Cit:AbuAlhassan:2018

Autor	Abu Alhassan, Yazan
Jahr	2018
Titel	The use of sodium ferrocyanide for the removal of salt from stone, exemplified for sandstones from Petra - Jordan
Bibtex	@phdthesis {AbuAlhassan:2018, title = {The use of sodium ferrocyanide for the removal of salt from stone, exemplified for sandstones from Petra - Jordan}, school = {RWTH Aachen University}, year = {2018}, type = {Dissertation}, address = {Aachen}, note = {Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University; Dissertation, RWTH Aachen University, 2018}, url = {http://publications.rwth-aachen.de/record/729451}, doi = {10.18154/RWTH-2018-226422}, author = {Abu Alhassan, Yazan} }
DOI	https://doi.org/10.18154/RWTH-2018-226422
Link	Datei:Phdthesis AbuAlhassan 2018 UniAachen-729451.pdf
Bemerkungen	Dissertation, RWTH Aachen University, 2018, Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Eintrag in der Bibliographie

[AbuAlhassan:2018]

Abu Alhassan, Yazan (2018): The use of sodium ferrocyanide for the removal of salt from stone, exemplified for sandstones from Petra - Jordan. Dissertation, RWTH Aachen University, Webadresse, https://doi.org/10.18154/RWTH-2018-226422

Abstract

Salt weathering is considered one of the most decisive factors for damage on the rock-cut monuments in Petra / Jordan. The monuments are contaminated with salt by rain, water runoff and capillaries which results in complex mixtures of different salts causing damage to the stone. The risk our cultural heritage currently faces from salts might lead to its irretrievable loss. Although the problem is prevalent worldwide, appropriate conservation methods and techniques have not yet been fully explored. Entire removal of salts will not be possible in the case of the Petra monuments. However, partial removal of salts might at least slow down the destruction process currently threatening the rock-cut monuments of Petra. Even so, the traditional techniques of desalination, so far mainly with respect to the use of poultices have not yet achieved considerable success. New approaches are needed for improved desalination efforts and/or mitigation of salt weathering processes. A quite new field of research is the use of salt crystallization inhibitors/modifiers. It has attracted interest in the improvement of desalination as well as for reducing aggressiveness and damage potential of salt weathering regimes. In this context, previous research has shown that the use of sodium ferrocyanide might turn out as a promising treatment measure for removal of salt, as it has the ability to transport salt to the surface and thus promote the formation of efflorescences instead of subflorescences. To date, however, fundamental knowledge with respect to the interaction of such additives with salts in stone monuments and its implications on stone deterioration processes is still lacking. This study aims to evaluate the efficacy of (Sodium ferrocyanide decahydrate (Na4Fe(CN)6.10H2O) with respect to removability of salt from stone. Different sandstones from Petra were chosen for this study. The methodological approaches comprise basic petrographical - petrophysical investigations, 1st treatment with salts, 2nd treatment with crystallization inhibitors (different concentrations) and evaluation with respect to removability of salts. The results showed that the presence of inhibitor modifies the drying time of salt solutions inside the samples and makes the drying process faster than the drying of samples salinated with salts only. This allows the migration of a salt solution from the samples up to their surface, which results in the formation of non-destructive efflorescences rather than destructive subflorescences. The success of the treatment by the crystallization inhibitor is controlled with the formation of efflorescences, which was higher in the case of samples containing a mixture of salts than the samples salinated with pure single salt only.

Die Nabatäerstadt Petra im Südwesten Jordaniens gehört zu den bedeutendsten Kulturstätten weltweit. An den berühmten Felsmonumenten in Petra sind im Laufe der Zeit Schäden von teilweise erheblichem Ausmaß entstanden. Die Salzverwitterung stellt nach Expertenmeinung eine wesentliche Ursache für diese Schäden dar. Salze werden infolge Beregnung, Wasserabfluss oder aufsteigender Feuchte in die Felsmonumente eingetragen. Durch die komplexe Wechselwirkung zwischen den Gesteinen, der Salze und den Umweltbedingungen werden Salzverwitterungsprozesse ausgelöst, die dann zu Schäden unterschiedlichster Art und Intensität führen und damit schließlich zum Verlust wertvollen kulturellen Erbes. Die Salzverwitterung ist weltweit ein Problem an Steinmonumenten. Entsprechend groß ist das Spektrum bisher entwickelter Methoden /Techniken zur Entsalzung von Bauwerksgesteinen als Maßnahme zum Bauwerksschutz. Im besonderen Fall der peträischen Felsmonumente ist ein vollständiges Entfernen der Salze nicht möglich. Jedoch könnte bereits eine partielle Entfernung der Salze den Schadensfortschritt zumindest verlangsam. Da bisher angewandte Techniken zur Entsalzung hier nicht den gewünschten Erfolg gezeigt haben, sind neue Ansätze für effektive und nachhaltig wirksame Lösungen nötig. Ein neues internationales Forschungsfeld in diesem Zusammenhang stellt der Einsatz von Salzkristallisationsinhibitoren dar. Ziel der Anwendung dieser Produkte ist es, das Salzkristallisationsverhalten im Gestein so zu verändern, dass Aggressivität der Salzverwitterungsprozesse und damit ihre Schädigungspotentiale deutlich eingeschränkt werden können. Bisherige Studien haben gezeigt, dass die Verwendung von Natriumferrocyanid (Na4[Fe(CN)6]) eine vielversprechende Möglichkeit zur Entsalzung von Gestein darstellen kann, da dieser Stoff die Fähigkeit zeigt, das Auskristallisieren von Salzen an der Gesteinsoberfläche in Form leicht entfernbarer Effloreszenzen zu begünstigen. Jedoch ist das Wissen über Entsalzung mittels Natriumferrocyanid noch recht lückenhaft. Ziel dieser Arbeit war es, Potential und Effizienz von Natriumferrocyanid in Hinblick auf die Entsalzung von repräsentativen Bauwerksgesteinen aus Petra / Jordanien genauer zu untersuchen. Zunächst wurden petrographisch-petrophysikalische Untersuchungen an den Gesteinen durchgeführt. In einer ersten Versuchsreihe wurden die Gesteinsproben mit einer gesättigten Halit-Lösung (NaCl) vorbehandelt und anschließend mit Natriumferrocyanid-Lösungen unterschiedlicher Konzentration behandelt. In einer zweiten Versuchsreihe wurde die Verwendung von Natriumferrocyanid erstmals für ein Salzgemisch (Halit - NaCl, Sylvin - KCl) im Gestein untersucht. Die Untersuchungsergebnisse bestätigen das Potential von Natriumferrocyanid in Hinblick auf die Entfernbarkeit leicht löslicher Salze aus den Sandsteinen Petras. Dies betrifft Halit als Einzelsalz im Gestein, und noch in erfolgreicherem Ausmaß das Salzgemisch aus Halit und Sylvin.

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