ). De instellingen die tijdens dit onderzoek gebruikt zijn, liggen tussen de 60 en de 90mA en rond de 2,7kV. Tijdens het onderzoek is gebruik gemaakt van röntgenopnames om te kunnen bepalen of er breuken en scheuren in het monster aanwezig zijn. Met het blote oog bestaat de mogelijkheid dat deze niet zichtbaar zouden kunnen zijn door de corrosielaag op het monster. Helaas heeft het röntgenonderzoek niet het gewenste resultaat op geleverd. De röntgenopnames welke gemaakt zijn van de monsters uit Oerle bleken niet gedetailleerd genoeg te zijn om mogelijke verschillen in dichtheid weer te geven en hieruit enige conclusie te kunnen trekken. Van de monsters uit Amsterdam zijn slechts röntgenopnames gemaakt voorafgaande aan het onderzoek. Ook in dit geval bleek dat de opnames niet gedetailleerd genoeg waren. Wellicht dat door middel van analyse met 3D röntgencomputertomografie een gedetailleerder beeld verkregen kan worden. Binnen het gestelde tijdskader was het echter niet meer haalbaar om deze methode toe te passen.

Figuur 11 Röntgenfoto van een nagel

Figuur 12 Foto door een optische microscoop

35

6.2

OPTISCHE MICROSCOPIE

Microscopie heeft een zeer breed toepassingsgebied. Er zijn verschillen soorten microscopie zoals optische microscopie, elektronen microscopie en scanning probe microscopy. De maximale vergroting van optische microscopie ligt bij circa 1000 keer. Dit vanwege de minimale golflengte van het licht. Metaalmonsters worden eerst in kunsthars gegoten en vervolgens geslepen en gepolijst alvorens zij geanalyseerd kunnen worden. Deze werkwijze wordt toegepast om de monsters hanteerbaar te maken. Metaalmonsters kunnen enkel microscopisch bestudeerd worden door middel van opvallend licht. In dit onderzoek is optische microscopie gebruikt om doorsnede en de hierop aanwezige kleuren van de corrosielagen van de onderzoeksobjecten vast te kunnen leggen. De optische microscoop is gebruikt voor het verkrijgen van een eerste indruk en een overzicht van de objecten. Voor de testresultaten heeft het gebruik van de optische microscoop echter geen meerwaarde ten opzichten van de elektronen microscoop. Des ondanks heeft het gebruik van de optische microscoop wel degelijk bij gedragen aan de beeldvorming van de objecten en de corrosie ervan aan het begin van het praktische onderzoek.

6.3

XRD “RÖNTGEN DIFFRACTIE”

Röntgendiffractie is een analysemethode met röntgenstralen. Hierbij wordt gekeken naar de unitcel vorm en de herhalende structuur hiervan. Met de XRD kunnen alle kristallijne materialen, zowel kwalitatief als kwantitatief geïdentificeerd worden. Iedere kristallijne substantie heeft zijn eigen specifieke patroon. Het systeem herkent dit en kan daardoor niet alleen de elementen maar ook het materiaal benoemen. Dat is dan ook de reden dat het alleen werkt bij kristallijne materialen. Deze methode is gebruikt om te kunnen achterhalen welke corrosie producten op de monsters aanwezig waren aan het begin van het onderzoek. Deze analyse is vrij intensief en tijdrovend. Daarom is er voor gekozen om van de monsters uit Oerle slechts twee monsters, één uit elke put, te analyseren. Hierbij ben ik er vanuit gegaan dat de basiswaarden van de monsters dezelfde zijn en zij alle onder gelijke omstandigheden in de bodem terecht zijn gekomen. Op basis van de XRD opnames zijn enkele corrosie producten vastgesteld die naar aanleiding van het literatuur onderzoek reeds verwacht werden. Achteraf gezien had een opname van iedere monster zowel voor als ook na de test periode genomen moeten worden. Dit had meer informatie op kunnen leveren over de vorming van verschillende corrosie producten tijdens het opslag proces.

Figuur 13 Afbeelding van een XRD-analyse

36

6.4

SEM “SCANNING ELECTRON MICROSCOPY”

De SEM wordt gebruikt voor onderzoek naar de topografie en compositie van het oppervlak van materialen met behulp van elektronen- en röntgenstralen. De terugkaatsende elektronenstralen geven informatie over de topografie van het gescande deel van een object. Dit kan een vergroting opleveren tussen de 10 en 300.000. Daarnaast leveren de teruggekaatste röntgenstralen een karakteristiek spectrum van de aanwezige chemische elementen. De verspreiding van de chemische elementen wordt door de computer omgezet in een afbeelding, een zogenaamde “mapping”. Op de volgende pagina is in figuur 14 een afbeelding te zien die gemaakt is met de SEM. Dit wordt een Backscattered electron image genoemd. Op deze weergave, zijn meerdere corrosielagen te zien, te herkennen aan de verschillende grijstinten. Hoe dichter het materiaal is, hoe meer elektronen weerkaatst worden. Daarom is de metalen kern ook bijna wit. In de corrosie bevind zich meer zuurstof, waardoor dit deel minder dicht en op de afbeelding donkerder is. De breuken zijn goed te herkennen als donkere strepen in het oppervlak. De wolkachtige ophopingen aan de rand van de ijzeren kern, zijn akaganeiet. Hier is dan ook goed te zien dat zij veel meer ruimte innemen dan het oorspronkelijke metaal, waardoor zij het object uit elkaar kunnen drukken. In figuur 15 zijn nog meer backscattered electron images afgebeeld. De eerste afbeelding laat wederom een overzicht zien van de verschillende corrosielagen langs de metalen kern. De tweede weergave toont de ijzerconcentratie. Hoe meer kleur, hoe meer ijzer. Linksonder zitten grote siliciumkorrels (zand), waar zich geen ijzer kan bevinden. Het is hier dan ook bijna kleurloos, wat precies omgekeerd is bij de derde afbeelding met de siliciumconcentratie. Bij een vergelijking van de vierde weergave met de eerste, wordt duidelijk dat de akaganeiet zich op de chloridenconcentraties vormt. Met behulp van deze methode kunnen de verschillende elementen bepaald worden die voorkomen op de doorsnede van de monsters en de verspreiding hiervan. De monsters zijn in laag vacuüm bestudeerd (30 Pa, 20keV). Er is gericht gezocht naar chloridenophopingen, gezien de problemen die deze chloriden opleveren, zoals beschreven in paragraaf 1.3. Deze analyse methode heeft de meest bruikbare informatie opgeleverd. Hierdoor kon analyse plaats vinden op basis van de in het voorgaande hoofdstuk genoemde criteria.

de

2 corrosielaag ste

1

corrosielaag

Metalen kern Breuken Akaganeietgroei

Figuur 14 Backscattered electron image van monster O5

37

Figuur 15 Backscattered electron images van monster O5

38

7. CONCLUSIE PRAKTIJKONDERZOEK In dit hoofdstuk worden de resultaten van de analyses per monster besproken. Alle onderzoeksgegevens staan vermeld in bijlage E (Oerle) en F (Dam). Van iedere methode is vooraf een röntgenopname gemaakt en bij de monsters uit Oerle ook achteraf. De eerste set, de monsters uit Oerle, zijn alle losse objecten. Daarom zijn de beginwaarden hiervan ook microscopisch vastgelegd. Tevens zijn van enkele objecten opnamen gemaakt met de XRD. Daardoor konden enkele corrosieproducten worden vastgesteld. De onderzoeksgegevens die verkregen zijn door analyse met de SEM, bleken de meeste informatie op te leveren. Alle monsters zijn hiermee dan ook onderzocht. Bij de monsters van de Dam zijn op deze wijze ook de beginwaarden vastgelegd.

7.1

ONDERZOEKSCRITERIA

De geanalyseerde monsters zijn gewaardeerd, zodat duidelijk wordt welke opslagmethodes gunstig zijn voor het behoud van archeologisch ijzer en welke methodes dat niet zijn. In tabel 4 zijn de criteria opgenomen die de basis vormen voor deze waardering. Dat zijn:   

de toename van breuken en barsten in de corrosielaag de groei van akaganeiet de toename van chloridenconcentraties

Hierbij gaat het om een toename, ten opzichte van het referentiemonster, wat geprepareerd is direct na de opgraving. De criteria zijn de factoren die de grootste invloed hebben op de degradatie van het object. Als de corrosielaag niet meer intact is, is de metalen kern niet langer beschermd tegen invloeden van buitenaf zoals een reductie van zuurstof en water. Hierdoor kan meer metaal omgezet worden in corrosieproducten. Schadelijker dan breuken in de corrosielaag, is de vorming van akaganeiet. Als ijzer omgezet wordt in akaganeiet, neemt het meer ruimte in dan voorheen, het zet uit. Hierdoor kunnen objecten kapot barsten. De oorzaak van akaganeietgroei zijn chloridenconcentraties. Zij vormen zich rond plaatsen waar het ijzer aangetast wordt, door de akaganeiet. Dat is de reden waarom ik gekozen heb om de monsters te waarderen met de drie bovenstaande criteria. De waardering kent drie gradaties. Bij weinig tot geen schadelijke effecten van een opslagmethode is de waardering 1, bij lichte schade 2 en bij veel schade is de waardering 3. Op de volgende pagina staan inde figuren 16, 17 en 18 afbeeldingen van monsters die verschillende schadewaarderingen hebben gekregen. De eindwaardering in tabel 4 geeft een gemiddelde aan van de ernst van de schade, waarbij de akaganeietgroei en chloridenconcentraties zwaarder wegen dan de toename van breuken, zoals bijvoorbeeld bij monster O4, die in een open zak opgeslagen werd. Dit monster had nauwelijks breuken, zodat de waardering hiervoor 1 is. De hoeveelheid toegenomen chloridenconcentraties en akaganeietgroei was hoog, waarvoor het monster op beide punten een waardering 3 heeft gekregen. Gemiddeld zou dit uitkomen op een eindwaardering van 2, maar door de ernst van de degradatie heeft het alsnog een eindwaardering 3 gekregen. Om tot bovenstaande criteria te komen, zijn alle resultaten van de natuurwetenschappelijke analysemethoden zijn samengevat in de bijlagen E, F en G. Hierbij zijn de monsters ook getoetst op de volgende criteria:       

Zichtbaarheid van breuken op macro- en microscopisch niveau Zichtbaarheid van breuken op röntgenopnames Zichtbaarheid van akaganeiet op macro- en microscopisch niveau Afschilfering van de corrosiekorst Chlorideophopingen langs de metalen kern Zwavelophopingen Dichtheid van de ijzeratomen

39

Bij de tweede en derde dataset uit Amsterdam en Best, zijn de resultaten ook vergeleken met een referentiemonster. De monsters zijn van hetzelfde object genomen als het referentiemonster. Hierdoor ontstaat de mogelijkheid om de situatie voor de opslag te vergelijken met de situatie erna, aan de hand van bovenstaande criteria. In de volgende paragraaf wordt dieper ingegaan op de resultaten van het onderzoek.

