Dr. Mehdi Razani-Unofficial Weblog

1.      هدف

1.1.    راهنمای حاضر در بر گیرنده دستور العمل انتخاب و استفاده از استحکام بخش­ها جهت نگهداری از سنگ است.

1.2.    در هنگام استفاده از استحکام بخش­ها بایست ویژگی­های هنری، تاریخی، معماری و فرهنگی به علاوه راهنمایی متخصصین با تجربه در حفاظت از سنگ مد نظر قرار گیرد.

1.3.    راهنمای حاضر برای جایگزینی استانداردهای دیگر و توصیه­هایی که توسط افراد متخصص این حوزه ارائه می­شود، پیشنهاد نشده است و جنبه­های مختلف آن ممکن است در مواقع و شرایط مختلف قابل اجرا نباشند از این رو نباید این سند را بدون در نظر گرفتن بسیاری از جنبه­های منحصر به فرد پروژه استفاده نمود.

1.4.     توضیحات مختصر آزمون­ها تنها با هدف آگاهی فراهم شده­اند از این رو جهت تکمیل بحث به منابع استاندارد مراجعه شود.

1.5.    مقادیر استاندارد با واحدهای اینچ و پوند ارائه شده­اند و مقادیر استاندارد نشده درون پرانتز و تنها برای اطلاع هستند.

1.6.    این استاندارد ادعایی برای پاسخ گویی به تمام نگرانی­های ایمنی، در صورت وجود، و در ارتباط با استفاده از آن ندارد. مسئولیت آن با کاربران خواهد بود و کاربر نیازمند مشورت مناسب و بکارگیری شیوه­های ایمنی مقتضی و تعیین قابلیت کاربردی و مشخص کردن محدودیت­هایش پیش از استفاده­ی از مواد است.

1. 2.      اسناد ارجاعی

2.1 . سیستم بین المللی و طبقه بندی شده انجمن مواد و آزمون آمریکا[4] هستند.

2.2. اسناد دیگر[5].

1. 3.      واژه شناسی فنی

3.1.  تعاریف لغات اختصاصاً برای این استاندارد است:

3.1.1. استحکام بخش: به ماده­ای اطلاق می­شود که برای تجدید پیوند میان ذراتی که ممکن است به سبب فرسایش یا مکانیسم­های تخریبی دیگر از دست رفته باشد، به کار می­رود. هدف درمان با استحکام بخش، کاهش میزان تخریب در سنگ است.

3.1.2. متخصص: معمار، حفاظتگر - مرمتگر، مهندسین و یا دیگر افراد حرفه­ای و با تجربه در انتخاب و استفاده از استحکام بخش­های سنگ هستند که از این به بعد با لفظ متخصص به آنها اشاره می­شوند.

1. 4.      اهمیت و استفاده

4.1. اطلاعات ارائه شده در این راهنما می­تواند به متخصصین در انتخاب و استفاده از استحکام بخش کمک کند.

4.2. استفاده از استحکام بخش باید تنها پس از در نظر گرفتن تمامی عوامل موثر در فرآیند تخریب سنگ­ها صورت پذیرد. بهترین روش، بررسی همه جانبه شرایط محیطی موجود و شناسایی اقدام مورد نیاز با تجزیه و تحلیل­های آزمایشگاهی بر روی سنگ و فرآورده­های تخریبی آن است. با  تعیین اطلاعات مکانیسم تخریب، توسعه طرح حفاظتی سنگ امکان پذیر می­گردد. هرچند ممکن است این بررسی­های مقدماتی نشان دهند که استحکام بخشی یک درمان نامناسب است.

4.3. فرآیند تخریب- مبحث فرآیند تخریب فراتر از اهداف این استاندارد است. هر چند آگاهی از فرآیند تخریب برای ارزیابی و انتخاب روش درمانی مناسب سنگ به انضمام استحکام بخشی شیمیایی حیاتی است (برای مطالعه در این زمینه به منابع مراجعه گردد).

4.4. استحکام بخشی بایست یکی از بخش­های طرح حفاظتی جامع محسوب گردد و استحکام بخشی سنگ بدون برطرف نمودن مشکلات اساسی موجود در فرآیند تخریب (همانند رطوبت صعودی یا زهکشی نامناسب) می­تواند دلیلی برای موفق نشدن درمان استحکام بخشی یا خود عامل آسیب و تسریع میزان تخریب در سنگ شود. شرایط سنگ باید قبل و بعد از درمان به­صورت کامل مستندنگاری گردد.

4.5.  تجربیات گذشته نشان داده­اند که برخی استحکام بخش­ها ممکن است باعث گسترش تخریب و یا به وجود آوردن مشکلات پیش بینی نشده گردد. در برخی موارد، ممکن است در کل، استفاده از استحکام بخش در سنگ مناسب نباشد. استحکام بخشی باید تنها بعد از تلاش­های ناموفق برای زدودن یا تغییر منشا زوال به کاربرده شود.

4.6. باید این حقیقت را در نظر داشت که فرآیند استحکام بخشی سنگ­های متخلخل یک اقدام برگشت ناپذیر است و استحکام بخش­هایی باید انتخاب شوند که در آینده درمان مجدد سنگ  را امکان پذیر گردانند. برای مثال درمان سنگ­های متخلخل، با مواد آبگریز ممکن است اجازه درمان مجدد با استحکام بخش­های پایه آبی را در آینده مقدور نسازند.

