Χαρακτηρισμός των δομικών υλικών και διάγνωση της φθοράς του καθολικού της Ιεράς Μονής Παναγίας Βαρνάκοβας: προτάσεις συμβατών υλικών αποκατάστασης

Μιχάλαρος, Χριστόφορος; Michalaros, Christoforos

dc.contributor.author	Μιχάλαρος, Χριστόφορος
dc.contributor.author	Michalaros, Christoforos
dc.date.accessioned	2020-02-14T14:09:29Z
dc.date.available	2020-02-14T14:09:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49778
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.17476
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Μεταπτυχιακή εργασία. Διεπιστημονικό - Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) "Υλικά και Επεμβάσεις Συντήρησης - Προστασία Μνημείων (Κατ. B')"	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/	*
dc.subject	Μη καταστρεπτικές μέθοδοι	el
dc.subject	Χαρακτηρισμός λίθων	el
dc.subject	Χαρακτηρισμός κονιαμάτων και επιχρισμάτων	el
dc.subject	Φωτογραμμετρικές αποτυπώσεις	el
dc.subject	Συμβατά υλικά αποκατάστασης	el
dc.subject	Non destructive techniques	en
dc.subject	Stone characterization	en
dc.subject	Mortar and plaster characterization	en
dc.subject	Photogrammetric documentation	en
dc.subject	Compatible and performative materials	en
dc.title	Χαρακτηρισμός των δομικών υλικών και διάγνωση της φθοράς του καθολικού της Ιεράς Μονής Παναγίας Βαρνάκοβας: προτάσεις συμβατών υλικών αποκατάστασης	el
dc.title	Characterization of building materials and decaying diagnosis of catholic church of the Holy Monastery of Karnakova: an approache of compatible meterial for restration	en
heal.type	masterThesis	el
heal.classification	Architecture -- Conservation and restoration	en
heal.classification	Προστασία μνημείων	el
heal.language	el	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-10-14
heal.abstract	Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη και ο χαρακτηρισμός των δομικών υλικών (λίθων, κονιαμάτων και επιχρισμάτων), η μελέτη της κατάστασης διατήρησης του μαρμαροθετημένου δαπέδου, καθώς επίσης και οι προτάσεις συμβατών υλικών αποκατάστασης του Καθολικού της Ιεράς Μονής Παναγίας Βαρνάκοβας. Στο πλαίσιο αυτό χρησιμοποιήθηκαν αναλυτικές τεχνικές στο εργαστήριο, καθώς και μη καταστρεπτικές μεθόδοι επί τόπου στην κλίμακα του μνημείου. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν οι τεχνικές της Οπτικής Μικροσκοπίας (ΟΜ), Περίθλασης Ακτίνων Χ (XRD), Διαφορικής Θερμοβαρυμετρικής και Θερμικής Ανάλυσης (DG-DTA), Δοκιμές Ολικής Εμβάπτισης, Προσδιορισμό Ολικών Διαλυτών Αλάτων (SST%), Μετρήσεις Μηχανικών Αντοχών, και οι μη καταστρεπτικές τεχνικές της Ψηφιακής Μικροσκοπίας (DM), Κρουσιμετρίας (Schmidt Hammer), Θερμογραφίας Υπερύθρου (IR). Επίσης, έγινε τρισδιάστατη γεωμετρική τεκμηρίωση με χρήση λογισμικού πακέτου Πολυεικονικής διαχείρισης, με αποτέλεσμα τη φωτογραμμετρική απόδοση του δαπέδου του ναού και τη παραγωγή ορθοφωτογραφίας. Η παραγόμενη ορθοφωτογραφία χρησιμοποιήθηκε για τη χαρτογράφηση των φθορών του δαπέδου με χρήση CAD λογισμικού. Ως προς τον χαρακτηρισμό των υλικών, ο κύριος δομικός λίθος του μνημείου είναι συμπαγής γκρίζος-μπεζ συμπαγής ασβεστόλιθος διάσπαρτος από διακλάσεις και στυλόλιθους. Παρουσιάζει ως κύρια ορυκτολογική φάση, ασβεστίτη, και ως δευτερεύουσα, χαλαζία. Εμφανίζει υψηλές μηχανικές αντοχές, ωστόσο με υψηλή διασπορά τιμών, η οποία οφείλεται στην ύπαρξη διακλάσεων και στυλόλιθων, μη σαφούς προσανατολισμού. Παράλληλα, στην ανωδομή απαντώνται πωρόλιθοι, ένας πορώδης ασβεστόλιθος και ένας πορώδης ασβεστόλιθος, οι οποίοι παρουσιάζουν μόνο ασβεστίτη στην ορυκτολογική ανάλυση, ενώ παρουσίασαν υψηλά ποσοστά διαλυτών αλάτων. Επίσης, όλα τα κονιάματα που εξετάστηκαν, παρουσιάζουν ως κύρια ορυκτολογική φάση τον ασβεστίτη και ως κύρια δευτερεύουσα ορυκτολογική φάση τον χαλαζία. Τα κονιαμάτα/επιχρισμάτα ταξινομούνται σε δυο βασικές ομάδες, τα ιδιαιτέρως υδραυλικά με χαμηλότερα ποσοστά ανθρακικών ενώσεων, που ανήκουν στην πρώτη κατασκευαστική φάση του Καθολικού (κονιάματα δαπέδου, κονίαμα εξωνάρθηκα και επιχρίσματα