Figuur 16 Backscattered electron image van monster D1.2 met een lage waardering, 1 Geen breuken (1), geen akaganeiet(1), geen chloridenconcentraties(1)

Figuur 17 Backscattered electron image van monster D1.4 met een gemiddelde waardering, 2 Lichte toename breuken(2), ietwat oppervlakkig akaganeiet(2), lichte toename chloridenconcentraties (2)

Figuur 18 Backscattered electron image van monster B 7.1 met een hoge waardering, 3 Sterke toename breuken(3), veel akaganeiet(3), sterke toename chloridenconcentraties (3)

40

7.2

RESULTATEN

Tabel 4 Beoordelingscriteria ijzermonsters

Monsternr.

Toename breuken

Groei akaganeiet

Toename Chloridenconcentraties

Waardering

Kamertemperatuur O1 D 1.4 B 1.1 B 5.2 B 6.1

2 2 3 3 1

1 2 2 1 3

3 2 2 1 2

2 2 2 2 2

1 3 2 3

1 2 3 3

1 3 3 3

1* 3 3 3

1 2 1 2

1 1 2 2

1 1 1 2

1 1 1 2

1 3 3

3 3 2

3 3 1

3 3 2

3 1 1 3

3 3 3 3

3 3 3 2

3 3 3 3

1 1 3

1 3 3

1 3 3

1* 3 3

3 3 2 3

2 2 3 3

1 3 3 3

2 3 3 3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

1

2

2

2

3

3

3

Koelkast O2 D 1.3 B 1.2 B 7.1 Vriezer O3 D 1.2 B 1.3 B 4.1 Open zak O4 B 8.1 B 9.1 Omgevingsgrond O7 B 2.1 B 3.1 B 5.1 Vochtige omgevingsgrond O8 B 2.2 B 3.2 Gedroogd in oven O9 D 1.5 B 6.2 B 7.2 Nat met demi-water O5 Nat met kraanwater O6 Luchtdicht O 10 Speeksel O 11

1 geen of weinig schade 2 lichte schade 3 veel schade * opvallende gegevens nader toegelicht in de tekst

41

In deze paragraaf worden aan de hand van de gegevens uit tabel 4 de waarderingen besproken die aan de monsters zijn gegeven, ingedeeld naar opslagmethode. Vrijwel de meeste archeologische vondsten worden na opgraving op kamertemperatuur opgeslagen in een gesloten zak. De resultaten van de tests zijn wisselend. Uiteindelijk hebben zij allen een gemiddelde waardering gekregen. De criteria hadden echter uiteenlopende waarderingen, van geen tot veel schade. Een lagere waardering is weliswaar gunstiger, maar vergeleken met de meeste overige opslagmethodes, brengt de opslag bij kamertemperatuur het er niet slecht van af. De monsters uit de koelkast zijn sterk aangetast. Er is een zeer hoge toename van chloridenconcentraties, sterke akaganeietgroei en ook de hoeveelheid breuken neemt bij deze opslagmethode toe. Mogelijk komt dit door de condensatie van vocht uit de lucht, wat bij een lagere temperatuur neerslaat op het object en daar samen met de chloride reageert op het ijzer. Één van de monsters is een uitzondering. Dit is monster Oerle 2. Hierbij is chloride aangetroffen, niet geconcentreerd, maar verspreid. Ook is er geen akaganeiet en de corrosie vormt een mooie homogene laag zonder breuken. Hoe dit komt is onduidelijk. Mogelijk was de concentratie chloride in het monster dusdanig laag, dat er geen reactie is opgetreden. Van alle uitgevoerde tests, lijken de monsters uit de vriezer het minst aangetast. Zij vertonen amper breuken, hebben vrijwel geen chloridenconcentraties en nauwelijks akaganeietgroei. Vergeleken met de andere opslagmethoden, zijn de monsters uit de vriezer het best behouden. Slechts één monster heeft een gemiddelde waardering gekregen, de andere drie een lage. Anders dan bij de opslag in de koelkast, kan het neergeslagen vocht uit de lucht niet reageren met de aanwezige chloriden in het monster, omdat zij redelijk snel in een vaste toestand geraken. Nadat de objecten uit de vriezer worden gehaald, moet er wel op gelet worden dat zij snel worden behandeld of goed droog worden opgeslagen, zodat de chloridenreactie niet alsnog plaatsvindt. Het enige punt van bezorgdheid bij opslag in de vriezer, was de eventuele schade die zou kunnen ontstaan door de kristallisatie van water in het object. Dit zou voor scheuren en barsten kunnen zorgen. Hiervoor zijn echter geen aanwijzingen gevonden. Mogelijk komt dit doordat er zeer weinig water aanwezig is in het monster zelf, of doordat de objecten zeer klein zijn en daardoor snel de gewenste temperatuur bereiken. Bij een langzaam proces, ontstaan grotere kristallen dan bij een snelle faseverandering en leveren ook meer schade. De gegevens van de monsters, die op kamertemperatuur zijn bewaard in een open zak, laten zien dat dit wel degelijk invloed heeft. Van de drie tests, zijn er twee zeer sterk achteruit gegaan, met een hoge schade waardering. Een laatste monster is gemiddeld gewaardeerd. De monsters die opgeslagen waren in hun eigen omgevingsgrond, tonen opvallend veel schade. Alle vier monsters hebben de meest negatieve waardering gekregen. Op de afbeeldingen in de bijlage G is de extreme akaganeietgroei duidelijk te zien. Hetzelfde zou gezegd kunnen worden voor de testen met vochtige omgevingsgrond. Hier vallen twee van de drie monsters zeer negatief uit. Een derde monster echter wijst totaal niet op sporen van degradatie. Het ligt voor de hand hierbij aan te nemen dat dit aan het betreffende monster ligt en niet aan de opslagmethode. Waarom het er zo goed uitziet, blijft onduidelijk. Het drogen van een object en het vervolgens bij kamertemperatuur bewaren heeft nadelige gevolgen voor het behoud van het object. Dat blijkt ook uit de gegevens. Drie van de vier monsters hebben een zeer hoge waardering gekregen, wat inhoud dat zij sterk achteruit zijn gegaan. Bij slechts één monster werd nauwelijks akaganeiet geconstateerd. Deze vertoonde echter wel een beginnen clustering van chloriden en de corrosielaag was zeer bros. Derhalve heeft dit monster een gemiddelde waardering gekregen. De zip-lock zakjes die gebruikt zijn bij dit onderzoek, omdat het de standaard is van ieder archeologisch opgravingsbedrijf, zijn niet luchtdicht. In een poging om toch een test uit te voeren in een luchtdichte

42

omgeving, is een monster verpakt in parafilm. Dit product is dampdicht en laat vrijwel geen zuurstof door. Desondanks, komt deze opslagmethode op een gemiddelde waardering uit, met grote scheuren en chloridenconcentraties. Akaganeiet is hierbij niet geconstateerd. Meer onderzoek is nodig om hier een duidelijkere conclusie aan te verbinden, aangezien het niet helder is, waar het verval door komt. Dit kan aan het monster liggen, maar ook aan de externe omstandigheden. Wat opvalt bij bovenstaande gegevens is dat voornamelijk de monsters die in aanraking gekomen zijn met vocht een hoge waardering hebben gekregen en dus opvallend veel schade hebben. Dit geld voor de monsters uit de koelkast, waar water op gecondenseerd is, degenen in de open zak, waarbij het hygroscopische oppervlak vermoedelijk water uit de omgevingslucht aangetrokken heeft en de tests met omgevingsgrond. Laatstgenoemde is altijd ietwat vochtig, of Figuur 19 er nu extra water aan toe wordt gevoegd of niet. Door het Monsters Oerle 5 en Oerle 6, in demi-water en in aanwezige water, lost de chloride op en reageert steeds kraanwater opgeslagen. opnieuw met het ijzer. Het is dan ook niet verwonderlijk, dat de twee proeven, waarbij de monsters werden opgeslagen in kraanwater en in demi-water, zeer negatief zijn uitgevallen. De afbeelding hiervan (figuur 19) spreekt al voor zich, maar ook de analyse met de SEM liet veel breuken, chloridenconcentraties en fantastische akaganeietstructuren zien. Ook de test waarbij speeksel is gebruikt, vormt hier geen uitzondering op. De reden om speeksel op te nemen in het onderzoek is dat het nogal eens gebruikt wordt om iets even ‘schoon te maken’ en te kijken wat het is. Het heeft een duidelijk negatief effect.