4.7. به هیچ وجه استحکام بخشی که باعث جلوگیری یا به تاخیر انداختن حرکت بخار آب از میان سنگ شود نباید مورد استفاده قرار گیرد.

1. 5.      روش شناسی

5.1. بخش­های مختلف این سند به نحوی ساماندهی شده که در برگیرنده هر مرحله از فرآیند انتخاب استحکام بخش باشد.

5.1.1. شناسایی استحکام بخش­های سنگ  با اهداف کاربردی.

5.1.2. دقت در شناسایی استحکام بخش منتخب.

5.1.3. آنالیز و مقایسه خواص نمونه­های درمان شده و درمان نشده.

5.1.4. تهیه و ارزیابی پانل­های آزمایشی در محل.

5.1.5. ارزیابی نهایی عملکرد و کارایی استحکام بخش.

1. 6.      اهداف عملکردی برای استحکام بخش­های سنگ.

6.1. نیاز است قبل از انتخاب استحکام بخش خواص فیزیکی( ملاک­های عملکرد) سنگ در شرایط محیطی که در نهایت قرار است در آن مستقر شود؛ تعیین گردد. در ادامه فهرستی از مشخصاتی که برای این شرایط متنوع قرارگیری در محیط مهم هستند؛ آمده است. هرچند برای یک کاربرد خاص تمامی مشخصات مد نظر نیستند. اما در آینده برای متخصص حفاظت سنگ جهت انتخاب آن خواص کاربردی ضروری است و در نظر گرفتن آنها برای کاربردهای ویژه الزامی است.

6.1.1.  عمق نفوذ-  استحکام بخش باید دست کم در لایه­های هوازده و فرسوده­ی سنگ و تا بخش سالم درون سنگ نفوذ کند. تجربه نشان داده است میزان عمق نفوذ بیشتر، احتمالاً موفقیت درمانی بیشتری را در پی خواهد داشت. ایجاد پیوند میان لایه­های آسیب­دیده­ی و استحکام بخشی شده در سطح و در درون سنگ، باعث کاهش لایه­ای شدن یا کنده شدن پوسته در بخش درمان شده خواهد شد.

6.1.2. قابلیت استحکام بخشی- درمان باید خواص مکانیکی سنگ، مانند مقاومت فشاری و خمشی، مقاومت سایشی و مقاومت در مقابل فرسایش را افزایش دهد.

 6.1.3.  نفوذ پذیری بخار آب-  عملیات درمان نباید میزان انتقال بخار آبِ سنگ را به­صورت قابل ملاحظه­ای تحت تاثیر قرار دهد.

6.1.4. مقاومت در برابر نیروهای انبساط داخلی- درمان ­بایست مقاومت در مقابل تخریب­های ناشی از تبلور نمک­ها یا تاثیرهای یخ زدن و ذوب شدن در سنگ را افزایش دهد.

6.1.5.  مشخصات انبساط حرارتی- ضریب انبساط حرارتی سنگ درمان شده نباید تفاوت زیادی نسبت به سنگ درمان نشده داشته باشد.

6.1.6. ظاهر- حالت مطلوب در استحکام بخش­های سنگ ایجاد کمترین تغییرات در ظاهر سنگ است، خصوصاً تغییر در بافت، فام رنگی، ارزش رنگی، براقیت، روشنایی یا تغییر در انعکاس.

6.1.7. نباید قابلیت جذب ذرات پراکنده در هوا شامل دوده و گرد و غبار در سنگ درمان شده نسبت به سنگ درمان نشده افزایش یابد.

6.1.8. دوام- سنگ استحکام بخشی شده باید خواص بهبود یافته­اش را برای طولانی مدت حفظ نماید.

6.1.9.  مقاومت در برابر آب –  عملیات درمانی باید مقاومت سنگ در مقابل انحلال و فرسودگی ناشی از آب را بهبود دهد. سنگ زوال یافته­ای که درمان می­شود باید مقاومت فرسایشی­اش نسبت به سنگ درمان نشده افزایش یابد.

6.1.10. فرسایش زیستی- استحکام بخش نباید بستری برای تغذیه و پشتیبانی برای رشد و نمو گونه­های فرسایشگر باکتریایی و گیاهان ریز[6]  فراهم کند.

6.1.   ملاحظاتی در رابطه با انتخاب استحکام بخش

7.1. هدف از درمان استحکام بخشی

7.1.1.  هدف اصلی درمان استحکام بخشی باید معین باشد، نوعاً، هدف درمان استحکام بخشی تجدید پیوندها میان ذراتی است که تضیف شده، دچار ریزترک شده و یا توسط دیگر مکانیسم­های تخریبی و هوازدگی از دست رفته­اند. درمان باید میزان طول عمر و بقای سنگ را بدون ایجاد پیامد­های مضر افزایش دهد.

