A new accelerated laboratory test for the assessment of the durability of materials with respect to salt crystallization

The RILEM Technical Committee 271-ASC was set up in 2016 with the aim ofdeveloping an improved procedure for the assessment of the durability of porous building materials, such as brick and natural stone, against salt crystallization, accelerating the deterioration process without significantly altering its mechanism.The test procedure developed by the TC 271-ASC proposes a new approach to salt crystallization tests. It starts from the consideration that it is necessary to accumulate a certain amount of salt to activate the damage. Thus salt damage can be seen as a process developing in two phases: accumulation and propagation. Based on this approach, a new salt crystallization test procedure has been defined, consisting of two phases: a first phase, in which salts are introduced in the material and accumulate close to the evaporation surface, followed by a second phase, in which damage propagates because of repeated dissolution and crystallization cycles induced by re-wetting with liquid water and by relative humidity (RH) changes.In this paper the procedure is described and the reasons for the choices made are elucidated. The procedure has been tested on two types of limestone and, at the moment of writing, is being validated in a round robin test carried out on 9 different substrates and involving 11 laboratories. Based on the results of the round robin test, the procedure will be fine-tuned.Heritage & Technolog

Effect of moisture on tuff stone degradation

Tuff stone elements with a large length/width ratio often suffer damage in the form of cracks parallel to the surface and spalling of the outer layer. The response of tuff to moisture might be a reason for this behaviour. This research aimed at verifying if differential dilation between parts with different moisture content (as outer and inner part of partially encased mullion) can lead to damage. The effect of moisture on the degradation of Ettringen and Weibern tuff from the Eifel, Germany, has been investigated. A purpose-made weathering test was carried out to simulate the wetting-drying process. Despite no cracks developed during the test, existing cracks widened up and the flexural tensile strength of both materials decreased. The moisture transport properties their porosity and pore size of the stones were determined. Ettringen tuff has a considerable amount of very fine porosity, resulting in slow moisture transport and significant hygroscopic adsorption. Both tuff stones have an extreme hydric dilation. Environmental X-ray diffraction analyses showed that Ettringen tuff undergoes (reversible) mineralogic changes when subjected to RH cycles, whereas this does not occur for Weibern. The results support the hypothesis that moisture gradients in tuff elements may enhance decay in this stone.Heritage & Technolog

Development of a new accelerated salt crystallization test

Architectur

Zout en behoud

Zoutkristallisatie kan leiden tot ernstige aantasting van steen en metselwerlk. Dit veelvoorkomende probleem vormt bij de zorg voor monumenten een blijvend punt van aandacht. In dit artikel wordt beschreven hoe het mechanisme van zoutkristallisatie werlct en ook op welke manieren zoutkristallisatie zich manifesteert. Het grote aantal factoren dat het schadebeeld kan beïnvloeden, maalktt het soms lastig om de oorzaak van het probleem te achterhalen. Van geval tot geval moet bekeken worden welk soort materiaaltechnisch onderzoek en welk soort onderzoek naar de herkomst van vocht en zouten noodzakelijk is.RMIT and Media SciencesArchitectur

Versneld en toch realistisch: Ontwikkeling van een snellere zoutkristallisatietest

Zoutkristallisatie is een van de meest voorkomende bedreigingen voor historische gebouwen. Zouten, aanwezig in poreuze materialen kunnen in interactie met vocht schade veroorzaken. Omdat vocht essentieel is voor dit schadeproces, kan onder sommige omstandigheden een ingreep, die verdere vochttoetreding tegengaat, een oplossing voor het probleem betekenen. Wanneer het materiaal al een aanzienlijke hoeveelheid zout bevat, kunnen echter zelfs wisselingen in de RV van de omgevingslucht nog kristallisatie en oplossingscycli teweeg brengen en daarmee schade veroorzaken. Maatregelen als ontzouten kunnen dan overwogen worden.RMIT and Media StudiesArchitectur

Desalination of historic masonry: From pre-investigation to after-care

Salt crystallization constitutes one of the most widespread decay mechanisms affecting historic buildings. Desalination is a conservation treatment of growing importance in the case of historic masonry. This paper describes the approach from pre-investigation and treatment to follow-up care as the basis for a successful preventive conservation of monuments suffering from salt decay.Architectural Engineering and TechnologyArchitectur

Indoor climate in the Rietveld Schröder house

The Rietveld Schröder House is not only an icon of Dutch architecture, but also a museum welcoming about 18,000 visitors each year. The unusual experimental character of the construction and the fact that the house is open to the publiccan be expected to affect the indoor climate and to pose some risks for the conservation of the building and the furniture. In order to assess possible risks related to the indoor climate and, if necessary, take measures, a monitoring of the indoor climate was carried out in 2017.Heritage & Technolog