43

ALGEMENE CONCLUSIE EN ADVIES IJzer is een ondergewaardeerde vondstcategorie. Er wordt nauwelijks onderzoek gedaan naar de conservering van archeologisch ijzer, waardoor veel informatie verloren gaat. In publicaties staat weliswaar uitgebreid beschreven hoe een ijzerobject geconserveerd en gerestaureerd kan worden door een specialist, maar het traject tussen de opgraving en de behandeling is onderbelicht. De handleidingen met richtlijnen omtrent deze kwestie voor archeologen, zijn verouderd en niet gebaseerd op wetenschappelijk onderzoek. Zij worden echter als standaardwerk in het veld gehanteerd. Om deze kennislacune op te vangen, heb ik met dit onderzoek getracht te bepalen welke opslagmethode het meest geschikt is om archeologische ijzervondsten op te slaan. Hiermee hoop ik dat in de praktijk verbeteringen optreden en meer duidelijkheid ontstaat hoe omgegaan moet worden met ijzervondsten. Voor een betere begripvorming omtrent de corrosieproblematiek van archeologisch ijzer is een literatuurstudie gedaan. Hierbij is gekeken naar corrosietypen, het proces dat daaraan voorafgaat en de omstandigheden waarin dit gebeurd. Daar horen ook de verschillende Nederlandse bodemtypen bij. Er is gekozen om het praktijkonderzoek te beperken tot ijzervondsten uit de Nederlandse zandbodem. Met name water en zuurstof lijken de grootste oorzaken van de reacties te zijn waarbij corrosie zich kan vormen. Al naar gelang de hoeveelheid van deze twee stoffen, ontstaan verschillende corrosietypen. Bij wisselende omstandigheden, transformeren deze typen van de ene naar de andere soort. Hierbij speelt de bodemsoort ook een rol. Een bodem die zuurstof en water goed doorlaat, is bijvoorbeeld zand. Klei en veen daarentegen zijn veel compacter. Objecten die in deze bodems gevonden worden, vertonen dan ook andere corrosiesoorten, onder andere doordat zuurstof hier niet goed door kan dringen en de zuurgraad anders is. Naast zuurstof en water zijn ook micro-organismen en sulfaten de oorzaak van enkele corrosietypen. Uit de literatuur is niet naar voren gekomen dat sommige soorten corrosie destructiever zijn dan andere, op één type na, namelijk Akaganeiet. Deze corrosie wordt gevormd door de aanwezigheid van water, zuurstof en chloride. Het groeit snel en heeft een grote kristalstructuur, waardoor het ijzer en de corrosielagen eromheen kapot worden gedrukt. Dit is dan ook het corrosietype dat voorkomen dient te worden. Met vondsten uit een zandbodem moet daarom zeer voorzichtig worden omgegaan. Indien het object chloride en goethiet bevat, wat een zeer waarschijnlijk corrosieproduct is bij ijzeren objecten in dit bodemtype, ontstaat akaganeiet, zodra er vocht bij komt. Binnen dit onderzoek is enkel gebruik gemaakt van monsters uit een zandbodem. Verder onderzoek moet aantonen of de wijze van opslag hetzelfde is voor vondsten uit alle bodemsoorten, of dat hier verschillen zijn, waar tijdens een opgraving op gelet moet worden. Na het vergaren van deze informatie zijn bovengenoemde handleidingen onder de loep genomen. De meest geadviseerde behandelingsmethoden zijn geanalyseerd en aan de hand daarvan is een selectie gemaakt van een aantal opslagmethoden om met elkaar te vergelijken. Dat is gedaan in het tweede deel van het onderzoek, de praktijkstudie. Hiertoe zijn een dertigtal monsters verzameld op verschillende opgravingen. Zij zijn twee maanden op diverse methoden, in zip-lock zakken opgeslagen. Vervolgens is met behulp van elektronenmicroscopie de degradatie van de monsters, ten opzichte van een referentiemonster vastgesteld. Om de resultaten met elkaar te kunnen vergelijken, hebben zij een waardering gekregen aan de hand van criteria. Dit zijn een toename van breuken in de corrosielagen, een toename van chloridenconcentraties en de groei van akaganeiet. Een overzicht hiervan staat in tabel 4 op pagina 41. Er is gekeken naar temperatuurinvloed, middels testen in de vriezer, de koelkast en op kamertemperatuur. Daarnaast naar de vochtigheid, of er verschil is tussen demi-water en kraanwater, wat het effect is van het vocht uit de omgevingsgrond en wat het verschil is als hier extra vocht aan toe wordt gevoegd. Als tegenhanger zijn een aantal monsters in een oven gedroogd, alvorens zij op kamertemperatuur werden bewaard. Naast deze proeven werden ook monsters luchtdicht verpakt of juist in een open zak. Een laatste test is gedaan met speeksel.

44

Op dit punt moet vermeld worden dat de conclusies die getrokken zijn aan hand van de gegevens verkregen uit deze dataset, met enige voorzichtigheid dienen te worden geïnterpreteerd. Door de beperkte hoeveelheid onderzoeksmateriaal is het mogelijk dat uit verder onderzoek andere conclusies aan eenzelfde onderzoek verbonden kunnen worden. De handleidingen die gebruikt zijn in dit onderzoek, adviseren allen om objecten vochtig op te slaan, al dan niet in dezelfde vochtigheidstoestand te bewaren waarin zij gevonden zijn. Uit de testresultaten is echter gebleken dat vocht zeer destructief is. Daarbij maakt het weinig verschil op welke wijze het monster hiermee in aanraking kwam. Het kan worden toegevoegd, reeds aanwezig zijn in het bodemmateriaal of neerslaan op het object zoals mogelijk is gebeurd bij de monsters in de koelkast en in een open zak. In de koelkast is waarschijnlijk vocht uit de lucht op het object gecondenseerd. Vermoedelijk heeft het monster in de open zak vocht aangetrokken door zijn hygroscopisch oppervlak. Er is een test gedaan met speeksel, waarbij dezelfde problemen optraden als bij de overige vochtig opgeslagen monsters. Een enkele uitzondering daargelaten tonen zij allen chloridenconcentraties langs de metalen kern en de daarbij passende akaganietvorming. Vooral de monsters die in omgevingsgrond, een open zak en in water opgeslagen zijn, laten opvallend veel verval zien. Uit deze testresultaten concludeer ik dan ook dat het ongunstig is archeologisch ijzer vochtig op te slaan. Ook het drogen van de monsters schijnt destructief te werken. Hierbij barst de corrosielaag en schilfert deze af. Daardoor kan het metallisch oppervlak in aanraking komen met vocht en zuurstof. Deze monsters tonen naast breuken, ook chloriden langs de kern en hier groeit akaganeiet. Ook deze opslagmethode lijkt ongeschikt. Een enigszins positieve uitkomst lijken de monsters te hebben die opgeslagen werden op kamertemperatuur in een gesloten zak. Ze hadden weliswaar breuken, chloridenconcentraties en akaganeietvorming, maar minder dan bovengenoemde monsters. Toch is ook hier de schade nog aanzienlijk. De enige opslagwijze, welke achteraf nauwelijks enige vorm van degradatie vertoont, is in een gesloten zak in de vriezer. Door de lage temperatuur wordt de corrosiereactie sterk vertraagd en actieve corrosie beperkt tot een minimum. De condensatieproblemen van de opslag in de koelkast, komen hier niet voor. Het water is al bevroren voordat het neer kan slaan, mits het invriezen snel genoeg gebeurd. Bij de monsters gaat het namelijk om relatief kleine objecten. Als deze groter zijn, kan het gebeuren dat er alsnog condensvorming optreed. Een direct gevolg hiervan zouden uitzettende ijskristallen kunnen zijn, die scheuren veroorzaken met alle gevolgen van dien. Bovendien bevind zich dan water direct aan het beschadigde oppervlak, wat na het ontdooien een chloridenreactie teweeg kan brengen. Hoewel het er voorlopig op lijkt dat invriezen de meest geschikte oplossing is, moet verder onderzoek hier nog uitsluitsel over geven. De laatste probleemgroep vormt dan nog de opslag van ijzeren objecten waar andere materialen, mogelijk biologisch van aard, aan gehecht zijn. Sommige van deze materialen, zoals textilia en leer, moeten in dezelfde omgevingscondities opgeslagen worden als waarin zij zijn gevonden. Als dit een natte context is, is het niet duidelijk wat in dit geval de beste methode zou zijn, om beide materialen goed te bewaren. Hierbij geldt dat dit kwetsbare materiaal zo spoedig mogelijk naar een restaurator moet worden gebracht voor behandeling, het liefst dezelfde dag nog. Aan de hand van de bij het praktijkonderzoek verkregen resultaten, is gebleken dat sommige opties om archeologisch ijzer op te slaan nog niet zijn onderzocht. Bij een vervolgonderzoek is het wenselijk om te testen op vacuümverpakte monsters, liefst op verschillende temperaturen. Daarnaast zou een in het veld goed toepasbare optie zijn om meerdere vondstzakjes samen in een grote luchtdicht afsluitbare kunststof doos te verpakken en eventueel droog te houden met bijvoorbeeld silicagel. Als dit een positief resultaat oplevert, zou het tot de standaarduitrusting bij een opgraving kunnen horen, zonder dat hier veel tijd of kosten aan verloren gaan.

45

LITERATUUR Barkman, L. 1975: Corrosion and conservation of iron. Conservation in Archaeology and the applied arts: 169171, Londen. Bodemacademie, 2009: Kenniscentrum voor duurzaam bodembeheer (http://www.bodemacademie.nl/index.php?i=198 op 27 januari ’09). Carmiggelt A./ P. J. W. M. Schulten, 2002: Veldhandleiding archeologie, Zoetermeer. Clark R.W./ S.M. Blackshaw, 1982: Conservation of iron, South Norwood. Cleeren, N., 2008: Eerste hulp bij opgravingen, Brecht. Cleeren, N., 2008: Schadebeelden herkennen en erger voorkomen, Brecht. Cronyn J.M., 2001 (1990): The elements of archaeological conservation, New York. Dale Lexicografie BV, Van, 2007: van Dale online woordenboek, (http://www.vandale.nl/vandale/ op 05 oktober 2008). Dixon, J.B/ S.B. Weed (ed), 1989 (1978): Minerals in soil environments, Madison. Dowman, E.A., 1970: Conservation in field archaeology, Londen. Gillis, C./ M. B. Nosch, 2007: First aid for excavation of archaeological textiles, Oxford. Hamilton, D.L., 1999: Conservation Research Laboratory, Nautical Archaeology Program (http://nautarch.tamu.edu/crl/ op 20 februari ’10). Huisman, D.J.(ed.), 2009: Degradation of archeological remains, Den Haag. Huisman, D.J., 2007: Eerste hulp bij kwetsbaar vondstmateriaal, Gouda. Joosten, I., 2004: Technology of early historical iron production in the Netherlands, Amsterdam. Kars, H./ A. Smit (eds.), 2003: Handleiding fysiek behoud archeologisch erfgoed, Amsterdam. Kuhn, C./ G. Eggert, 2010: Freezing corrosion, a viable storage option. Archaeological iron conservation colloquium 2010, Stuttgart. Kuipers, S.F., 1991: Bodemkunde, Culemborg. Kunow, J., 2006: Prospektions- und Grabungsrichtlinien für Drittfinanzierte archäologische Maßnahmen, Bonn. Mattson, E., 1996 (1989): Basic corrosion technology for scientist and engineers, Bournemouth. Meulen, M.J. van der (et.al.) 2003 (2002): Grondstoffen en delfstoffen bij naam, Utrecht. Mignon, M. R., 1993: Dictionary of concepts in archaeology, Londen. Mineralogical Society of America, 2010: Handbook of mineralogy, (http://www.handbookofmineralogy.org/search.html?p=all op 26 februari ‘10). Pourbaix, M. 1966: Atlas of electrochemical equilibrium, Brussel.