7.2.  دستور العمل­های تاریخی حفاظت

7.2.1. درمان باید با قابلیت اجرا در بناها، اصول ایمنی مرسوم و دستور العمل­های تاریخی حفاظت مطابقت داشته باشد و همچنین باید هم راستا با کنوانسیون­های بین المللی نگهداری (ر.ک به بخش 2.2) و اصول بین المللی حفاظت باشد.

7.2.2. برای ساختارهایی که ممکن است هنری، فرهنگی و معماری یا با ارزش تاریخی باشند در ابتدا باید ملاحظات مربوط به گزارش ثبت و ضبط ساختار تاریخی صورت گیرد و در نهایت درمان استحکام بخشی انجام شود.

7.3. مشخصات سنگ –  مشخصات سنگ شامل مواردی چون: گونه سنگ، ترکیب شیمیایی، ترکیب کانی شناختی، ساختار و بافت، ساختار تخلخل، میزان توزیع منافذ و شرایط باید مورد ارزیابی قرار گیرد.

7.4. اقدامات انجام شده تاریخی- اقدامات انجام شده گذشته در زمینه استحکام بخش(ها) و گونه ویژه آنها در سنگ، باید مورد توجه قرار گیرد. اثر بخشی درمان  ممکن است به شدت وابسته به روش بکارگیری و شرایط موجود در طول درمان باشد.

7.5.  روش بکارگیری استحکام بخش- در انتخاب استحکام بخش، امکان بکارگیری آن در سنگ یا ساختار ویژه بایست سنجیده شود؛ به علاوه  مهارت کاربر و میزان ناحیه مورد استحکام بخشی باید مد نظر قرار گرفته شود. روش­های کاربردی عبارتند از: استفاده از قلم مو، استفاده از بخار یا افشانه کردن، غوطه­ور­سازی در ماده استحکام بخش، اشباع سازی بر اساس خاصیت بالارونده موئینگی و نفوذ دادن توسط فشار.

7.6.  ملاحظات زیست محیطی - تلاش­ها برای مهیا نمودن شرایطی مناسب جهت استفاده از استحکام بخش و حلال، همچنین به منظور ممانعت از آزاد شدن آلاینده­های پر خطر باید صورت پذیرد. شرایط اختلاط ترکیبات آلی فرار [7] و استحکام بخش باید توسط کارخانه تولید کننده بر اساس شیوهD3960   تعیین شوند. بکارگیری استحکام بخش باید با قواعد زیست محیطی قابل اجرا مطابقت داشته باشد. این امر مسولیتی برای کاربر است تا از (تغییرهای کاربردی استانداردها آگاه شود).

1. 7.      تجزیه و تحلیل سنگ درمان نشده

8.1.  نمونه­های سنگ فرسوده­ی درمان نشده باید برای تعیین نوع تخریب و دلایل آن، همچنین ضرورت درمان استحکام بخشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند.

8.1.1.  استحکام بخش نباید از حرکت بخار و رطوبت از داخل به بیرون مصالح ممانعت کند یا تاثیر قابل توجهی در به تاخیر انداختن آن داشته باشند زیرا این امر می­تواند باعث تخریب بیشتر سنگ گردد.

8.2. انتخاب آزمون­های (کاربردی) و تفسیر نتایج آن­ها باید توسط حفاظتگران متخصص سنگ انجام گردد. آزمون­های کاربردی باید بر  روی نمونه­های مطالعاتی تخریب شده و نمونه­های سالم سنگ مورد آزمایش قرار گیرند. آزمون­های  ASTMممکن است به وسیله متخصصین حفاظت سنگ به منظور مناسب سازی آنها برای مواد تاریخی تغییر کنند.

8.2.1. آزمون سنگ نگاری-  آزمون­های سنگ­نگاری و آزمایش­های پراش پرتو ایکس می­توانند ترکیب کانی شناختی، ریخت شناسی و  دیگر موارد قابل توجه سنگ­های تاریخی را تعیین کنند. آزمون­های فوق باید با هماهنگی متخصصین حوزه حفاظت سنگ هدایت و تفسیر شوند. برای راهنمایی بیشتر مراجعه شود به راهنمای C295 که برای استفاده در سنگ اصلاح شده است.

8.2.2.  جذب آب – از دیگر آزمون­های تعیین کننده برای جذب آب و چگالی نسبی جسم در کلیه نمونه­های سنگ­های طبیعی بناها (به غیر از اسلیت[8]) آزمون استاندارد [9]C97است. آزمون فوق الذکر روش ساده­ای برای اندازه گیری وزن[10] نمونه سنگ غوطه ور شده در آب، برای یک دوره بیست و چهار ساعته است. این روش به­صورت گسترده در تعیین میزان جذب آب، قبل و بعد از استحکام بخشی سنگ و در تابعی از زمان بعد از عملیات پیرسازی تسریعی پذیرفته شده است. درمان سنگ با استحکام بخش آبگریز باعث کاهش نسبتاً زیاد جذب آب می­شود و افزایش جذب آب پس از استفاده از این روش می­تواند تابعی از پیرسازی قلمداد شود. صحت این روش هنوز به درستی تعیین نشده است.