κιστέρνας), και αυτά που παρουσιάζουν ελαφρώς υδραυλικό χαρακτήρα και σχετικά υψηλά ποσοστά ανθρακικών ενώσεων, που θεωρούνται πως ανήκουν στη δεύτερη φάση ανακατασκευής (αρμολογήματα και τα κονιάματα δόμησης του Καθολικού, καθώς και τα υπόλοιπα επιχρίσματα). Ολοκληρώνοντας τον χαρακτηρισμό, τα αρμολογήματα και τα κονιάματα δόμησης του Καθολικού, καθώς και τα υπόλοιπα επιχρίσματα ανήκουν στη δεύτερη ομάδα, ελαφρώς υδραυλικού χαρακτήρα. Το κονίαμα αρμολόγησης του καμπαναριού είναι σε εξαιρετικά κακή κατάσταση διατήρησης και δεν ανήκει σε καμία από τις παραπάνω ομάδες. Το επίχρισμα γύψου που απαντάται στην ανωδομή, πιθανά πρόκειται για μεταγενέστερη επέμβαση. Τέλος, στα κονιάματα δαπέδου υπάρχει ανερχόμενης υγρασίας καθώς ανιχνεύονται χλωριόντα στο όριο του 3%. Κατόπιν, σε αναζήτηση συμβατών λιθοσωμάτων και περιοχών λατόμευσης στην κοντινή περιοχή, δύο γκρίζοι-μπεζ ιστορικοί ασβεστόλιθοι, που αποτελούν τον δομικό λίθο του Καθολικού ταυτίζονται με τον μπεζ-γκρίζο ασβεστόλιθο του λατομείου που εξετάστηκε. Ταύτιση παρουσιάζουν και οι μηχανικές αντοχές των λίθων μεταξύ τους (θλιπτική αντοχή ενδιάμεση των δυο ιστορικών δειγμάτων). Η μεγάλη διασπορά που παρουσιάζεται στις μετρήσεις των συγκεκριμένων λίθων, (ιστορικών και λατομείου), αποδίδεται στην πληθώρα διακλάσεων και στυλόλιθων. Το μαρμαροθετημένο δάπεδο του Καθολικού της Μονής Βαρνάκοβας, διατηρεί μέρος της αυθεντική σύνθεσης, που κατά το μεγαλύτερο μέρος της καλύπτεται από μπεζ-γκρι συμπαγή ασβεστόλιθο όμοιο του λίθου δόμησης. Το δάπεδο έχει αποκατασταθεί στο παρελθόν. Ένα μεγάλο μέρος νεότερης συμπλήρωσης αφορά σε λίθο πάλι όμοιο του δομικού λίθου. Παρουσιάζει ιδιαίτερης αισθητικής μαρμαροθετήματα. Έγινε πετρογραφική και ορυκτολογική ταυτοποίησης λίθινων «ψηφίδων», που θεωρούνται αυθεντικές. Προέκυψαν έτσι οι λίθοι, κόκκινος Πηλίτης, κόκκινος Μάνης, τεφρός βιομικριτικός ασβεστόλιθος, υποκίτρινος μικριτικός ασβεστόλιθος, πρασινωπός χαλαζίτης, ερυθρωπός βιομικριτικός ασβεστόλιθος, Κροκεάτης λίθος (Lapis Lacedemonius), Πράσινος λίθος Xασάμπαλης (Verde Antico) και Λευκό ασβεστιτικό μάρμαρο. Πραγματοποιήθηκε η διάγνωση του δαπέδου με διάφορες παρατηρήσεις ως προς τις νεότερες επεμβάσεις, με κυριότερη την ένδειξη αφαίρεσης χτιστού βάθρου από το ιερό, επέμβαση με έντονα κατάλοιπα φθοράς. Έπειτα, για να γίνει η σύσταση συμβατών και επιτελεστικών κονιαμάτων και ενεμάτων έγινε η εφαρμογή της αντίστροφης μηχανικής προσέγγισης. Κατόπιν συγκριτικής μελέτη των ιστορικών κονιαμάτων που έχουν μελετηθεί στο Εργαστήριο Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών προτείνεται ως βέλτιστη λύση η χρήση εμπορικού κονιάματος ασβέστη - μετακαολίνη. Παρομοίως στη περίπτωση των ενεμάτων, ως πλέον συμβατό, προτείνεται εμπορικό ένεμα, βάσης ασβέστη-μετακαολίνη, το οποίο παρουσιάζει τη μέγιστη συνάφεια με το κονίαμα. Τέλος, γίνονται προτάσεις υλικών και επεμβάσεων συντήρησης για το μαρμαροθετημένο δάπεδο, οι οποίες κατά κύριο λόγο περιλαμβάνουν τη συμπλήρωση, τον καθαρισμό, τη στερέωση και συγκόλλησεις θραυσμένων λίθινων όπου είναι απαραίτητο. Ωστόσο, κρίνονται απαραίτητες οι πιλοτικές εφαρμογές επεμβάσεων καθαρισμού και στερέωσης, για τον έλεγχο συμβατότητας, ώστε να επιλεγούν τα κατάλληλα συμβατά υλικά.	el
heal.abstract	The objective of this thesis is the study and characterization of building materials (stones, mortars and plasters), the study of opus sectile flooring's conservation status, as well as the proposals for compatible restoration materials of the Catholic Church of the Holy Monastery of Varnakova. In this context, some analytical techniques were used in the laboratory, as well as non‐ destructive methods in situ to the monument. Specifically, the techniques of Optical Microscopy (OM), X‐ray diffraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DG‐DTA), Total Immersion Tests, Determination of Total Salts, SSTs, S% non‐ destructive techniques of Digital Microscopy (DM), Infrared Thermography (IR). Also, 3D geometric