46

Reekum, J.E., 1993: Passieve conservering van metalen bodemvondsten, Amersfoort. Rijksdienst voor Oudheidkundig Bodemonderzoek, 1998: Handboek van Rob-specificaties, Amersfoort. Scharff, W., 2000: Protection of metal archaeological finds from damages induced by pollution. Metall ’98. Sease, C., 1994 (1972): A Conservation Manual for the Field Archaeologist, Los Angeles. Selwyn, L., 2004: Metals and corrosion, a handbook for the conservation professional, Ottawa. Selwyn, L., 2004: Overview of archaeological iron: the corrosion problem, keyfactors affecting treatment, and gaps in current knowledge. Metal ’04: 294-306, Camberra. Stambolov, T., 1985: The corrosion and conservation of metallic antiquities and works of arts, Amsterdam. Society for Historical Archaeology, The, 2006: Handling freshly excavated artifacts on site, (http://www.sha.org/research_resources/conservation_faqs/handle.cfm op 26 februari ‘10). Turgoose, S., 1982: Post-excavation changes in iron antiquities. Studies in conservation 27: 97-101. Turgoose, S., 1985: The Corrosion of Archaeological Iron During Burial and Treatment. Studies in Conservation 30: 13-18. Tylecote, R.F./ J.W.B. Black, 1980: The effect of hydrogen reduction on the properties of ferrous materials. Studies in conservation 25: 87-96. Verband der Landesarchäologen in der Bundesrepublik Deutschland, 2006, (1999): Ausgrabungen und Prospektion, Durchführung und Dokumentation, Bonn. Verschuren P./ H. Doorewaard, 2003, (1995): Het ontwerpen van een onderzoek, Utrecht. Verspay, J.P.W., 2003: Syllabus metaaldetectie, Amsterdam. Warringa, A./ G. van Haaff, 1994, (1988): Opgraven, Technieken voor archeologisch veldwerk, Utrecht. Watkinson, D., 1983: Degree of Mineralization: Its Significance for the Stability and Treatment of Excavated Ironwork. Studies in Conservation 28: 85-90. Watkinson, D. & Neal, V. 2001 (1972): First Aid for Finds. London: Rescue/UKIC Archaeology Section.

ADVIES Dhr. T.P.C. Beentjes Mw. Dr. H. van Londen Dhr. H. J. M. Meijers Mw. Dr. I. Joosten Dhr. V. Boissonnas Dhr. H. van der Weijde

47

AFBEELDINGEN Figuur 1 door Kati Mol Figuur 2 http://www.sha.org/research_resources/conservation_faqs/handle.cfm op 26 feb. ‘10 Figuur 3 http://www.qaronline.org/ op 24 mei ‘10 Figuur 4 door Kati Mol Figuur 5 door Kati Mol Figuur 6 door Kati Mol Figuur 7 www.weer.nl/typo3temp/pics/bfd61737d6.jpg op 24 mei ‘10 Figuur 8 door Kati Mol Figuur 9 door Kati Mol Figuur 10 door Kati Mol Figuur 11 door Kati Mol Figuur 12 door Kati Mol Figuur 13 door Luc Megens Figuur 14 door Ineke Joosten Figuur 15 door Kati Mol Figuur 16 door Ineke Joosten Figuur 17 door Ineke Joosten Figuur 18 door Ineke Joosten Figuur 19 door Kati Mol Figuur 20 http://www.answers.com/topic/pourbaix-diagram op 24 mei ‘10

48

BIJLAGEN

49

BIJLAGE A

VERKLARENDE WOORDENLIJST

FAFF

First Aid for Finds

KNA

Kwaliteitsnorm Nederlandse Archeologie

Limitos de grens van het oorspronkelijk oppervlak RCE

Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed

RH

Relatieve luchtvochtigheid (Relative Humidity)

ROB

Rijksdienst voor Oudheidkundig Bodemonderzoek

SEM

Scanning Electron Microscopy

SIKB

Stichting Infrastructuur Kwaliteitsborging Bodembeheer

XRD

X-Ray Diffraction

50

BIJLAGE B

REACTIEVERGELIJKINGEN CORROSIETYPEN

IJzer, in zijn metallische vorm, is niet stabiel. Om electroneutraal te worden en zo de laagste energietoestand te bereiken, gaat het een verbinding aan met stoffen uit zijn omgeving. De reacties die voorkomen in de verschillende milieus, staan hier opgenoemd, gesorteerd per type verbinding.

IJZEROXIDE (FEO) Er zijn vele verschillende soorten ijzeroxide, hydroxide, oxihydroxide, etc. Omdat deze bijlage bedoeld is als aanvulling op de uitleg van de mogelijk aanwezige corrosietypen en dit geen opsomming van alle ijzervormen is, is er een selectie gemaakt van de meest relevante soorten. Dit zijn:      

Goethiet, FeO(OH) Lepidocrosiet, FeO(OH) Hematiet, α-Fe2O3 Maghemiet, ϒ-Fe2O3 Magnetiet, Fe3O4 Wustiet, FeO

In een zuurstofrijk milieu gebeuren de volgende kathodische reacties:

→ 4(OH)+ O2 + 2H + 4e → 2(OH) O2 + 2H2O + 4e

(5) (6)

In een zuurstofarm milieu gebeuren de volgende kathodische reacties:

→ H2 2H2O + 2e → 2(OH) + H2 +

2H + 2e

(7) (8) -

Weliswaar op verschillende wijze, maar er vormt zich hoe dan ook hydroxide (OH) . Als ijzer hier mee in aanraking komt, ontstaat ijzerhydroxide: 3+

-

Fe + 2(OH)

→ Fe(OH)2

→ Fe(OH)3 Fe + OH → FeO(OH) + H2O

(9)

3+

-

(10)

3+

-

(11)

Fe + OH

IJzerhydroxide is niet het eindproduct. Het is niet stabiel en afhankelijk van de mate waarin zuurstof voorkomt in de bodem, veranderd het in magnetiet, maghemiet of hematiet. In een zuurstofrijke bodem ontstaat maghemiet of hematiet: 4Fe(OH)2 + O2 → 2H2O + 2Fe2O3.H2O

(12)

In een zuurstofarme bodem ontstaat magnetiet door: 6Fe(OH)2 + O2 → 4H2O + Fe3O4.H2O

(13)

51

Zodra het milieu zodanig sterk gereduceerd is dat er geen ijzer (III) oxide meer voorkomt, ontstaat wustiet, 3+ 2+ doordat de Fe ionen in het magnetiet worden omgezet in Fe ionen: Fe3O4 + C → 3FeO + CO

(14)

IJzerhydroxides zijn ijzeratomen waar naast zuurstof ook waterstof aan gebonden is. Dit zijn bijvoorbeeld goethiet en lepidocrosiet. Zij vormen zich doordat water en zuurstof bij het ijzer kunnen komen en hier een verbinding mee aangaan. Tijdens dit proces worden ijzer (II) ionen omgevormd tot ijzer (III) ionen: 4Fe + O2 + 6H2O → 4FeO(OH) + 8H 2+

(15)

IJzer (II) oxide is niet stabiel en de ijzer (II) ionen hiervan reageren dan ook makkelijk met de ijzerhydroxides. Zij kunnen dan magnetiet vormen: Fe(OH)2 + 2FeO(OH) → Fe3O4 +2H

(16)

Zodra in de bodem een tekort aan zuurstof heerst, bijvoorbeeld door zuurstofreducerende micro-organismen, worden de zuurstofatomen aan de ijzerhydroxides onttrokken. Goethiet reoxideert dan naar een corrosieproduct zoals sideriet, vivianiet of een ijzersulfide, afhankelijk van de aanwezigheid van zwavel. Omgekeerd kunnen laatstgenoemde corrosievormen weer oxideren naar oxides of hydroxides. Hier een voorbeeld waarbij sideriet in goethiet verandert: -

Fe3(PO4)2 . 8H2O + 3HCO3

→ 3FeCO3 + 2HPO42- + 8H

(17)

Al deze mogelijkheden zijn afhankelijk van de juiste omstandigheden. Als het elektronpotentiaalverschil, Eh, toeneemt, wordt de hoeveelheid zuurstofatomen ook meer. Afhankelijk van de zuurgraad, bereikt de concentratie zuurstof een punt waarbij er een oxidatieproces plaats kan vinden. Dit is duidelijk gemaakt in de pourbaix-diagrammen (figuur 20). Hierin zijn per metaal en legering de pH en de Eh tegen elkaar uitgezet en vormen hiermee een overzicht van de voorwaarden voor de verschillende fasen en samenstellingen van een metaal.

Figuur 20 Pourbaix diagram van ijzer

52

IJZERSULFIDE (FES) In een anaerobe omgeving waar zwavel aanwezig is, gaat ijzer een verbinding aan met het zwavel in de bodem. Verschillende vormen van deze verbinding zijn:    

Pyriet, FeS2 Markasiet, FeS2 Makinawiet, Fe9S8 Greigiet, Fe3S4

Markasiet is niet stabiel en veranderd in pyriet na verloop van tijd. Chemisch gezien zijn zij hetzelfde, alleen de structuur verschilt van elkaar. Door micro-organismen in de bodem, ontstaat een zuur anaeroob milieu. Deze organismen zorgen voor de volgende reductie, waarbij ijzeroxide samen met een zwavelverbinding reageert en zo markasiet of pyriet vormt: 2Fe2O3 + 8SO4 + 16CH2O + O2 → 4 FeS2 + 6HCO3 + 8H2O 2-

-

(18)

Ook zonder micro-organismen kunnen markasiet en pyriet ontstaan. In dit geval reageert het zwavelwaterstof (H2S) met ijzerhydroxide: 4FeO(OH) + O2 + 8H2S → 4 FeS2 + 10 H2O

(19)

Indien er geen zuurstof aanwezig is, wordt enkel de helft van het zwavel gebruikt voor het pyriet. De rest vormt makinawiet: 2FeO(OH) + 3H2S → FeS + FeS2 + 4H2O

(20)

Als pyriet in contact komt met een kalkhoudende bodem, kan er als bijproduct gips ontstaan, doordat hierbij zwavelzuur vrijkomt. Het zwavelzuur reageert met de kalk en vormt zo het gips:

→ FeS + H FeS + H2O → H2SO4 + Fe H2SO4 + Ca → CaSO4 + H Fe + HS

(21) (22) (23)

VIVIANIET EN SIDERIET Bij de afwezigheid van zwavel in een anaerobe bodem, gebeurt er eveneens een micro-organische reactie. Al naar gelang de omstandigheden, vormt zich dan vivianiet (Fe3 (PO4)2) of sideriet (FeCO3). Deze twee mineralen kunnen in elkaar transformeren: -

Fe3(PO4)2 . 8H2O + 3HCO3

↔ 3FeCO3 + 2HPO42- + 8H

(24)

53

AKAGANEIET Een andere vorm van corrosie heet akaganeiet. Het heeft dezelfde chemische formule als lepidocrosiet en goethiet, namelijk β-FeO(OH). De wijze waarop de atomen gerangschikt zijn, de vorm van de unit-cell, verschilt echter. Akaganeiet heeft een minder dichte pakking dan de andere twee ijzerhydroxides. Dat is ook de reden waarom dit corrosietype veel schade aanricht aan het object. Door de volumevermeerdering, barst het gehele object zodra deze corrosie begint te groeien. Als chlorideionen een instabiele verbinding aangaan met ijzer, reageert dit door tot akaganeiet. Bij deze laatste reactie komt het chloride weer vrij. Als hier dan weer water bij komt, begint het weer opnieuw: -

2+

-

2Fe + 4HCl + O2 → 2Fe + 4Cl + 2H2O → 2FeCl2 + 2H2O 2+ + 4Fe + 8Cl + 6H2O + O2 → 4FeO(OH) + 8H + 8Cl

(25) (26)

Dit laat zien waarom ijzer ontzout moet worden. Het proces komt op gang zodra een object wordt opgegraven. Vanaf dat moment kan zowel zuurstof als water in het object diffunderen en het chloride activeren. Zolang het object vochtig blijft, of er zuurstof bij kan komen, blijft deze reactie zich herhalen. Als het object niet water en zuurstofvrij bewaard kan worden, wat zeer waarschijnlijk is, moet het chloride worden verwijderd. Dit wordt ontzouten genoemd. Enkel spoelen is niet voldoende. De chloridenionen reageren met het metallisch ijzer. Dat houdt in dat zij naar de kern toe diffunderen en hier dus ook gevonden kunnen worden. Tijdens de diffusie komen de chloridenionen in de open holten en tunnels van de corrosielagen terecht. Om ze te verwijderen, zal een conservator de objecten moeten behandelen.

