ETIOPATOGENIA MATERIALELOR DE NATURA MINERALA
Piatra, sticla, emailul si ceramica folosite la executarea obiectelor de patrimoniul cultural distincte
PIATRA se prezinta sub diverse forme, formata din unul sau mai multe minerale adica una sau mai multe combinatii chimice precum oxizi , sulfuri, carbonati si silicati.
Ex:piatra de var( roca formata dintr-un singur mineral)
Din punct de vedere geologic sunt tre 21421u203v i mari grupe de roci:
MAGMATICE se formeaza prin racirea si intarirea magmei produsa de vulcani: GRANITUL , BAZALTUL, DIORITUL
ROCI SEDIMENTARE provin din dezintegrarea , eroziunea fizica si chimica a rocilor preexistente urmata de depozitarea de catre apa , vant si ghetari: GRESIA, PIATRA DE VAR, GIPSUL, TRAVERTINUL
ROCI METAMORFICE (meta=dupa;morfic=formare) rezultate din transformarea rocilor preexistente sub efectul presiunii si caldurii :MARMURA
STUCATURILE , MORTARELE , TENCUIELILE SI FRESCELE pe baza de cimenti folosite in constructii sunt amestecuri de roci de diferite categorii: var, calcar si nisip.
DEGRADARILE FIZICO-MECANICE ALE PIETREI
Degradarile mecanice tin de spargere, eroziune.
Degradarea chimica are la baza sensibilitatea:calcarul care se combina usor cu apa carbonatata conduce la produse solubile ce pot sa spele materialul.
Procesul chimic de degradare a pietrei se intregistreaza mai ales in conditii de poluare factorul poluant fiind dioxidul de sulf.Acesta plus apa fomeaza acidul sulfuros instabil care se oxideaza formand acidul sulfuric care are efect coroziv.
SO2+H2O H2SO3
H2SO3+1/2O2 H2SO4
CaCO3+ H2SO4 CaSO4 +H2O+CO2
Exista si o degradare biotica a pietrei provocata de numeroase bacterii:desulfovibrio este o bacterie anaeroba ce traieste in sol si in vecinatatea fundatiilor de piatra.
Bacteriile au capacitatea de a transforma compusii de sulf in H2S sau in sulfuri metalice.
Aceste substante sunt luate cu apa prin infiltratie iar la nivelul de exteriorizare a infiltratiei se dezvolta tiobacilius (bacterie aeroba ce transforma sulful in acid sulfuric).
DERIVATI AI SILICIULUI
Provin de la doua substante silicioase:SiO2(silice) si Si(OH)4.(acid silici)
Acidul silicic exista in natura , sufera un proces de condensare in urma caruia rezulta silice cristalizata.
Formule:
Exista mai multe tipuri de silice cristalizata care formeaza cristale mai mari: cuartul sau cristale submicroscopice:agatul sau a unor roci comune cremenul sau simexul.
De la acidul silicic se pot forma saruri numite silicati care sunt de mai multe feluri:simpli de forma MeSiO3 .Intre care unii sunt solubili: Ksi; NaSi; acestia pot forma eflorescente silicioase la suprafata pietrei. Exista silicati complecsi dintre care cei mai importanti sunt alumino-silicatii. Exista trei categorii de aluminosilicati:
Aluminosilicati cu structura tridimensionala:lapislazuli (ultramarin-pulbere-albastru pentru pictura; folosit in secolul 18-19)
Cu structura stratificata :caolinul(caolinit sau bolus alb in sens propriu se refera la argila alba , pura fara oxizi de fier folosit in manufactura portelanurilor fine;este inert dpdv chimic iar cand este copt devine dur; in amestec cu oxizi metalici formeaza argilele, ocrurile si pamanturile colorate), talcul si mica.
Cu structura fibroasa:azbest
Este o structura de silicati organici obtinuta pe cale sintetica adica siliconii. Exista uleiuri si rasini siliconice; silicon pe baza de metil.
Principalele materiale pe baza de siliciu folosite ca materie prima pentru lucrarile de arta sunt sticla, smaltul , ceramica si portelanul.
STICLA
Din punct de vedere fizic este un material amorf , necristalin , dur , casant, transparent si uneori colorat.Se obtine traditional si industrial prin topirea in forma a unui amestec in care intra trei grupe de substante:
Dioxid de sulf, cuart, nisipuri
Oxid de sodiu sau potasiu
Oxid de calciu sub forma de var
In functie de scopul urmarit unele pot fi inlocuite.Ex:in unele sticle se introduce aluminiul , plumb, magneziu, zinc, bariu. Proportiile materialelor din sticla sunt:73% silice,22% oxid de sodiu si 5% oxid de calciu toate acestea fiind topite , maruntite la 1100oC. Dupa turnare sticla se raceste la 890oC. Cand sticla are culoarea rosu inchis si se prelucreaza cu usurinta prin suflare ,tragere, extendare sau turnare. Formele realizate pot fi retusate prin incalzire.
Exista compusi speciali de sticla rezistenti la tratamente termice-Pyrex.
Exista sticle colorate la care se adauga fier, calciu, crom. Este foarte rezistent la degradari externe dar fiind un material casant se sparge usor.
