Műemléki kőzetek diagnosztikája

Műemléki kőzetek diagnosztikája

Török Ákos [email protected]

Tárgy adatai Előadók: Török Ákos, Kopecskó Katalin, Gálos Miklós X Követelmények: - 1 ZH - 1 diagnosztikai feladat X Segédanyagok: Könyv, cikkek, órai előadások anyaga X

TARTALOM X

MŰEMLÉKEK VÉDELME ALAPELVEK

X

DIAGNOSZTIKA LÉPÉSEI

X

MIÉRT PUSZTULNAK A KŐANYAGOK?

X

MÁLLÁS FOGALMA

Műemlékek védelme A műemlékek helyszíni vizsgálatakor, feltárásakor és restaurálásakor,Velencei Charta (1964) alapelveinek figyelembe vételével kell eljárni. X A műemlékek megőrzése és konzerválása a cél! X Minden vizsgálatot és beavatkozást a lehető legkisebb a műemléket legkevésbé károsító mértékben kell elvégezni és minden egyes fázist dokumentálni szükséges. X

Műemléki kőanyagok diagnosztikája

Török és Přikryl 2010

Műemléki kőzetanyag diagnosztikája költség

DIAGNÓZIS

TERÁPIA

I d ő

KÓRELŐZMÉNY

Előzmények Műemlék azonosítás: tulajdonos, méretek, bejutás, engedélyek, stb. X Helyszín X Történet (levéltár, helyi szakemberek…) X

1) Építések, átépítések 2) Kőzetanyag származása

Korábbi funkciók és hasznosítás X Környezeti tényezők (meteorológia, légszennyezettség, talajvíz stb.) X

Diagnózis Helyszíni elemzések X Laborvizsgálatok (anyag tulajdonságok) X Kőzetelemek, statikai számítások, modellezés X Kőanyag hosszú távú viselkedése (időállósági kísérletek) X A kezelőszerek hatékonyságának elemzése X Kis méretű helyszíni vizsgálati felületek kialakítása X Monitoring X

Terápia-szabályok X X X

X X

Az eredeti kőzetanyag megtartása (ameddig lehetséges) Ha lehet, visszafordítható módszerek alkalmazása Mindig megvizsgálni a módszert/kezelőszert az adott kőzeten (labor/helyszín) sohase bízz meg vakon a bevált receptekben, használati utasításokban! Az idő tényező fontossága!! (100 évet nem lehet modellezni!) Sohase alkalmazz vegyes tulajdonságú kőzeteket!

Diagnózis, helyszíni mérések Műemlék rajza/térképe (papír/digitális) X Falszakaszok térképe X Kőzettípusok leírása, jellemzése X Mállási formák leírása, kategorizálása X Kőzettípus elterjedési térképek (falszakaszok) X Kőzetmállás formák elterjedési térképe X Mállottsági kategóriák felállítása (a károsodás mértékének meghatározása) X

Kőzet károsodási diagnosztika célja Végső cél Károsodási formák térképe Beavatkozást igénylő részek meghatározása Labor/helyszíni vizsg.

Kőzetek és technológiák

Beavatkozási módszerek térképe

Mikor kell a kőzet károsodási (KK) elemzés?

KK-1: restaurálás előtt Restaurálás elvégzése A restaurálási módszerek dokumentációja

KK-2: restaurálás után A restaurálás hatékonyságának igazolása!

Miért pusztul a műemléki kőanyag? X Emberi

tevékenység hatása X Természetes folyamatok

Emberi tevékenység hatása D Légszennyezettség D Sók

(téli útsózás) D Klíma változás D Mérnöki beavatkozások D Vandalizmus (letörés, vésés, graffiti, tűz)

Természetes folyamatok X Mállás X Geológiai

katasztrófák

- árvíz - földrengés - lejtőmozgások

Kőzetmállás

Mállás meghatározása Definíció: Olyan természetes folyamat, amely során a kőzetek természetes folyamatok hatására pusztulnak Folyamat kiváltó oka alapján: o Fizikai o Biológiai o Kémiai