54

BIJLAGE C

AANGESCHREVEN GEMEENTEARCHEOLOGEN

LEDENLIJST VAN HET CGA Regio ACHTERHOEK Afd. Beleid Dhr. drs. M.H.J.M. Kocken Postbus 53 7000 AB Doetinchem 0314 - 32 13 87 e-mail: [email protected] Gemeenten: Aalten, Berkelland, Bronckhorst, Doetinchem, Montferland, Oost Gelre, Oude IJsselstreek, Winterswijk ALKMAAR Sector Stadsontwikkeling Afd. Monumentenzorg en Archeologie Dhr. dr. P. Bitter Postbus 53 1800 BC Alkmaar 072 - 548 88 17 e-mail: [email protected] ALMERE Dienst Maatschappelijke Ontwikkeling Team VTST Bureau Archeologie Dhr. drs. W.J.H. Hogestijn Postbus 200 1300 AE Almere 036 - 539 99 11 e-mail: [email protected] AMERSFOORT Sector SOB Sectie Archeologie Mw. drs. F.M.E. Snieder Langegracht 11 3811 BT Amersfoort 033 - 463 77 97 e-mail: [email protected]

55

AMSTERDAM Bureau Monumenten en Archeologie Afd. Archeologie Dhr. dr. J. Gawronski Postbus 10718 1001 ES Amsterdam 020 - 251 49 07 e-mail: [email protected] APELDOORN Dienst Ruimtelijke Ordening (RO) Afd. Stedebouw en Cultuurhistorie Dhr. drs. M. Wispelwey Postbus 9033 7300 ES Apeldoorn 055 - 580 21 15 e-mail: [email protected] ARNHEM Dienst Stadsbeheer Afd. Erfgoed Dhr. drs. M. Defilet Postbus 9200 6800 HA Arnhem 026 - 377 30 42 e-mail: [email protected] BERGEN OP ZOOM Sector ROB Archeologie en Mon. Afd. Bouwen en Wonen Dhr. drs. M.J.A. Vermunt Sectie Welstand, Archeologie en Mon. Postbus 35 4600 AA Bergen op Zoom 0164 - 27 75 25 e-mail: [email protected] BREDA Coördinator Cultureel Erfgoed Vakdirectie Cultuur Dienst RMCE Dhr. drs. J.P.C.A. Hendriks Postbus 3920 4800 DX Breda 076 - 529 90 47 e-mail: [email protected]

56

Regiobureau BREDA Mw. drs. M. Parlevliet Postbus 3400 4800 DK Breda 076 - 529 41 83 e-mail: [email protected] Gemeenten: Aalburg, Aphen-Chaam, Baarle-Nassau, Drimmelen, Etten-Leur, Moerdijk, Werkendam, Woudrichem, Zundert DELFT Erfgoed Delft en omstreken Archeologie Dhr. drs. P. Deunhouwer Postbus 78 2600 AB Delft 015 - 269 84 30 e-mail: [email protected] DEN HAAG Dienst Stadsbeheer Afd. Archeologie Mw. drs. C.B. Bakker Postbus 12651 2500 DP Den Haag 070 - 353 66 40 e-mail: [email protected] DEVENTER Adviseur Archeologie RS/SI/RE Dhr. drs. B. Vermeulen Postbus 5000 7400 GC Deventer 0570-69 42 47 e-mail: [email protected] DORDRECHT Sector Stadsontwikkeling Afdeling Inrichting Stadsdelen Bureau Monumentenzorg en Archeologie Mw. drs. J. Hoevenberg Postbus 8 3300 AA Dordrecht 078 - 639 62 14 e-mail: [email protected]

57

EDE Sector ROB Afd. Ruimtelijke Ontwikkeling Mw. drs. C. Peen Postbus 9024 6710 HM Ede 0318 - 68 01 80 e-mail: [email protected] EINDHOVEN Archeologisch Centrum Eindhoven Dhr. drs. N. Arts Postbus 2358 5600 CJ Eindhoven 040 - 238 65 84 e-mail: [email protected] Regio EINDHOVEN SRE Milieudienst Mw. drs. R. Berkvens Postbus 435 5600 AK Eindhoven 040 - 259 47 80 e-mail: [email protected] Gemeenten: Asten, Bergeijk, Best, Bladel, Cranendonck, Deurne, Eersel, Eindhoven, Geldrop-Mierlo, GemertBakel, Heeze-Leende, Helmond, Laarbeek, Nuenen, Gerwen en Nederwetten, Oirschot, Reusel-De Mierden, Someren, Son en Breugel, Valkenswaard, Veldhoven, Waalre GOUDA Afdeling Gebiedsontwikkeling Dhr. drs. M. Groenendijk Antwerpseweg 5 Postbus 1086 2800 BB Gouda 0182 - 58 83 92 e-mail: [email protected] GRONINGEN Vakdir. Stadsbeheer Dienst RO en EZ Afd. Bouw- woningtoezicht en Mon. Dhr. drs. G.L.G.A. Kortekaas Postbus 7081 9701 JB Groningen 050 - 367 82 30 e-mail: [email protected]

58

HAARLEM Bureau Archeologie Dhr. drs. M. Poldermans Nieuwe Gracht 3 2011 NB Haarlem 023 - 531 31 35 e-mail: [email protected] HATTEM Ruimtelijke Ordening en Monumentenzorg contactpersoon: Menno ter Braak Markt 1 8051 EZ Hattem 038 - 443 16 16 e-mail: [email protected] HOORN Archeologie Hoorn Bureau Erfgoed, VVH Dhr. drs. M.H. Bartels Postbus 603 1620 AR Hoorn 0229 - 25 25 87 e-mail: [email protected] HOUTEN Afd. Ruimtelijk Beleid Mw. drs. D. Schmutzhart Postbus 30 3990 DA Houten 030 - 639 28 37 e-mail: [email protected] KAMPEN Sector Stadsontwikkeling Afd. B & W Dhr. drs. A. Jager Postbus 5009 8260 GA Kampen 038 - 339 28 41 e-mail: [email protected] KATWIJK Afd. Ruimtelijke Ordening Dhr. dr. B. Voormolen Postbus 589 2224 AN Katwijk 071 - 406 51 70 e-mail: [email protected]

59

LEEUWARDEN Dienst Stadsontwikkeling Sector Bouwen Wonen en Milieu Team Advies en Ontwikkeling Mw. drs. M.C. Kenemans Postbus 21000 8900 JA Leeuwarden 058 - 750 55 41 e-mail: [email protected] LEIDEN Afdeling Monumenten en Archeologie Mw. drs. C. Brandenburgh Postbus 9100 2300 PC Leiden 071 - 516 79 59 e-mail: [email protected] MAASTRICHT Dienst SOG Taakgroep Cultureel Erfgoed Dhr. drs. G. Soeters Postbus 1992 6201 BZ Maastricht 043 - 350 45 68 e-mail: [email protected] NIJMEGEN Afdeling Stadsontwikkeling Mw. drs. M. Smit Postbus 9105 6500 HG Nijmegen 024 - 329 97 29 e-mail: [email protected] OOSTERHOUT Afd. Bouwen, wonen en ondernemen, cluster stedenbouw, ruimtelijke ordening en monumentenzorg Dhr. drs. N. Dijk Postbus 10150 4900 GB Oosterhout 0162 - 48 99 13 e-mail: [email protected]

60

OSS SRO Dhr. drs. R. Jansen Postbus 5 5340 BA Oss 0412 - 62 97 92 e-mail: [email protected] ROTTERDAM Bureau Oudheidkundig Onderzoek Rotterdam Dhr. drs. M.C. van Trierum Ceintuurbaan 213b 3051 KC Rotterdam 010 - 477 70 53 e-mail: [email protected] RIJSWIJK Dienst Grondgebiedzaken Afd. Vergunningen en Handhaving Bureau Monumentenzorg & Archeologie Dhr. drs. J.M. Koot Postbus 5305 2280 HH Rijswijk 070 - 326 15 54 e-mail: [email protected] TILBURG Dienst Beleidsontwikkeling Afd. Ruimte en Economie Team ABC Dhr. drs. G. van den Eynde Postbus 717 5000 AS 013 - 542 90 33 e-mail: [email protected] s' HERTOGENBOSCH Stadskantoor Sector Stadsontwikkeling Afd. BAM Dhr. drs. R.J.M. van Genabeek Bethaniëstraat 4 5211 LJ s' Hertogenbosch 073 - 615 57 41 e-mail: [email protected]

61

SITTARD-GELEEN Sector MO Afd. CSP Mw. drs. M.E.N. Aarts Postbus 18 6130 AA Sittard 046 - 477 77 77 e-mail: [email protected] UTRECHT Dienst Stadsontwikkeling, Stedenbouw en Monumenten Sectie Cultuurhistorie Dhr. drs. E. Kylstra Zwaansteeg 11 3511 VG Utrecht 030 - 286 39 90 e-mail: [email protected] VELSEN Ruimte Ontwikkeling en Economische Zaken Dhr. W.J. Bosman Postbus 465 1970 AL Velsen 0255 - 56 72 00 e-mail: [email protected] VENLO Afdeling Grondzaken en Projecten Dhr. drs. M.T.R.M. Dolmans Postbus 3434 5902 RK Venlo 077 - 359 69 88 e-mail: [email protected] VLAARDINGEN VLAK Dhr. drs. T. de Ridder Postbus 1006 3130 EG Vlaardingen 010 - 248 46 68 e-mail: [email protected]