8.2.3. آزمون جذب موئینگی لوله کارستن[11]- بخش 2-2 ملاحظه شود. لوله کارستن شبیه به پیپ است که بخش برآمده آن تخت است و به­صورت عمود بر بخش بدنه که لوله­ای مدرج است متصل شده است. کارستن با بتونه[12] چسبناک (شبیه خمیر بازی) به­صورت عمودی بر روی مصالح نصب می­شود و پس از نصب، آب به داخل لوله ریخته می­شود تا اندازه آن در بخش مدرج، روی عدد صفر ثابت شود. میزان آب جذب شده در درون سطح مصالح تابعی از زمان است.

8.2.4. آنالیزهای نمک محلول[13]

 آنالیزهایی برای تعیین وجود و شناسایی نمک­های محلول همانند سولفات­ها، کلریدها، و نیترات­ها در سنگ انجام می­گیرد. عموماً برای شناسایی آنیون­ها و کاتیون­ها نمک­های شکفته شده از سنگ­های خرد شده یا حل شده در آب توسط استانداردهای متفاوت میکرو شیمیایی[14] یا روش­های تجزیه و تحلیل دستگاهی (اتمیک ابزوربشن، یون کروماتوگرافی و غیره)، استفاده می­کنند. تعیین ترکیبات اصلی موجود می­تواند توسط پراش پرتو ایکس، ضریب شکست و میکروسکوپ نوری پلاریزان و غیره صورت پذیرد. یقیناً وجود نمک­ها در سنگ می­توانند مانعی برای استحکام بخش­ها ایجاد کنند. اگر نمک­ها شناسایی شوند و سنگ هنوز به اندازه کافی مقاومت داشته باشد، برای مقاوم ساختن آنها در مقابل درمان مکانیکی، سطوح نمکی شکفته شده با بُرُس زدوده می­شوند. برطرف نمودن نمک­هایی که در عمق بیشتر نفوذ کرده­اند توسط درمان­های مبتنی بر ضمادگذاری یا برای سنگ­های کم تخلخل، توسط شستن با آب و دیگر روش­ها صورت می­گیرد. اگر سنگ ضعیف باشد و تاب مقاومت درمان­های مکانیکی را نداشته باشد، باید پیش استحکام بخشی با استحکام بخش مناسب انجام شود و در ادامه با یکی از روش­های آبی نمک­ها زدوده شود. در تمامی موارد منابع نمک­ها باید شناسایی گردند و اقدامات پیشگیرانه برای زدودن­ و جلوگیری از احتمال تجمع دوباره آنها بعد از استحکام بخشی در آینده انجام شود.

 9.       تجزیه - تحلیل و مقایسه نمونه سنگ­های درمان شده و درمان نشده

9.1 هنگامی که ضرورت استحکام بخشی وجود دارد؛ عملکرد نسبی استحکام بخش­ها در هر دو نمونه سنگ درمان شده و درمان نشده لازم است با استفاده از روش­های آزمون یکسان، ساختار سنگ­ها ارزیابی و تجزیه و تحلیل شوند، همچنین باید اطمینان حاصل کرد روش به کار برده شده برای درمان نمونه می­تواند باز تکرار گردد.

9.2 آزمایش­های زیر ممکن است به­عنوان بخشی از تجزیه و تحلیل مورد استفاده قرار گیرند. آزمون مناسب باید توسط متخصص حفاظت سنگ انتخاب شود. وابسته به تعداد و اندازه نمونه­های در دسترس ممکن است، آزمون­ها توسط متخصص تغییر کنند. نتایج آزمون باید در نمونه­های درمان شده و درمان نشده مقایسه و گزارش شوند.

9.2.1 عمق نفوذ- عمق نفوذ استحکام بخش درسنگ باید به­صورت یکنواخت و به اندازه کافی عمیق، جهت اثر گذاری بر لایه­ها و رسیدن به بخشی از سنگ که تخریب نشده صورت گیرد، زیرا تثبیت ناتمام و ناقص پوسته­های سطح، تمایل به تورق را افزایش می­دهند(برای مطالعه روش­های ارزیابی عمق نفوذ مراجعه شود به Kumar, 1997).

9.2.2 اعمال استحکام بخش- تا زمانی که نمونه درمان شده جرم ثابتی به دست آورد، اعمال آن مجاز است. اعمال استحکام بخش به­عنوان درصدی از جرم کل نمونه در نظر گرفته می­شود. اعمال بیش از حد استحکام بخش تخلخل و انتقال بخار آب در سنگ را کاهش می­دهد به علاوه حداقل استحکام بخشی مورد نیاز برای رسیدن به اهداف عملکردی باید به صورت آزمایشگاهی مشخص شده و در پیش بینی میزان پوشش، مورد استفاده قرار گیرد.

9.2.3 خواص مقاومتی- نتایج تعدادی از آزمایش­های جداگانه ممکن است برآوردی از بهبود خواص مکانیکی سنگ استحکام بخشی شده را به­دست دهند .این موارد عبارتند از: اندازه­گیری مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، ضریب گسیختگی و مقاومت سایشی، هر روش می­تواند اطلاعاتی از خواص عملکردی مورد نیاز برای سنگ استحکام بخشی شده را در اختیار قرار دهد.