Exista cazuri in care nu se respecta proportiile metalului si atunci apar defecte de prelucrare: impuritati cu puncte de topire mai mare de 1100oC raman netopite afectand transparenta sau recristalizand in timp.
Sticlele cu o proportie mare de siliciu sunt greu de prelucrat datorita ridicarii temperaturii de topire. Deficitul de calciu din sticla mareste mobilitatea de potasiu.
Marirea proportiei de oxizi face produsul mai rezistent.
Topirea la temperaturi joase mai mici de 1000oC se soldeaza cu o masa mare de bule in sticla. Cea mai buna puritate se obtine la 1300oC.
Exista si procese de alterare care conduc la trecerea sticlei din stare amorfa in stare cristalina urmata de tensiuni interne , solzi , microcruste si fenomene de lacrimare, toate acestea numindu-se melodia sticlei.
GLAZURA (SMALT SAU EMAIL)
Este o masa sticloasa care se topeste la temperaturi mai coborate decat alte materiale pe baza de siliciu.
Sub forma de pasta e un amestec de baza de oxizi de siliciu transparenta sau colorata. Se aplica ca pasta sau ca suspensie pe suprafata unor obiecte metalice sau ceramice dupa care , prin incalzire partea lichida se evapora iar cea solida se solidifica sub forma de lac de diferite grosimi ce sunt aplicate pe obiecte ceramice si metalice.
CERAMICA
Se obtine din caolin si argila. Se foloseste in pictura ca bol alb si la aurire.
ARGILA
Este un material pe baza de siliciu care are oxizi de diferite culori. S-a folosit la confectionarea produselor ceramice sau ca o componenta a culorilor obtinute din pamanturile colorate:terracota.Are temperatura de coacere de 600-900oC.
Exista vase si obiecte de paman ars realizate din argila rosie la temperaturi de coacere 900-1050oC.
Exista ceramica dura obtinuta din argila alba la temperaturi de 1050-1300oC.
Portelan realizat din caolin cu temperatura de coacere 1300oC.
Cele mai folosite argile din pictura sunt ocru (galben, auriu, rosu, brun), pamant natural ce-si datoreaza culoarea oxidului de fier.
Deteriorarea produselor ceramice de orice fel este determinata de porozitatea materialului sau de starea casanta.
Porozitatea poate sa determine impregnarea ceramicii cu diverse saruri urmate de fenomene de cristalizare, recristalizare.
Sarurile vehiculate pot sa fie cloruri, fosfati, azotati etc.
Ceramica antica acoperita cu glazura de alb de plumb formeaza la suprafata o pelicula alba.
Alte forme de deteriorare :fisuri, sparturi, goluri, craclura glazurii, dislocarea craclurii.
METALELE
Metalele se folosesc de la inceputul perioadei neolitice.
In acele vremuri prelucrarea ceramicii a dus la perfectionarea tehnologiilor de stapanire a focului obtinandu-se temperaturi de ardere ridicate si foarte ridicate. In functie de gradul de stapanire al focului s-a reusit obtinerea metalelor din diverse materiale, in functie de temperatura de coacere a mineralelor, obtinandu-se mai intai metalele ce necesita coacere inferioara:staniu , zinc cu temperaturi 230-420oC.
Aurul este un metal moale, ce se gaseste in natura sub forma de bulgari ca aur nativ.
Exista trei tipuri de aur diferentiate prin calitate ce se exprima in karate:24K(aur pur 100%);18K(75%aur-750 , restul metale de intarire);14K(58,5%-585 aur );12K (50%);8K(33,3%).
Pentru moneda aurul era aliat cu argint iar in epoca moderna se aliaza cu cupru in proportie de 90/10.
Aurul alb contine aur , paladiu si nichel.Aurul dentar este de 20-22K.Aurul pentru sudura contine 18% cupru.
In fotografie s-a folosit clorura de aur care contine circa 50% aur.
Pentru aurirea metalelor s-a folosit focul sau aurirea cu mercur.
Suprafata metalului este acoperita cu un amestec de aur mercur apoi obiectul este incalzit, prin deteriorarea mercurului ramanand numai aurul.
Foita de aur este aplicata pe obiecte cu ajutorul unor adezivi sau prin ciocanire. S-a folosit si sub forma de sarme montate in caneluri, fire de aur in firul de textile, cerneluri de aur(pulbere de aur cu apa si clei).
Exista si un aur fals pe baza de sulfura de staniu ce s-a folosit ca inlocuitor inca din secolul al 13 lea la cerneluri dar si in pictura incepand cu secolul 15.
ARGINTUL
Caracterizat prin sensibilitate.
CUPRU
Cel mai folosit metal. Denumirea provine de la Insulele Cipru.S-a folosit ca alama(aliaj de cupru si zinc) si bronz (aliaj de cupru si staniu).In stare pura s-a folosit pentru nituri.
Formeaza oxizi, cloruri, carbonati si sulfuri.
PLUMBUL
Cunoscut din Antichitatea timpurie datorita temperaturilor foarte joase 327oC. Este un metal moale amestecat cu staniu.
|