62

WALCHEREN Walcherse Archeologische Dienst, Zeeuws Archief Dhr. drs. B. Meijlink Postbus 70 4330 AB Middelburg 0118 - 67 88 03 e-mail: [email protected] Gemeenten: Middelburg, Veere en Vlissingen WOERDEN Archeologie Mw. drs. H. van den Ende Blekerijlaan 14 3447 GR Woerden 0348 - 42 85 75 e-mail: [email protected] ZAANSTAD Dienst Wijken Afd. Wonen, monumenten en bestemmingsplannen Dhr. drs. P. Kleij Postbus 2000 1500 GA Zaandam 075 - 655 31 42 e-mail: [email protected] Zeeland Stichting Cultureel Erfgoed Zeeland Adviseur gemeentelijke archeologie Mw. drs. N.J.G. van Jole Postbus 49 4330 AA Middelburg 0118 - 67 06 11 e-mail: [email protected] Gemeenten: Borsele, Goes, Hulst, Kapelle, Noord-Beveland, Reimerswaal, Sluis, Terneuzen, Tholen ZUTPHEN SR/BMA, Sectie Archeologie Dhr. drs. M. Groothedde Postbus 41 7200 AA Zutphen 0575 - 58 77 60 e-mail: [email protected] ZWOLLE Archeologie Dhr. dr. H. Clevis Veemarkt 38 8011 AJ Zwolle 038 - 421 22 99 e-mail: [email protected]

63

BIJLAGE D

AANGESCHREVEN ARCHEOLOGISCHE OPGRAVINGSBEDRIJVEN

ADC Nijverheidsweg Noord 114 3812 PN Amersfoort Postbus 1513 3800 BM Amersfoort telefoon: 033 299 81 81 fax: 033 299 81 80 [email protected] Archeoplan Oude Delft 224 2611 HJ Delft tel: 015 2145295 fax: 015 2138582 [email protected] Archeowest drs. Michiel Kruijthof. Zuidweg 75 2671 MP Naaldwijk Postbus 16 2670 AA Naaldwijk Telefoon: 0174 643 129 Mobiel: 06 22 65 25 38 [email protected] Archol Leiden Reuvensplaats 4 gebouw 1176c, kamers 1b, 2b en 4 Postadres Postbus 9515 2300 RA Leiden t (071) 5273313 f (071) 5272429 [email protected] BAAC Locatie Deventer Bergsingel 81-85 7411 CN Deventer Tel. 0570-670055 Fax 0570-618430 [email protected] Postadres Postbus 2015 7420 AA Deventer

64

BIAX Consult Hogendijk 134 1506 AL Zaandam Telefoon: 075 616 10 10 Fax: 075 614 99 80 [email protected] Bilan Prof. Goossenslaan 1-01, ruimte A116 Tilburg Postadres Postbus 90903 5000 GD Tilburg Telefoon: 0877 876322 Fax: 013 5360051 E-mail: [email protected] Bureau voor Eco-Archeologie Werkendelslaan 114, 1851 VE Heiloo, tel. 06-51830005 [email protected] ex-situ drs. R.D. Hoegen (senior KNA-archeoloog) Woudenbergseweg 32a 3701 BC Zeist tel: 06-30407756 [email protected] Geol-logical S.J. Kluiving PhD Molslaan 121 2611 RK Delft Postbus 1039 2600 BA Delft 015 2624490 Hollandia Archeologen Zaandijk 075-6224957 [email protected] Jacobs & Burnier Veemarkt 186 1019 DG Amsterdam 020 - 463 73 00 [email protected]

65

LCM Universiteit Groningen Broerstraat 9 9712 CP Groningen Poststraat 6 9712 ER Groningen 050 - 363 60 45 Dr. A.J. Nijboer 050 - 363 60 48 / 6740 Drs. G. van Oortmerssen [email protected] [email protected] Luitzen Nijdam Hoofdstraat 55a 8401 BW Gorredijk tel: 0513-850273 tel: 06-28559693 [email protected] MUG Ingenieursbureau Zernikelaan 8 9351 VA Leek Postbus 136 9350 AC Leek [email protected] RAAP Leeuwenveldseweg 5b 1382 LV Weesp Postbus 5069, 1380 GB Weesp telefoon: 0294 - 491500 fax: 0294 - 491519 [email protected] De Steekproef bv Hogeweg 3 9801 TG Zuidhorn Telefoon 050 - 577 97 84 Fax 050 - 577 97 86 E-mail [email protected] Synthegra Regio West Dr. C.J.K. van Aalstweg 8K 1625 NV Hoorn [email protected]

66

BIJLAGE E

TESTRESULTATEN OERLE

TEST OERLE 1 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4033 / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Droog in zak op kamertemperatuur Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: geen. Zichtbare akaganeiet: minimaal op de buitenste corrosielaag, waar de korst in aanraking is geweest met zuurstof.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: nauwelijks, lichte scheuren in binnenste corrosielaag. Zichtbare akaganeiet: geen. Chlorideophopingen: kleine hoeveelheid nabij de kern, weinig chloor aanwezig in monster. Zwavelophopingen: geen zwavel aanwezig. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf kern aflopend, tweede laag hoger.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor

na

67

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

68

Elementdistributie afbeeldingen:

69

Image Name: spijker 1(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

70

71

Image Name: spijker 1(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 300

72

TEST OERLE 2 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4034 / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Droog in zak in de koelkast Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: geen. Zichtbare akaganeiet: geen.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 2 Aanwezigheid van breuken: geen. Zichtbare akaganeiet: geen. Chlorideophopingen: geen chloor in monster aanwezig. Zwavelophopingen: nauwelijks, naar de kern toe ietwat verhoogde dichtheid. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor

na

73

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

74

Elementdistributie afbeeldingen:

75

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

76

Image Name: spijker 2(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

77

78

TEST OERLE 3 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4035 / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Droog in zak in de vriezer Voor de opslag:   

Aanwezigheid van breuken: enkele fijne scheuren. Zichtbare akaganeiet: geen. Aanwezige corrosietypen: Maghemiet, magnetiet en sideriet.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: laag 2 lijkt zeer poreus te zijn en vertoont fijne scheuren. Zichtbare akaganeiet: geen. Chlorideophopingen: geen. Zwavelophopingen: geen zwavel aanwezig in monster. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor na

79

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

80

Elementdistributie afbeeldingen:

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

81

XRD resultaten voor behandeling:

nagel (VN 4035) corrosielaag dwarsdoorsnede 1100

1000

900

800

d=2.02331

700

600

500

400

d=1.71694

d=2.09430

d=2.45294

d=2.52678

d=2.95701

100

d=2.79514

200

d=3.03819

d=3.32358

300

0 27

30

40

50

2-Theta - Scale DannySchuurpapier - File: nagel6.raw - Type: 2Th alone - Start: 26.300 ° - End: 53.700 ° - Step: 0.100 ° Operations: Import

00-001-1059 (N) - Molysite, syn - Fe+3Cl3 - Y: 12.50 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal (Rh) - a 5.

DannySchuurpapier - File: nagel6.raw - Type: 2Th alone - Start: 26.300 ° - End: 53.700 ° - Step: 0.100 ° Operations: Background 0.813,0.100 | Import 00-006-0696 (*) - Iron, syn - Fe - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 2.86640 - b 2.86640 00-019-0629 (*) - Magnetite, syn - Fe+2Fe2+3O4 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 8.39 00-039-1346 (*) - Maghemite-C, syn - Fe2O3 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 8.35150 00-029-0696 (*) - Siderite - FeCO3 - Y: 12.50 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal (Rh) - a 4.69350 -

82

83

TEST OERLE 4 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4112 (I) / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Droog in open zak Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: scheuren in de kern, waar de binnenste corrosielaag in doorgedrongen is. Zichtbare akaganeiet: minimaal op de buitenste corrosielaag, waar de korst in aanraking is geweest met zuurstof.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 2 Aanwezigheid van breuken: niet meer dan voor de opslag. Zichtbare akaganeiet: duidelijk aanwezig. Chlorideophopingen: duidelijke druppelvorming te zien met hoge concentratie zwavel en chloor. Zwavelophopingen: aanwezig op druppels. Dichtheid van ijzeratomen: -

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor na

84

Microscopische foto voor behandeling:

Elementdistributie afbeeldingen:

Image Name: spijker 4(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

85

Image Name: spijker 4(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 75

86

TEST OERLE 5 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4113 / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Nat met demi-water Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: geen. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: binnenste corrosielaag vertoont grote barsten. Zichtbare akaganeiet: duidelijk aanwezig op kern. Chlorideophopingen: duidelijk aanwezig op de kern. Zwavelophopingen: lichte ophoping langs de kern. Dichtheid van ijzeratomen: gelijkmatig verdeeld in corrosielagen.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor

na

87

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

88

Elementdistributie afbeeldingen:

89

Data Type: Counts Mag: 85 Acc. Voltage: 20.0 kV

90

Image Name: spijker 5(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 85

91

TEST OERLE 6 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4036 / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Nat met kraanwater Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: een duidelijke scheur loopt dwars door het object. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: binnenste corrosielaag vertoont kleine scheurtjes, grote scheur lijkt niet door hele object te hebben gelopen en is weggeslepen tijdens de preparatie van het monster. Zichtbare akaganeiet: kleine groei naast metalen kern. Chlorideophopingen: op binnenste corrosielaag. Zwavelophopingen: op binnenste corrosielaag en bij het akaganeiet. Dichtheid van ijzeratomen: -

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor na

92

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

93

Elementdistributie afbeeldingen:

Image Name: spijker 6(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 85

94

Image Name: spijker 6(3)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 230

95

Image Name: spijker 6(4)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

96

97

Image Name: spijker 6(5)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 180

98

99

Image Name: spijker 6(6)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

100

TEST OERLE 7 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4112 (II) / 21 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: in zak met losse omgevingsgrond Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: in de buitenste corrosielaag. Zichtbare akaganeiet: aanwezig.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: in alle corrosielagen. Zichtbare akaganeiet: op de kern. Chlorideophopingen: aanwezig op de kern. Zwavelophopingen: niet aanwezig. Dichtheid van ijzeratomen: -

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor

na

101

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

102

Elementdistributie afbeeldingen:

Image Name: spijker 7(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 85

103

TEST OERLE 8 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4124 / 23 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: in zak met vochtige omgevingsgrond Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: diepe scheur vanaf buitenste corrosielaag, door binnenste laag heen. Geen kern meer aanwezig. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: diepe inhammen. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig. Chlorideophopingen: geen . Zwavelophopingen: geen. Dichtheid van ijzeratomen: -

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

na

voor

104

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

105

Elementdistributie afbeeldingen:

Image Name: spijker 8(4)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 400

106

Image Name: spijker 8(6)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 95

107

108

TEST OERLE 9 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4126 / 23 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: afgeborsteld en gespoeld in het veld Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: aanwezig rond de kern en in de binnenste corrosielaag. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: door het gehele object heen. Zichtbare akaganeiet: nauwelijks. Chlorideophopingen: geen ophopingen, wel verspreid aanwezig. Zwavelophopingen: geen ophopingen, wel verspreid aanwezig. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor na

109

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

110

Elementdistributie afbeeldingen:

111

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

112

Image Name: spijker 9(3)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 400

113

114

TEST OERLE 10 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4123 / 23 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Luchtdicht in parafilm Voor de opslag:  

Aanwezigheid van breuken: oude scheur dwars door object heen, lijkt oud want is op sommige plaatsen dichtgegroeid met corrosie. Geen metalen kern meer aanwezig. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig.