9.2.3.1 مقاومت فشاری- لازم است اندازه­گیری مقاومت فشاری برای سنگ تثبیت شده­ای که نقشی در تحمل بار ایفا می­کند؛ انجام شود. روش آزمون[15]C170، نمونه برداری، آماده­سازی نمونه­ها و تعیین مقاومت فشاری سنگ طبیعی ساختمان را پوشش می­دهد. در مواد و مصالح ناهمسانگرد مانند سنگ ­مرمر، مقاومت­های فشاری در سه جهت قائم متفاوت هستند، که این امر نشان دهنده­ی وجود سطوح لایه­ای، دانه، و سردانه[16]در آن است. دقت این روش ثابت نشده است.

9.2.3.2 مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته – توانایی بازگرداندن قابلیت تغییر شکلِ الاستیک در سنگ استحکام بخشی شده با آزمون مقاومت خمشی سنگ اندازه­گیری می­شود. روش آزمونC880 روشی ارجح است (زیرا با استفاده از بارگذاری چهار نقطه­ای در طول میله­ها، که توزیع تنش خمشی آن بیش از یک منطقه بزرگ در مرکز شعاع است؛ عمل می­کند.) سایر روش­ها، مانند روش آزمونC99[17]،  در بارگذاری نقطه مرکزی استفاده می­شوند، که معرف محل شکست به­جای محل اعمال بار (و نه نقطه ضعیف) در سنگ است. مدول الاستیسیته خمشی توسط روش آزمونC1352 تعیین شده است.

تبصره 1- هنگامی که آزمایش با استفاده از روش­های آزمونC880 یا [18]C1352 انجام می­شوند، بارگذاری هر پنج نمونه درجهت موازی و عمود بر سطوح لایه­ای سنگ باید انجام شود. اگر مواد در دسترس است اندازه نمونهها باید به­صورت استاندارد باشد و اگر نیست، هرضخامتی از سنگ می­تواند استفاده شود، و طول نمونه باید 10 برابر ضخامت آن باشد. اگر از نمونه­های کوچک استفاده می­شود، استحکام بخش باید از طریق نمونه آزمایشگاهی نه تنها در منطقه سطحی بلکه کاملاً در آن نفوذ کند، نمونه­های درمان شده و درمان نشده را می­توان برای مقایسه آزمایش نمود اما این مقایسه نمی­تواند نشان­دهنده شرایط استحکام بخشی از طریق نفوذ در تمام ضخامت سنگ باشد.

9.2.3.3. مقاومت سایشی- استحکام بخش­ها عموماً برای به حداقل رساندن فرسودگی و سایش سطوح تخریب شده سنگ اعمال می­شوند. روش آزمون [19]C1353 ارزیابی مقاومت سایشی ابعاد سنگ را توصیف می­کند. این روش همچنین می­تواند برای بررسی افزایش نسبی مقاومت سایشی در موارد استحکام بخشی مورد استفاده قرار گیرد. روش آزمونC418 تعیین خواص مقاومت سایشی بتن را با قرار گرفتن در معرض پاشیدن ماسه[20] را  پوشش می­دهد. این روش برای بتن و ملات طراحی شده بود، اما ممکن است برای سنگ نیز مناسب باشد. مشابه، روش غیر ASTM، در نوشته­ها برای استفاده در گچ تثبیت شده شامل ساینده­های بادی[21] توسط حفاظتگران استفاده و شرح داده شده است (Phillips, 1982).

 9.2.4. جذب آب – برای روش­های آزمایش،8.2.2 را ببینید.

9.2.5. انتقال بخار آب-  میزان انتقال بخار آب در نمونه­های درمان شده، نباید در اثر استحکام بخشی به­صورت قابل توجهی کاهش یابد. تاثیر کاهش انتقال بخار آب بر روی مجموعه بناها باید در نظر گرفته شود.

9.2.5.1. روش­های آزمون E96/E96M  تعیین میزان انتقال بخار آب از میان مواد و مصالح مختلف، از جمله سنگ را پوشش می­دهند. روش­های آزمونی برای نمونه­هایی که بیشتر 4/1 اینچ (32 میلیمتر) ضخامت ندارند؛ محدودیت­هایی دارند، مگر اینکه بر اساس روش­های آزمون E96/E96M تهیه گردند. دو روش آزمون­های پایه در  E96/E96M تشریح شده است. روش خشک کردن و روش آب دهی  که می­توانند برای اندازه گیری نفوذپذیری و دو تغییر شامل شرایط یک طرف خیس و طرف دیگر با میزان کمی رطوبت باشد. در روش خشک کردن، نمونه­های مهروموم شده در ظرف آزمون دهان باز، حاوی خشک کن، و ترکیبی از دما و رطوبت کنترل شده هوا قرار می­گیرد. تعیین وزن متناوبِ میزان حرکت بخار آب در نمونه که سمتِ خشک شدن می­رود را نشان می­دهد.

