Academic thesis
| Lorenz Amann: | Konsolidieren oder Passivieren – Die Anwendung von Ammoniumphosphaten auf verwitterten calcitischen Substraten: Am Fallbeispiel einer Marmorskulptur des 19. Jahrhunderts | Back |
| Language: | Original - Translation | |
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| Abstract: | Ammoniumphosphatlösungen wurden im Hinblick auf ihre Eignung und Potenz zur Passivierung und Konsolidierung von verwitterten calcitischen und gipshaltigen Substraten untersucht. Ziel war die Identifikation der entstehenden Calciumphosphatphasen. Die qualitative und quantitative Analyse der gebildeten Phasen erfolgte mittels FTIR, XRD und Rietveld-Verfahren anhand der Sickerversuche; Ultraschall- und Bohrwiderstandsmessungen der Probekörper geben Aufschluss über die konsolidierende Wirkung. Die Ergebnisse zeigen, eine bevorzugte Entstehung von Brushit auf Gips, während sich bei Calcit als Substrat meist eine inhomogene Carbonatapatit-Bildung zeigt; Die reine Hydroxylapatit Umwandlung bleibt wahrscheinlich aus. Die Anwendung ist auf eine Oberflächenpassivierung begrenzt. Die gewonnen Erkenntnisse lassen sich auf die Marmorskulptur anwenden, diese wurde zuvor mittels Laser von Gipskrusten befreit. |
| Keywords: | Ammoniumphosphat, Calciumphosphat, Brushit, Carbonatapatit, Hydro-xylapatit, Marmor, Gips, FTIR, XRD, Konsolidierung, Passivierung |
| Table of contents: | Abstract .............................................................................................................................2 Verwendete Abkürzungen ..................................................................................................3 1. Einleitung ....................................................................................................................7 1.1. Zielsetzung der Arbeit .........................................................................................7 1.2. Rahmenbedingungen .........................................................................................8 1.3. Methodik und Überblick ......................................................................................8 2. Stand der Forschung ................................................................................................10 2.1. Zusammensetzung calcitischer Substrate ........................................................10 2.2. Degradation von calcitischen Substraten ..........................................................12 2.3. Calciumphosphate als mögliche Lösung ...........................................................16 2.3.1. Brushit ......................................................................................................16 2.3.2. Hydroxylapatit (HAP) und Carbonatapatit (CAP) .......................................17 2.3.3. Synthese von Calciumphosphaten mittels Ammoniumphosphaten............19 2.3.4. Anwendung in der Restaurierung ..............................................................21 2.4. Kritische Analyse der Ausgangslage und Forschungsbedarf .............................23 3. Die Grabmalfigur aus der Familiengruft Högl im Gertrudenfriedhof in Oldenburg ......24 3.1. Grabanlage.......................................................................................................24 3.2. Skulptur ............................................................................................................25 3.3. Zustand ............................................................................................................26 3.4. LASER - Reinigung ..........................................................................................28 4. Laborversuche ..........................................................................................................31 4.1. Versuchsaufbau ................................................................................................31 4.1.1. Sickerversuch ...........................................................................................33 4.1.2. Probekörper - Prismen ..............................................................................34 4.1.2.1. Hygrothermische Alterung der Prismen .....................................................34 4.1.2.2. Einstelltränkung ........................................................................................38 4.1.2.3. Hygrothermische Beanspruchung nach der Einstelltränkung ....................40 4.2. Analysemethoden .............................................................................................41 4.2.1. Photometrie ..............................................................................................41 4.2.2. ATR – FTIR ...............................................................................................44 4.2.3. Pulverröntgendiffraktometrie (p-XRD) .......................................................45 4.2.4. Ultraschallaufzeitmessung ........................................................................46 4.2.5. Bohrwiderstandsmessung .........................................................................47 5. Ergebnisse und Auswertung .................................................................................48 5.1. Sickerversuch ...................................................................................................48 5.1.1. Photometrie ..............................................................................................50 5.1.2. ATR – FTIR ...............................................................................................53 5.1.3. Pulverröntgendiffraktometrie (p-XRD) .......................................................57 5.1.4. Interpretation und Zusammenfassung des Sickerversuches .....................58 5.2. Prismen - Einstelltränkung ................................................................................59 5.2.1. Ultraschallaufzeitmessung ........................................................................60 5.2.2. Bohrwiderstandsmessung .........................................................................64 6. Diskussion: Konsolidierung oder Passivierung? ........................................................66 7. Zusammenfassung und Ausblick ..............................................................................70 Literatur- und Quellenverzeichnis .....................................................................................73 Abbildungsverzeichnis .....................................................................................................83 Diagrammverzeichnis ......................................................................................................86 Tabellenverzeichnis..........................................................................................................87 Anhang ............................................................................................................................88 A1 Photometrie A2 ATR – FTIR A3 Pulverröntgendiffraktometrie (p-XRD) A4 Bohrwiderstandsmessung A5 Ultraschalllaufzeitmessung |
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