Τροποποιημένα σωματιδιακά σύνθετα υλικά ως συμβατά και επιτελεστικά υλικά επεμβάσεων στερέωσης

Ξυνοπούλου, Ευαγγελία

dc.contributor.author	Ξυνοπούλου, Ευαγγελία	el
dc.date.accessioned	2015-11-23T11:02:57Z
dc.date.available	2015-11-23T11:02:57Z
dc.date.issued	2015-11-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41599
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.1918
dc.rights	Default License
dc.subject	Στερέωση λίθων	el
dc.subject	τροποποιημένα σωματιδιακά υλικά	el
dc.subject	πυριτικά στερεωτικά υλικά	el
dc.subject	νανοϋλικά	el
dc.subject	τετρα-αιθοξυ-σιλάνιο	el
dc.subject	stone consolidation	en
dc.subject	particle modified consolidants	en
dc.subject	PMC	el
dc.subject	silicon based consolidants	el
dc.subject	TEOS	el
dc.title	Τροποποιημένα σωματιδιακά σύνθετα υλικά ως συμβατά και επιτελεστικά υλικά επεμβάσεων στερέωσης	el
dc.contributor.department	Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	Υλικά και επεμβάσεις συντήρησης	el
heal.classification	Στερέωση μνημείων	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2015-10-30
heal.abstract	Στην παρούσα Διδακτορική Διατριβή αναπτύσσεται η παρασκευή τροποποιημένων σωματιδιακών σύνθετων στερεωτικών νανοϋλικών (Particle Modified Consolidants – PMC) αποτελούμενων από πυριτική βάση (τετρααιθοξυσιλάνιο - TEOS) στην οποία εισάγονται κολλοειδείς διασπορές νανοσωματιδίων πυριτίας (SiO2) και σωματιδίων τιτανίας (TiO2), και η αποτίμηση της αποτελεσματικότητάς τους ως συμβατά και επιτελεστικά υλικά στερέωσης πορωδών λίθων, τόσο στην κλίμακα του εργαστηρίου όσο και στην κλίμακα του μνημείου. Η παρασκευή τροποποιημένων σύνθετων νανοϋλικών πυριτικής βάσης για τη στερέωση πορωδών λίθων, αποσκοπεί στην αντιμετώπιση των συχνά αναφερόμενων μειονεκτημάτων που παρουσιάζουν τα ευρέως χρησιμοποιούμενα πυριτικά στερεωτικά υλικά, όπως είναι το φαινόμενο της συρρίκνωσης και της επακόλουθης ρηγμάτωσης κατά τη φάση της πήξης και σκλήρυνσης. Μέσω της προσθήκης νανοσωματιδίων σε πυριτική μήτρα επιδιώκεται η ενίσχυση της αποτελεσματικότητας των εν λόγω υλικών, βελτιώνοντας τις ιδιότητες και την ιξωδοελαστική τους συμπεριφορά. Έμφαση δόθηκε στην διερεύνηση και τον σχεδιασμό της βέλτιστης πειραματικής σύνθεσης του στερεωτικού υλικού στο εργαστήριο, αποσκοπώντας στην επίτευξη σταθερής κολλοειδούς νανοδιασποράς, η οποία παράλληλα θα ικανοποιεί τα κριτήρια που πρέπει να πληρούν τα στερεωτικά υλικά. Όπως διαπιστώθηκε μέσω της εφαρμογής ενόργανων τεχνικών (DLS, MIP, SEM, Nanoindentation), η προσθήκη νανοσωματιδίων πυριτίας συντελεί στον περιορισμό των φαινομένων συρρίκνωσης και ρηγμάτωσης των υλικών, ενώ μέσω της προσθήκης των μεγαλύτερων σωματιδίων τιτανίας επιτυγχάνεται περαιτέρω περιορισμός των ρηγματώσεων, με παράλληλη αύξηση του πορώδους του υλικού και την εμφάνιση μεγαλύτερων πόρων στο πήκτωμα. Κατόπιν πραγματοποιήθηκε η εφαρμογή των συνθέσεων που παρασκευάσθηκαν, σε δύο τύπους πορωδών λίθων και η αποτίμηση της συμβατότητας και επιτελεστικότητας των στερεωτικών υλικών με χρήση τόσο ενόργανων τεχνικών και μεθόδων (SEM, MIP, TMA, Υδατοαπορρόφηση μέσω Τριχοειδούς Αναρρίχησης, προσδιορισμός Διαπερατότητας σε Υδρατμούς) όσο και μη καταστρεπτικών τεχνικών (FOM, Υπερηχοσκόπηση, Χρωματομετρία). Για τη μελέτη της ανθεκτικότητας των στερεωτικών υλικών στην κρυστάλλωση των διαλυτών αλάτων, πραγματοποιήθηκαν δοκιμές επιταχυνόμενης γήρανσης σε κύκλους θειικού νατρίου. Με βάση τα αποτελέσματα, τα στερεωτικά υλικά δεν μεταβάλουν σημαντικά τα χαρακτηριστικά μικροδομής και την εμφάνιση των λίθων, επιτρέπουν τη διέλευση υδρατμών, ενώ παράλληλα προκαλούν αύξηση των μηχανικών τους ιδιοτήτων. Επιπλέον, μέσω των δοκιμών επιταχυνόμενης γήρανσης, προέκυψε ότι τα κατεργασμένα δοκίμια παρουσιάζουν μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στην δράση και κρυστάλλωση διαλυτών αλάτων σε σύγκριση με τα ακατέργαστα. Στο τελικό στάδιο, πραγματοποιήθηκε επί τόπου πιλοτική εφαρμογή της βελτιστοποιημένης σύνθεσης σε μνημείο από πορώδεις δομικούς λίθους και αποτίμηση της συμβατότητας και αποτελεσματικότητας του νανοϋλικού σε πραγματικές συνθήκες, μέσω μη καταστρεπτικών τεχνικών πριν και μετά την εφαρμογή. Μέσω του μη καταστρεπτικού ελέγχου προέκυψαν ενθαρρυντικά αποτελέσματα, καθώς τα στερεωτικά νανοϋλικά δεν επιφέρουν σημαντικές μεταβολές στα χαρακτηριστικά των υποστρωμάτων, ενώ δεν παρατηρήθηκαν ενδείξεις ασυμβατότητας των υλικών ή παρεμπόδισης της διαπνοής των λίθων.	el
heal.sponsor	H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) – Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: Ηράκλειτος ΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου.	el
heal.advisorName	Μοροπούλου, Αντωνία	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Μοροπούλου, Αντωνία	el
heal.committeeMemberName	Τσίμας, Σταμάτιος	el
heal.committeeMemberName	Χαριτίδης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Μπακόλας, Αστέριος	el
heal.committeeMemberName	Μπαδογιάννης, Ευστράτιος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	226
heal.fullTextAvailability	true