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: binnenste corrosielaag lijkt poreus, middelste laag vertoont breuklijnen. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig. Chlorideophopingen: geen ophopingen, wel verspreid aanwezig. Zwavelophopingen: geen ophopingen, wel verspreid aanwezig. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend, maar niet zo duidelijk als bij eerdere monsters.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor na

115

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

116

Elementdistributie afbeeldingen:

117

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

118

TEST OERLE 11 Herkomst: gemeente Oerle Vondstnummer/ Put: 4122 / 23 Bodemtype: zandbodem Datering: Romeins Opslagmethode: Schoongemaakt met speeksel, vervolgens in zak bewaard Voor de opslag:   

Aanwezigheid van breuken: geen breuken, wel holtes tussen de binnenste en middelste corrosielaag. Zichtbare akaganeiet: niet aanwezig. Aanwezige corrosietypen: Maghemiet, magnetite, sideriet en wustiet

Na de opslag:      

Aantal corrosielagen: 3 Aanwezigheid van breuken: dichtgegroeide scheuren in de middelste corrosielaag. Zichtbare akaganeiet: bedekt de metalen kern vrijwel geheel. Chlorideophopingen: op de metalen kern. Zwavelophopingen: geen ophopingen, wel verspreid aanwezig. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend, maar niet zo duidelijk als bij eerdere monsters.

Röntgenfoto’s voor en na behandeling:

voor na

119

Microscopische foto voor behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

120

Elementdistributie afbeeldingen:

121

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

122

Image Name: spijker 11(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

123

XRD resultaten voor behandeling:

nagel (VN 4122) corrosielaag dwarsdoorsnede 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100

d=1.73198

90

20

d=1.71288

d=1.81365

d=1.97514

30

d=2.02737

40

d=2.13999

50

d=2.17680

60

d=2.44698

d=2.79426

70

d=2.52088

80

10 0 27

30

40

50

2-Theta - Scale DannySchuurpapier - File: nagel4.raw - Type: 2Th alone - Start: 26.300 ° - End: 53.700 ° - Step: 0.100 ° - Step time: 60. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 26.300 ° - Theta: 19.950 ° - Chi: 3.08 ° Operations: Import DannySchuurpapier - File: nagel4.raw - Type: 2Th alone - Start: 26.300 ° - End: 53.700 ° - Step: 0.100 ° - Step time: 60. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 26.300 ° - Theta: 19.950 ° - Chi: 3.08 ° Operations: Background 0.309,0.100 | Import 00-039-1346 (*) - Maghemite-C, syn - Fe2O3 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 8.35150 - b 8.35150 - c 8.35150 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Primitive - P4132 (213) - 10 - 582.497 - I 00-006-0696 (*) - Iron, syn - Fe - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 2.86640 - b 2.86640 - c 2.86640 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 90.000 - Body-centered - Im3m (229) - 2 - 23.5511 - F6=225(0. 00-005-0490 (D) - Quartz, low - alpha-SiO2 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal - a 4.91300 - b 4.91300 - c 5.40500 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - P3121 (152) - 3 - 112.98 00-029-0696 (*) - Siderite - FeCO3 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal (Rh) - a 4.69350 - b 4.69350 - c 15.38600 - alpha 90.000 - beta 90.000 - gamma 120.000 - Primitive - R-3c (167) - 6 - 293.528 - F

124

nagel (VN 4122) corrosielaag dwarsdoorsnede 500

400

d=1.73093 d=1.76509

d=1.81290

d=1.97541

d=1.94891

d=2.02893

d=2.00215

d=2.13026

d=2.10126

d=2.15247

d=2.18962

d=2.27667

d=2.23509

d=2.35148

d=2.52920 d=2.66538

d=2.62709

d=2.90912

d=3.01387

d=2.96952

d=3.22696

100

d=2.47555 d=2.44887

d=2.79480

200

d=3.16187

d=3.33255

300

0 27

30

40

50

2-Theta - Scale DannySchuurpapier - File: nagel5.raw - Type: 2Th alone - Start: 26.300 ° - End: 53.700 ° - Step: 0.100 ° Operations: Import

00-018-0639 (N) - Iron Oxide Hydroxide - FeOOH - Y: 25.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Orthorhombic

DannySchuurpapier - File: nagel5.raw - Type: 2Th alone - Start: 26.300 ° - End: 53.700 ° - Step: 0.100 ° Operations: Background 0.813,0.100 | Import 00-029-0696 (*) - Siderite - FeCO3 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal (Rh) - a 4.69350 00-039-1346 (*) - Maghemite-C, syn - Fe2O3 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 8.35150 00-019-0629 (*) - Magnetite, syn - Fe+2Fe2+3O4 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 8.39 00-046-1312 (N) - Wustite - FeO - Y: 6.25 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Cubic - a 4.29300 - b 4.29300 -

125

BIJLAGE F

TESTRESULTATEN DAM

Herkomst: gemeente Amsterdam Vondstnummer/ Put: Dam 4 Bodemtype: kleibodem de

de

Datering: 16 – 19 eeuw Röntgenfoto voor behandeling:

Overzichtsfoto:

126

TEST DAM 1.1

Opslagmethode: Direct ingebed voor de beginwaarden      

Aantal corrosielagen: 5 Aanwezigheid van breuken: geen. Zichtbare akaganeiet: niet zichtbaar. Chlorideophopingen: heel licht langs de metalen kern. Zwavelophopingen: duidelijk aanwezig in buitenste corrosielaag en verspreid over de rest van het monster. Mogelijk pyrietvorming. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend.

Backscattered elektronenbeeld:

127

Elementdistributie afbeeldingen:

128

Data Type: Counts Mag: 150 Acc. Voltage: 20.0 kV

129

Image Name: D 1-1(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 2000

130

Image Name: D 1-1(3)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 2500

131

Image Name: D 1-1(6)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 2500

132

TEST DAM 1.2

Opslagmethode: in de vriezer      

Aantal corrosielagen: 4/5 Aanwezigheid van breuken: tweede corrosielaag vanaf de kern lijkt poreus. Zichtbare akaganeiet: nee. Chlorideophopingen: geen ophopingen, wel verspreid aanwezig. Zwavelophopingen: duidelijk aanwezig in buitenste corrosielaag en verspreid over de rest van het monster. Mogelijk pyrietvorming. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend, versterkt aanwezig in sulfideconcentraties.

Backscattered elektronenbeeld:

133

Elementdistributie afbeeldingen:

134

Data Type: Counts Mag: 85 Acc. Voltage: 20.0 kV

135

136

Data Type: Counts Mag: 110 Acc. Voltage: 20.0 kV

137

TEST DAM 1.3

Opslagmethode: in de koelkast      

Aantal corrosielagen: 5 Aanwezigheid van breuken: scheuren in binnenste corrosielaag, langs de metalen kern. Zichtbare akaganeiet: op de rand van de metalen kern en op de buitenkant van het object. Chlorideophopingen: op de rand van de metalen kern en op de buitenste corrosielaag en verspreid over de rest van het monster. Zwavelophopingen: op de rand van de metalen kern en op de buitenste corrosielaag en verspreid over de rest van het monster. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend, versterkt aanwezig in tweede corrosielaag vanaf de kern.

Backscattered elektronenbeeld:

138

Elementdistributie afbeeldingen:

139

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

140

TEST DAM 1.4

Opslagmethode: op kamertemperatuur      

Aantal corrosielagen: 5 Aanwezigheid van breuken: lichte scheurvorming in de corrosielaag langs de kern. Zichtbare akaganeiet: geen. Chlorideophopingen: aanwezig in de corrosielaag langs de kern. Zwavelophopingen: in de buitenste twee corrosielagen en verspreid over de rest van het monster. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend, licht versterkt aanwezig in tweede corrosielaag vanaf de kern.

Backscattered elektronenbeeld:

141

Elementdistributie afbeeldingen:

142

Data Type: Counts Mag: 110 Acc. Voltage: 20.0 kV

143

TEST DAM 1.5

Opslagmethode: bevochtigd en weer laten drogen, vervolgens bewaard bij kamertemperatuur      

Aantal corrosielagen: 5 Aanwezigheid van breuken: lichte scheurvorming in de corrosielaag langs de kern. Zichtbare akaganeiet: heel licht langs de kern Chlorideophopingen: duidelijk aanwezig in de corrosielaag langs de kern. Zwavelophopingen: geen zwavel aanwezig in het monster. Dichtheid van ijzeratomen: vanaf de kern aflopend, licht versterkt aanwezig in tweede corrosielaag vanaf de kern.

Backscattered elektronenbeeld:

144

Elementdistributie afbeeldingen:

145

Data Type: Counts Mag: 85 Acc. Voltage: 20.0 kV

146

BIJLAGE G

TESTRESULTATEN BEST

TEST BEST 1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: geen.

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: breuken op meerdere plaatsen in de corrosielaag, maar niet op de grens met het metallisch ijzer. Zichtbare akaganeiet: nauwelijks. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: in corrosielaag langs metalen kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig

147

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

148

Elementdistributie afbeeldingen:

149

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

150

Image Name: B (1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 450

151

TEST BEST 1.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: kamertemperatuur Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: veel Zichtbare akaganeiet: aanwezig

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: breuken door gehele corrosielaag Zichtbare akaganeiet: aanwezig Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: toename in corrosielaag langs de kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

152

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

153

Elementdistributie afbeeldingen:

154

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

155

Image Name: B 1-1(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

156

Image Name: B 1-1(3)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

157

TEST BEST 1.2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: koelkast Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: ietwat Zichtbare akaganeiet: veel

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: breuken op meerdere plaatsen in de corrosielaag, maar niet in de laag aansluitend op het metallisch ijzer. Zichtbare akaganeiet: aanwezig. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: sterke concentraties langs metallisch ijzer, maar ook verspreid door de resterende corrosie Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

158

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

159

Elementdistributie afbeeldingen:

160

Data Type: Counts Mag: 150 Acc. Voltage: 20.0 kV

161

Image Name: B 1-2(4)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 250

162

TEST BEST 1.3 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: vriezer Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: niet Zichtbare akaganeiet: niet.