Hoe kan effectieve ontzouting bereikt worden? Theorie en ervaringen uit de praktijk

Ontzouten door het gebruik van kompressen is een techniek die meer en meer gebruikt wordt in de conservering van historisch metselwerk. Niettemin, wordt ontzouten nog vaak uitgevoerd op een trial and error basis, zonder wetenschappelijke kennis van de processen die vocht- en zouttransport regelen. Om het ontzoutingsproces te optimaliseren is, binnen het Europese project Desalination, een modulair systeem van kompressen ontwikkeld. Dit is gebaseerd op het afstemmen van de porieverdeling van de kompressen op die van de ondergrond, om ontzouting op de meest efficiënte manier te bereiken. Deze aanpak is in de praktijk gebruikt bij het ontzouten van twee belangrijke monumenten: de meesterproeven in het Waag gebouw te Amsterdam en bij voorbereidende proeven aan de Porticus van het Rubenshuis te Antwerpen. In beide gevallen zijn bevredigende resultaten bereikt.RMIT and Media StudiesArchitectur

In-situ onderzoek naar de zoutbestendigheid van (pleister)mortels met ingemengd kristallisatie-inhibitor

Zoutkristallisatie is een van de meest voorkomende oorzaken van schade aan poreuze bouwmaterialen. In het bijzonder mortels lijden vaak aan zoutschade. De tot nu toe beschikbare oplossingen, zoals bijvoorbeeld speciale renovatiepleisters, zijn niet altijd compatibel met de bestaande, historische materialen. In de laatste jaren is een nieuwe aanpak ontwikkeld met betrekking tot renovatiemortels. Deze bestaat uit het toevoegen van kristallisatie-inhibitoren (d.w.z. ionen of moleculen die het kristallisatieproces wijzigen door nucleatie van zouten te vertragen en/of de habitus van de kristallen veranderen) tijdens het mengen van de mortel. Uit recent laboratoriumonderzoek aan kalkmortels is gebleken dat het toevoegen van een inhibitor de bestendigheid van de mortel tegen zoutschade verbetert. De inhibitor blijkt het transport van de zouten naar het oppervlak te bevorderen, waar ze vervolgens kristalliseren in de vorm van zoutuitbloei, wat geen schade veroorzaakt.In dit artikel wordt een lopend onderzoek gepresenteerd naar het effect van een inhibitor op de zoutbestendigheid van pleistermortels in de praktijk. In de Sint Nicolaaskerk in Brouwershaven zijn proefvlakken met twee type pleistermortels aangebracht: een kalkmortel (dezelfde als al in het lab getest) en een speciale, zout accumulerende pleister; voor elke type pleister is één vlak met en één vlak zonder inhibitor getest. Het gedrag van de mortels is onderzocht door, enkele maanden na de applicatie, een visuele en fotografische inspectie uit te voeren en door het vocht- en zoutgehalte in de pleister zelf en de achterliggende muur te meten.Heritage & Technolog

Effect of a mixed-in crystallization inhibitor on the properties of hydraulic mortars

Porous building materials are often subjected to damage due to salt crystallization. In recent years, the addition of crystallization inhibitors in lime-based mortar, has shown promising results in improving durability of this material against salt decay. Lime-based mortars have low mechanical properties and slow setting. They are often replaced with hydraulic binders to overcome these limitations. However, the effect of crystallization inhibitors in mortars with hydraulic binders is still unknown. Incorporation of crystallization inhibitors in hydraulic mortars would widen the application field of this new technology. In this research, the possibility to develop hydraulic mortars with mixed-in sodium ferrocyanide, an inhibitor of sodium chloride crystallization, is explored. As an essential first step, the influence of this inhibitor addition on the properties of hydraulic mortars is investigated. Two common types of hydraulic binders, natural hydraulic lime (NHL) and ordinary Portland cement (CEM I), were studied; the inhibitor was added in different amounts (0%, 0.1% and 1% by binder weight) during mortar (and binder paste) preparation. Relevant mortar and binder paste properties, in fresh (hydration, workability, setting time) and hardened (mechanical strength, elastic modulus, pore size distribution, water absorption) state, were assessed using several complementary methods and techniques. The results indicate that the addition of ferrocyanide does not alter the studied properties of both NHL and CEMI-based mortar and binder pastes. These results are promising for the further development of hydraulic mortars with an improved durability with respect to salt decay.Heritage & TechnologyMaterials and Environmen