در روش آبی، ظرف حاوی آب مقطر است و تعیین وزن و میزان حرکت بخار در نمونه از طریق آب در هوای کنترل شده صورت می­گیرد. اختلاف فشار بخار جز در تغییرات زیاد رطوبت در طرف مقابل نمونه آزمون در هر دو روش یکسان است. این آزمایش­ها باید در سنگ­های درمان نشده و تنها بر روی نمونه­های سنگی که به­طور یکنواخت استحکام بخشی نشده­اند، اجرا شوند. انتظار نمی­رود نتایج قابل قبولی از روش­های مختلف حاصل شود. از این رو روش انتخابی باید نزدیکترین حالت به شرایط محیطی واقعی سنگ باشد.

9.2.6. مقاومت در مقابل آسیب تبلور نمک-با غوطه­وری متناوب سنگ در نمکِ سولفات سدیم و خشک کردن آن با آوون، مقاومت نمونه­های درمان شده و درمان نشده نسبت به از هم پاشیدگی از طریق شکفتگی نمک می­تواند ارزیابی شود(روش آزمون  C88را ملاحظه نمایید). مقاومت سنگ در نتیجه اندازه­گیری میزان کم شدن حجم نمونه آسیب دیده از طریق تبلور نمک محاسبه خواهد شد. این آزمون برای نمونه­های درمان شده با استحکام بخش­­های آبگریز انجام نمی­شود. 

9.2.7. تغییر ظاهر- بایست نمونه سنگ­های درمان شده با سنگ­های درمان نشده به منظور اندازه گیری میزان تغییرات ظاهری یا جلای سطحی یا هر دو، مقایسه شوند. این مقایسه را می­توان به­صورت بصری با اشل­های رنگی مونسل[22]یا با استفاده از وسایلی که در کمیته­ی بین المللی تذهیب[23]با مختصات آزمایشگاهی می­سنجند؛ این کار را انجام داد. درمان با استحکام بخش غالباً باعث تغییر ظاهریِ قابل ملاحظه­ای در سطح می­گردد. علیرغم این، استاندارد پذیرفته شده­ای برای اندازه­گیری این امر در سطوح سنگی توسعه نیافته است. تغییراتی که معمولاً پس از درمان با استحکام بخش یا بخار حلال صورت می­گیرند عموماً به طرف تیره­تر نمودن سطح تمایل دارند و اگر بیش از اندازه بر روی سطح اتفاق بیافتد، باعث بالا بردن حالت انعکاس آینه­ا­ی (صیقلی شدن) خواهد شد. استحکام بخش قابل قبول باید مثل آب، بی رنگ بوده و به خودی خود دارای دوام رنگی باشد و موجب تغییر فام رنگی در سنگ نگردد. این امکان پذیر است، هرچند آلودگی­های سطحی سنگ­ها نیز می­توانند؛ در استحکام بخش حل شوند و در تغییر رنگ سطحی شرکت داشته باشند. تغییر در سیمای سطحی سنگ ممکن است در طول زمان یا در نتیجه قدمت رخ داده باشد. در برخی موارد از این امر به عنوان زردشدگی ظاهری ذکر شده است( به علت اکسیدشدگی و تخریب استحکام بخش در سطح).

در موارد دیگر،(با گسترش رنگ در اثر اکسیدشدگی استحکام بخش با ترکیبات رنگساز مواجه هستیم). از آنجا که سطوح سنگ به­صورت ذاتی غیر یکنواخت هستند؛ اسپکتروفوتومتر یا رنگ سنج[24]( ابزار استفاده شده برای اندازه­گیری تغییرات رنگی سیما) باید قادر به مشاهده بخشی از سطح سنگ که ارائه دهنده میانگینی آماری از ویژگی­های سطوحِ بزرگتر است باشند. برای به دست آوردن نشانه­ای از یکنواختی، خوانش باید در چندین نقطه مختلف بر روی سطح سنگ صورت گیرد. ابزار امروزی می­توانند هر دو اشعه انعکاس آینه وارِ بیرونی و درونی را از بستر حذف نموده و آنها را اندازه گیری نمایند که در آن عامل گسترش جلای سطحی برای سطح در نظر گرفته شود.

9.2.7.1. تمرینD2244 محاسبات مربوط به تفاوت­های جزئی مختصات رنگی ابزار اندازه­گیری را پوشش می­دهد. این ابزار برای دست یابی به اطلاعاتِ سطوح غیر یکنواخت و کدر طراحی شده است. زیرا سطوح سنگی طبیعی به ندرت قبل و بعد از استحکام بخشی به­صورت یکنواخت رنگین می­شوند. بسیاری از ابزارهای مدرن اندازه گیری رنگ، کامپیوتری هستند و توانایی اجرای محاسبات دقیق و ارائه تفاوت های رنگی و تغییرات روشنایی و تیرگی بر روی نمونه را دارند.

9.2.7.2. راهنمای E179 برای انتخاب مقیاس اندازه­گیری و تجهیزات دقیق، توصیف و ارزیابی ویژگی­های ظاهری از جمله براقیت، کدورت، روشنایی، شفافیت، و تیرگی بر حسب انعکاس یا انتقال نور، در نظرگرفته شده است. راهنمای مذکور تغییراتِ طیف برگشتی را در نظر نمی­گیرد اما متغیرهای هندسی توصیف شده در اینجا می­توانند تاثیر تجهیزات اندازه­گیری را در ارزش رنگی مد نظر قرار دهند. راهنمای فوق در این حوزه به نسبت مواد و ابزار خاص کلی است.