Fizikai mállás

• T változás: fagy >9% térfogat növekedés -22°C: 220MPa • sókristályosodás

Kémiai mállás

• kőzetek oldódása (karsztosodás) • agyagásványok képződése

Biológiai mállás

• gyökerek feszítő ereje: 10 cm ∅, 1 m, 30-50t ↑

• gyökérsavak: oldó hatása

Kőzetfelhasználás hazai története


Tartalom X Építészeti

felhasználás története X Kőbányászat X Példák a felhasználásra

Hazai kőfelhasználás története Római kor (helyi üledékes) széles alkalmazás (utak, épületek) X Hosszú szünet nincs kőépítmény X Román kortól újra (erőd templomok) X Reneszánsz (paloták) X Török idők (fürdők, középületek) X Török uralom után változatos kőanyag X

Magyarország felszín alatti geológiája

Haas 1998 nyomán

Magyarország felszíni geológiája Vulkáni

Üledékes

Mélységi

Üledékes kőzetek

Mészkövek tömött

forrásvízi

Ooidos durva

durva

Tömött mészkő, Tardos

X X X X

Júra Nem porózus (0.1-0.7 %) Tömött (2460 kg/m3) UCS (35-167 MPa)

Siklósi tömött mészkövek

Siklósi sárga, siklósi zöld

Porózus (durva) mészkövek jellemzői

X X X X

X

Harmadidőszaki Változatos kőzettípusok Porózus (-40 %) Kis testsűrűség (1600-2300 kg/m3) Kis szilárdság (3-30 MPa)

Porózus mészkő műemlékek Mo-on Ják templom (román kor) X Zsámbék templom (román kor) X Országház X Mátyás-templom X Citadella X Budapesti Operaház X + Bécs (Opera, Szt. István templom) X

Ooidos mészkő, Sóskút

Forrásvízi mészkő, Süttő X X X X

Pleisztocén Porózus (3-11 %) „Nehéz” (2250 kg/m3) Nyomószil (22-100 MPa)

Homokkő Perm korú vörös (Balaton-felvidék) X Oligocén korú barnás (Budapest és környéke) X

Magmás kőzetek

Magmás kőzetek Tömeges felhasználás vulkanikus kőzetek (bazalt, andezit és riolit, valamint ezek tufái) X Mélységi magmás kőzet korlátozott hazai előfordulás (pl. gránit) X

Bazalt/Bazalttufa Balaton-felvidék X Szigligeti vár, Somló vára X Badacsonyörs X

Andezit/Andezittufa Visegrádi-hegység X Börzsöny X Mátra X Cserhát X Épületek: Visegrádi-vár, Visegrád királyi palota, Szanda vára X

Riolittufa/Dácittufa Eger és környéke (Vár, Minaret) X Sárospatak (Vár) X

Eger, Vár, riodácittufa

Kőzetek a világban és Mo. X Kőzetek

Kr.e. 3600-tól X Mo. római kortól X Hazánkban elsősorban mészkő, kevesebb homokkő és vulkáni tufák, vagy vulkanitok X Kőbányászat hasonló módszerek X Mo. relatíve kevés kőből épült műemlék

Mállási formák


Mállás kutatás hazai története X

Tudományos szempontból – Fizikai – Kémiai – Biológiai

X

Gyakorlati szempontból – – – – –

Légköri befolyások Hőmérsékleti különbségek Füstgázok Szerves élet Sók Török Á.: Kőzetmállás

Tönkremeneteli formák osztályozása ¾

¾ ¾ ¾ ¾

Mechanikai mállás Oldódás Elváltozás/leülepedés Biológiai mállás Emberi beavatkozás Török Á.: Kőzetmállás

Mechanikai mállási formák X Felhólyagosodás X Fellevelesedés X Felpikkelyeződés X Mállási kéreg képződése/leválása X Szemcsekipergés X Kiüregesedés

Török Á.: Kőzetmállás

Mechanikai mállási formák együttese


Oldódás X Felületi

oldódás (szelektív) X Kiüregesedés


Elváltozás/Leülepedés X Sókivirágzás

(felületi, felszín alatti) X Mállási kéreg kialakulása (fekete, világos) X Porkéreg


Fekete sík kéreg

X

Vékony, fekete kéreg, felülettel párhuzamos, védett falszakaszok, légszennyezett terület Török Á.: Kőzetmállás