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: Enkele grote scheuren door gehele corrosielaag heen Zichtbare akaganeiet: nauwelijks. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: slechts op één plek gevonden Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

163

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

164

Elementdistributie afbeeldingen:

165

Data Type: Counts Mag: 150 Acc. Voltage: 20.

166

Image Name: B 1-3(6)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 370

167

TEST BEST 2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem Datering: vroege Middeleeuwen Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: veel Zichtbare akaganeiet: nauwelijks

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: nauwelijks, er loopt een scheur door de de corrosielaag, maar gezien de omvang ervan en de toestand van de overige corrosielagen, komt dit vermoedelijk door het zagen Zichtbare akaganeiet: lichte groei op de rand van de metallische kern Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: verspreid met lichte concentraties langs de metalen kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

168

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

169

Elementdistributie afbeeldingen:

Data Type: Counts Mag: 110 Acc. Voltage: 20.0 kV

170

Image Name: B (2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 1100

171

TEST BEST 2.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem Datering: vroege Middeleeuwen Opslagmethode: in losse omgevingsgrond Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: niet Zichtbare akaganeiet: niet.

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: geen Zichtbare akaganeiet: veel, grote ophopingen Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: grote verzamelingen langs metallische kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

172

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

173

Elementdistributie afbeeldingen:

174

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

175

Image Name: B 1-2(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 85

176

TEST BEST 2.2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem Datering: vroege Middeleeuwen Opslagmethode: in losse omgevingsgrond met toegevoegd kraanwater Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: niet Zichtbare akaganeiet: nauwelijks

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: breuken in de buitenste corrosielagen Zichtbare akaganeiet: veel Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: rondom de metallische kern zijn hoge concentraties aanwezig Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid

177

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

178

Elementdistributie afbeeldingen:

179

Data Type: Counts Mag: 80 Acc. Voltage: 20.0 kV

180

Image Name: B 2-2(8)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 80

181

Linescan:

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 1500

182

TEST BEST 3 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: niet Zichtbare akaganeiet: niet.

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: ietwat Zichtbare akaganeiet: niet. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: tegen de kern een hoge concentratie en in de tweede laag ernaast een wat lagere concentratie Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig, hogere concentratie tussen twee bovengenoemde chloridelagen in.

183

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

184

Elementdistributie afbeeldingen:

185

Data Type: Counts Mag: 100 Acc. Voltage: 20.0 kV

186

Image Name: B 3(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 80

187

TEST BEST 3.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: met losse omgevinsgrond Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: ietwat Zichtbare akaganeiet: veel

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: ietwat, of niet zichtbaar wegens akaganeietgroei Zichtbare akaganeiet: erg veel, vormt al blaren Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: langs de kern vrij extreme concentraties Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig, concentraties op plaatsen langs de kern waar de chloride dichtheid lager is dan elders

188

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

189

Elementdistributie afbeeldingen:

190

Data Type: Counts Mag: 85 Acc. Voltage: 20.0 kV

191

Image Name: B 3-1(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

192

TEST BEST 3.2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: in losse omgevingsgrond met toegevoegd kraanwater Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: ietwat Zichtbare akaganeiet: veel

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: veel, deels niet zichtbaar wegens akaganeietgroei Zichtbare akaganeiet: erg veel, vormt al blaren Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: langs de kern vrij extreme concentraties Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: niet aanwezig

193

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

194

Elementdistributie afbeeldingen:

195

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

196

TEST BEST 4 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: zeer veel Zichtbare akaganeiet: geen

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: geen Zichtbare akaganeiet: geen Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: verspreid aanwezig Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig

197

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

198

Elementdistributie afbeeldingen:

199

Data Type: Counts Mag: 140 Acc. Voltage: 20.0 kV

200

Image Name: B 4(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 220

201

TEST BEST 4.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: vriezer Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: geen Zichtbare akaganeiet: geen

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: ietwat Zichtbare akaganeiet: ietwat (hierbij moet vermeld worden dat het monster langer heeft gelegen dan de overige monsters, eer het onderzocht werd en derhalve meer tijd had om te reageren) Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: verspreid aanwezig Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

202

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

203

Elementdistributie afbeeldingen:

204

Data Type: Counts Mag: 85 Acc. Voltage: 20.0 kV

205

Image Name: B 4-1(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 85

206

TEST BEST 5 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: geen

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: ietwat, maar niet in de corrosielaag grenzend aan de metallische kern Zichtbare akaganeiet: geen Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: alleen verspreid aanwezig Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

207

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

208

Elementdistributie afbeeldingen:

209

Data Type: Counts Mag: 200 Acc. Voltage: 20.0 kV

Image Name: B B(3)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 200

210

TEST BEST 5.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: in losse omgevingsgrond Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: veel (daardoor moeilijke beeldvorming corrosielagen) Zichtbare akaganeiet: veel

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breukenvee: veel Zichtbare akaganeiet: veel Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: voornamelijk in corrosielaag langs metalen kern hoge concentraties, maar ook daarbuiten aanwezig Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig, op chloorconcentraties extra aanwezig

211

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

212

Elementdistributie afbeeldingen:

213

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

214

Image Name: B 5-2(5)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 230

215

TEST BEST 5.2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: kamertemperatuur Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: ietwat Zichtbare akaganeiet: geen

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: grote scheuren dwars door alle corrosielagen heen Zichtbare akaganeiet: geen Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: verspreid aanwezig in een lage concentratie Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

216

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

217

Elementdistributie afbeeldingen:

218

Data Type: Counts Mag: 200 Acc. Voltage: 20.0 kV

219

Image Name: B 5-2(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 95

220

221

TEST BEST 6 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: Zichtbare akaganeiet: ietwat

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: veel in buitenste corrosielagen Zichtbare akaganeiet: geen Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: concentraties langs metallische kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig

222

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

223

Elementdistributie afbeeldingen:

224

Data Type: Counts Mag: 130 Acc. Voltage: 20.0 kV

225

Image Name: B 6(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 200

226

TEST BEST 6.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: kamertemperatuur Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: aanwezig

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: geen, of niet zichtbaar wegens akganeietgroei Zichtbare akaganeiet: veel ophopingen, met daarnaast bloemige structuren van vermoedelijk lepidocrosiet of goethiet. Opvallend hierbij zijn de hogere concentraties zwavel in deze gebieden. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: concentratie langs de metallische kern, maar minder geconcentreerd dan referentie Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig met enkele lichte concentraties

227

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

228

Elementdistributie afbeeldingen:

229

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

230

Data Type: Counts Mag: 250 Acc. Voltage: 20.0 kV

231

Image Name: B 6-1(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

232

Image Name: B 6-1(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 90

233

Image Name: B 6-1(5)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 300

234

TEST BEST 6.2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: gedroogd Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: ietwat Zichtbare akaganeiet: ietwat

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: ietwat Zichtbare akaganeiet: veel ophopingen langs de metalen kern Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: hoge concentraties langs de metalen kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

235

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

236

Elementdistributie afbeeldingen:

237

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

238

Image Name: B 6-2(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 95

239

TEST BEST 7 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: ietwat Zichtbare akaganeiet: nauwelijks

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: aanwezig bij chlorideconcentratie. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: een enkele hoge concentratie Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

240

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

241

Elementdistributie afbeeldingen:

242

Data Type: Counts Mag: 190 Acc. Voltage: 20.0 kV

243

Image Name: B 7(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 400

244

TEST BEST 7.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: koelkast Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: veel

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: enkele grote scheuren door gehele corrosielagen heen Zichtbare akaganeiet: erg veel op het metaal, nauwelijks op de corrosiekorst Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: hoge concentraties langs de metalen kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig, lichte concentratie op akaganietconcentratie

245

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

246

Elementdistributie afbeeldingen:

247

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

248

TEST BEST 7.2 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: gedroogd Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: veel

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: enkele grote scheuren door gehele corrosielagen heen Zichtbare akaganeiet: erg veel op het metaal alsook op de corrosie Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: hoge concentraties langs de metalen kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig, concentratie op akaganietconcentratie

249

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

250

Elementdistributie afbeeldingen:

251

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

252

Data Type: Counts Mag: 95 Acc. Voltage: 20.0 kV

253

Image Name: B 7-2(1)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 250

254

TEST BEST 8 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem Datering: vroege Middeleeuwen Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: sterk Zichtbare akaganeiet: niet.

Microscopische foto na behandeling:

255

TEST BEST 8.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem Datering: vroege Middeleeuwen Opslagmethode: open zak Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: nauwelijks Zichtbare akaganeiet: licht aanwezig

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: breuken op meerdere plaatsen in de corrosielaag Zichtbare akaganeiet: dunne band langs de metalen kern. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: zeer hoge concentratie langs de metalen kern Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: geen

256

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

257

Elementdistributie afbeeldingen:

258

Data Type: Counts Mag: 80 Acc. Voltage: 20.0 kV

259

Elementdistributie afbeeldingen:

Data Type: Counts Mag: 150 Acc. Voltage: 20.0 kV

260

Image Name: B 8-1(6)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 110

261

TEST BEST 9 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: referentiemonster Macroscopische beoordeling:  

Afschilfering van de corrosiekorst: Zichtbare akaganeiet:

Microscopische beoordeling:    

Aanwezigheid van breuken: Zichtbare akaganeiet: Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen:

262

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

263

Elementdistributie afbeeldingen:

Data Type: Counts Mag: 150 Acc. Voltage: 20.0 kV

264

TEST BEST 9.1 Herkomst: gemeente Best Bodemtype: zandbodem de

Datering: begin 19 eeuw Opslagmethode: open zak Macroscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:  

Afschilfering van de corrosiekorst: extreem Zichtbare akaganeiet: geen

Microscopische beoordeling ten opzichte van het referentiemonster:    

Aanwezigheid van breuken: zeer poreuze corrosielaag, brokkelde af tijdens het slijpen, veel scheuren en breuken Zichtbare akaganeiet: nauwelijks. Aanwezigheid en locatie chlorideophopingen: verspreid aanwezig Aanwezigheid en locatie zwavelophopingen: verspreid aanwezig

265

Microscopische foto na behandeling:

Backscattered elektronenbeeld na behandeling:

266

Elementdistributie afbeeldingen:

267

Data Type: Counts Mag: 90 Acc. Voltage: 20.0 kV

268

Image Name: B 9-1(2)

Accelerating Voltage: 20.0 kV

Magnification: 1500

269

270