9.2.7.3. اصطلاحنامه E284 واژگانی را که در توصیف و تشریح ظاهر و سیمای مواد استفاده شده را معین کرده است.

9.2.8. آزمون­های هوازدگی تسریعی: آزمون­های هوازدگی تسریعی بر روی نمونه­های درمان شده و درمان نشده برای تعیین ثبات نسبی، دما، رطوبت و نور بر سنگ استحکام بخشی شده انجام می­شوند.

9.2.8.1. تمرین E632 مراحلی که بایست به دنبال آزمون­های تسریعی جهت پیش بینی عملکرد مصالح ساختمانی در زمان استفاده  توجه شود، را پوشش می­دهد. نتایج آزمون­ها ممکن است برای مقایسه دوام نسبی مصالح درمان شده یا درمان نشده یا برای پیش بینی میزان عمر مواد در طی زمان استفاده به کار برده شوند. این تمرین پوشش دهنده رهیافتی یکنواخت برای پیش بینی کارکرد ماده، شامل شناسایی اطلاعات ملزوم، توسعه آزمایش­ها، تفسیر داده­ها و گزارش نمودن نتایج است. آزمون­های پیش بینی عمر ماده و میزان کارکرد آن می­توانند به دو گونه مجزا تقسیم­بندی شوند. آزمون­های تسریعی کوتاه مدت و آزمون­های پیرسازی تسریعی و کوتاه مدت که از ترکیب آزمون­های غیر تسریعی با آزمون­هایی که قادر به اندازه گیری تغییرات دقیقه­ای خواص هستند به وجود آمده است. این تمرین اختصاصاً برای توسعه آزمون­های پیرسازی تسریعی جهت تهیه آزمون­هایی که عمر کارکردی را پیش بینی می­نمایند، پیشنهاد شده است.

9.2.8.2. انواع مختلفی از آزمون­های پیرسازی تسریعی می­توانند انجام گیرند اما تنها برخی موارد برای شبیه­سازی قرارگیری سنگ در شرایط محیطی آینده آن استفاده می­شوند و عبارتند از.

• مواجهه با اشعه ماورا بنفش در شرایط کنترل شده دمایی و رطوبت نسبی.
• دوره­های خیس و خشکِ  دمایی.
• دوره­های یخ زدن و ذوب شدن.
• دوره­های متبلور شدن نمک.
• خوردگی با اسید یا دوره­های بخار نمکی

9.2.8.3.  برای اطلاعات بیشتر در مورد شیوه انجام آزمون­های تسریعی تمرین­های E632, G26, G53 و همچنین فیلر(Feller, 1994)  را مشاهده مایید.                                                                                                                                      

9.2.9. درمان نمونه­های سنگی با استحکام بخش­ها غالباً نتایجی به سمت کاهش تخلخل و تغییر در توزیع اندازه منافذ ایجاد می­کند. در مورد اول،کاهش قابل توجه تخلخل می­تواند سبب به دام افتادن آب و پس از آن افزایش تدریجی تنش­های داخلی، ناشی از یخ زدن و ذوب شدن ­­گردد. تغییر توزیع اندازه منافذ نیز ممکن است در اثر پرکننده­گی انتخابی در منافذ با ابعاد مختلف ایجاد شود. تاثیر این تغییرات در دوام و فرسودگی سنگ به نسبت گونه­های مختلف تغییر می­کند. ویژگی­های منافذ داخلی و شرایط محیطی تنش­زا و همبستگی بین آنها همیشه آسان نیست. ترکیبی از روش تخلخل­سنجی با نفوذ دادن جیوه به همراه دیگر فنون همانند مشاهدات میکروسکوپ الکترونی روبشی، اندازه­گیری سطح منطقه، مشخصات جذب آب و اطلاعات شدت صوت، می­توانند اطلاعاتی درمورد تاثیر مقاومت در مقابل هوازدگی را  بر اساس تغییرات ساختار منافذ  بدست دهد( ببینید Rossi-Doria, 1985).

 10.  پانل آزمون­ در محل

10.1. هدف آزمون

هدف آزمون در محل، ارزیابی عملکرد استحکام بخش انتخابی یا استحکام بخش­ها در ساختار سنگ نماینده منطقه، قبل از به­ کار بردن آن در کل منطقه­ی نیازمند درمان است. در هنگام انتخاب یک منطقه برای آزمون در محل، از کوچکترین منطقه­ای که نتایج آن بتواند نماینده­ای از کل حجم اثر باشد، استفاده می­شود. در همین راستا یک منطقه ناپیدا و نامشخص را باید انتخاب نمود. منطقه درمان شده باید حداقل یک سال قبل از ارزیابی عملکرد استحکام بخش در معرض آب و هوا قرار گیرد. بر اساس نتایج آزمون­های قبلی انجام شده در آزمایشگاه یکی یا استحکام بخش­های بیشتری می­تواند در آن ناحیه آزمون شوند، متخصص سنگ و همچنین صاحب ساختمان، ساختار، یا مصنوع باید آگاه باشند که بسیاری از درمان­ها غیر قابل برگشت بوده و اقدامات انجام شده در مناطق آزمون نمی­توانند؛ حذف شود.