Fekete gömbös kéreg X

Vastag, “gömbös” kéreg, védett, de nedves falakon, légszennyezett területek


Porkéreg

X

Változó vastagságú, száraz, védett részeken, ahol az ülepedő por koncentráció magas


Fehér mállási kéreg

X

Fehér mállási kéreg, változó vastagságú


Mállási kérgek hazai mészköveken fehér

Felületi elváltozás és kéregképződés

fekete

Török 2002 Török Á.: Kőzetmállás

Esőnek kitett és védett felület


Biológiai elváltozások X Növényzet

(pl. zuzmó/alga) X Állatvilág (fészek)


Emberi hatások X Graffitik,

festékek X Vandalizmus okozta törés/repedés X Kőzetfelület érintése (zsírok)


Kivitelezés és utólagos hibák Háborúk X Épületek, kőszerkezetek sűllyedése X Nem megfelelő kőzetelheyzezés X Utólagos hatások (pl. víz) X


Kőfelületek helyszíni diagnosztikája X Kőkiosztás

rajz elkészítése X Kőzettípusok azonosítása X Kőzettípusok térképi ábrázolása X Mállási formák azonosítása X Mállási formák térképi ábrázolása


Kőkiosztás és mállási jelenségek

Szabadság-híd pillér, mállási térképe

Szabadság-híd Török Á.: Kőzetmállás

Műemléki kőzetek helyszíni és laboratóriumi diagnosztikája

Török Ákos [email protected] Török Á.: Kőzetmállás

Kőzetdiagnosztikai módszerek X

X

Helyszíni vizsgálatok - roncsolásmentes (pl. Schmidt k.) - roncsolásos (fúrás) Laborvizsgálatok - kőzettani elemző (mikroszkóp) - roncsolásmentes fizikai (UH) - roncsolásos fizikai (pl. szilárdság) - ásványtani (röntgen diffrakció, termoanalitika, stb.) - kémiai (XRF, ion kromatográfia, stb.)


Schmidt kalapács, helyszíni mérés


Schmidt kalapács fehér kéreg/alapkőzet Host rock/White crust

Schmidt hammer rebound

30 Host rock

25

White crust

20 15 10 5 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

Measurements Török Á.: Kőzetmállás

1 1

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

Duroskop


Duroskop, fekete mállási kéreg Host rock/Black laminar crust

Duroscope rebound

30 Host rock

25

Black crust

20 15 10 5 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1 0

1 1

Measurements Török Á.: Kőzetmállás

1 2

1 3

1 4

1 5

1 6

1 7

Pipás vízbeszívás


Labor vizsgálatok

Laboratóriumi vizsgálatok Kőzettani vizsgálatok X Tömeggel kapcsolatos vizsgálatok X Vízzel kapcsolatos vizsgálatok X Szilárdsággal kapcsolatos vizsgálatok X Zúzottkő vizsgálatok X Időállósági vizsgálatok X Különleges vizsgálatok X


Szöveti elemzés, vékonycsiszolat


Tömeggel kapcsolatos vizsgálatok Vizsgálati állapotok X légszáraz X vízzel telített X kiszárított X fagyasztott anyagsűrűség, testsűrűség, halmazsűrűség víztartalom Török Á.: Kőzetmállás

Ultrahang terjedési sebesség


Szilárdsági vizsgálatok 1. Egyirányú nyomó 2x1-es próbatest X Nyomószilárdság σ=F/A (MPa), pl. durva mészkő 2-15 MPa, tömött mészkő 50-100 MPa, magmás kőzetek 120-200 MPa Rugalmassági modulus E= σb - σa/εb - εa (GPa)

X


Szilárdsági vizsgálatok 2 2. Közvetett húzó (brazil) X 1x1-es próbatestet, palást él mentén nyomás 3. Triaxiális vizsgálat X próbatestet hengerbe helyezik X tengely irányú mechanikus terhelés dugattyúval X palástra hidraulikus nyomás


Kapilláris vízszint emelkedés


Csúszási ellenállás (SRT)


Ásványtani elemzés, Rtg diffrakció


Műemléki kőzetek diagnosztikája

Recommend Documents