10.2.  انتخاب محل بخش آزمون- محل قرارگیری ناحیه آزمون باید نماینده­ای از تنوع شرایط زیست محیطی که سنگ تحت آن قرار می­گیرد، انتخاب شود. نواحی شبیه بخش درمان شده باید به­صورت درمان نشده (با کنترل) رها شوند. شرایطی که در انتخاب ناحیه آزمون قابل ملاحظه هستند عبارتند از: وضعیت موجود در سنگ(رسوب در سطح و تخریب، گونه تخریب، پیشرفت تخریب)، ویژگی­های معماری که عملکرد سنگ را تحت تاثیر قرار می­دهد(برآمدگی­ها، جان­پناه­ها، سقف­ها)، قرار داشتن در معرض آب و هوای غالب، و اهمیت هنری و تاریخی از ویژگی­های این آزمایش هستند.

10.3. آماده­سازی ناحیه آزمون

10.3.1. مستندنگاری- شرایط پیشین سنگ، قبل از درمان باید به­صورت مستند با عکس­ها،شامل عکس­های بزرگ یا سه بعدی و یادداشت و طراحی یا هر دو ثبت و ضبط شوند. هر دو منطقه کنترل و منطقه آزمون باید مستندنگاری شوند.

10.3.2. کاربرد روش­ها: روش­های استفاده شده در ناحیه­های آزمون باید کاملاً شبیه و همانند روش­هایی باشند، که در کل ساختار مورد استفاده قرار خواهند گرفت در همین راستا مقررات ایالتی و محلی در مورد ایمنی و آلودگی هوا باید رعایت گردند. منطقه آزمون باید درمان­های همسانی که در  نهایت  بر ساختمان اجرا می­شود دریافت نمایند. برای مثال، اگر تمیز کردن، پر کردن کمبودها و بند کشی مجدد برای ساختار برنامه ریزی شده است، آنها باید در منطقه آزمون نیز انجام شوند.

10.3.3. درمان منطقه آزمون- بکار بردن استحکام بخش باید از مواد همانند و روشی که برای اقدام بر روی ساختار کلی در نظر گرفته شده است، استفاده شود. برای مثال اگر اسپری نمودن استحکام بخش برنامه ریزی شده، باید بر روی ناحیه آزمون نیز استحکام بخش اسپری شود. در طول اقدام، میزان استحکام بخش استفاده شده، دما، زمان انجام عمل، و دیگر جزئیات مرتبط باید ثبت شوند. ممکن است نواحی مجاور با منطقه آزمون برای جلوگیری از ریخته شدن استحکام­بخش و یا اسپری شدن آن  پوشانده شوند. همچنین ممکن است ناحیه آزمون وابسته به خصوصیات استحکام بخش انتخابی، در مقابل باران و نور خورشید در حین درمان و بعد از آن محافظت شود.

10.4. ارزیابی منطقه آزمون

10.4.1. مصرف استحکام بخش- بایست میزان استفاده از استحکام بخش در سطح منطقه تعیین شده باشد. نخست: کمیت مورد نیاز برای درمان را تخمین بزنید و دوم کمیت مشابه استحکام بخش که در واقع در طول درمان به کار برده می­شود را کنترل نمایید.

1.4.2. ارزیابی در محل- ارزیابی باید بلافاصله بعد از استحکام بخشی و یک سال پس از گذراندن چرخه­ی فصلی انجام گیرد یا زمانی که به­وسیله متخصص پیشنهاد می­گردد.

10.4.2.1. منطقه درمان شده و منطقه کنترل باید  در رابطه با هرگونه اثر سوء ظاهری مورد مقایسه قرار گیرند.

10.4.2.2. میزان تخریب اتفاق افتاده در ناحیه درمان شده و ناحیه کنترل باید بر اساس شرایطی که تصاویر و طراحی­ها قبل از درمان اثر ثبت کرده­اند، مقایسه شوند.

10.4.3. تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی: تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی به منظور بررسی کارایی اقدامات، مطابق با نتایج آزمایشگاهی استفاده می­شود. اگر مجاز باشد نمونه­های مورد کنترل و نواحی درمان شده می­توانند برای ارزیابی آزمایشگاهی برداشته شوند. آزمون­های ممکن عبارت­اند از:  عمق نفوذ، انتقال بخار آب، سنگ­نگاری و آزمایش میکروسکوپ الکترونی روبشی و جذب آب(کلی و موئینگی).

11.  ارزیابی نهایی عملکرد استحکام بخش

11.1.  انتخاب استحکام بخش برای استفاده باید توسط متخصص انجام گیرد منطقه آزمون باید بررسی شده و به سوالات زیر پاسخ داده شود:

• آیا استحکام بخش به اهداف عملکردی مشخص شده در بخش 6 رسیده است؟
• در طول آزمون در محل عوارض جانبی در ساختار بوجود آمده است؟
• در مناطق آزمون، سنگ درمان شده تخریب کمتری نسبت به سنگ درمان نشده نشان می دهد؟
• §         آیا درمان به صورت عملی و اقتصادی امکان پذیر است؟

پی­نوشت­ها