documentation was made using a Multi‐Virtual Management software package for advanced image‐based 3D modeling, resulting in photogrammetric rendering of the temple's opus sectile floor and orthophotography production. The orthophotos produced were used to map the damage to the opus sectile floor using CAD software. In terms of material characterization, the monument's main building stone is a solid gray‐ beige limestone scattered with rifts and pens. It presents as the main mineral phase, calcite, and as a secondary quartz. It exhibits high mechanical strengths, however, with a high dispersion due to the existence of non‐clear orientations of rifts and pens. At the same time, the superstructure contains porous limestones, a porous fossil limestone and a porous fossil limestone, which present only calcite in the mineralogical analysis, while presenting high percentages of soluble salts. Also, all the mortars examined show limestone as the main mineralogical phase and quartz as the main mineralogical phase. Mortars / plasters are classified into two main groups, particularly hydraulics with lower carbon content, which belong to the first phase of the Catholic construction (floor mortars, exterior mortars and cistern plaster), and those with high hydrocarbon coatings. compounds, which are considered to belong to the second phase of remodeling (Catholic mortars and mortars, as well as other plasters). In completing the characterization, the grouts and mortars of the Catholic construction, as well as the rest of the plasters belong to the second group of slightly hydraulic character. The campanile's mortar is in extremely poor condition and does not belong to any of the above groups. The plaster plaster found on the suprastructure is likely to be a later operation. Finally, there is rising humidity in the floor mortars as Chlorides are detected at the 3% limit. Then, in search of compatible lithosomes and quarrying areas in the vicinity, two gray‐beige historical limestones that form the Catholicon are identified with the beige‐gray limestone of the quarry examined. The mechanical strengths of the stones are similar (compressive strength between 12 the two historical samples). The large dispersion shown in the measurements of these stones, (historical and quarry), is attributed to the abundance of rifts and pens. The marble flooring of the Cathedral of the Varnakova Monastery retains part of its original composition, most of which is covered by a beige‐gray solid limestone‐like stone structure. The floor has been restored in the past. Much of the newer filling is related to stone again similar to that of stone. It has special aesthetic opus sectile. Petrographic and mineralogical identification of stone "mosaics", which are considered authentic. This resulted in the stone, Red Pelite, Red of Mani, Ash Biomicritic Limestone, Pale Yellow Micritic Limestone, Greenish Quartzite, Reddish Biomicric Limestone, Krokeatis Stone (Lapis Lacedemonius) Greenish Chasabalis (Verde Antico) The floor has been diagnosed with various observations of the newer interventions, most notably the removal of a built‐in pedestal from the sanctuary, with extensive remnants of wear. Subsequently, the reverse mechanical approach was applied to create compatible and effective mortars and grout. Following a comparative study of the historical mortars studied at the Laboratory of Materials Science and Engineering, the use of commercial lime ‐ metacolin mortar is suggested as an optimal solution. Similarly in the case of grout, as a more compatible, a commercial lime‐ metakaolin‐based injection is proposed, which has the highest affinity for the mortar. Finally, material suggestions are made the floor was diagnosed with various observations of the newer interventions, most notably the removal of a built‐in pedestal from the sanctuary, with extensive remnants of decay. Subsequently, the reverse mechanical approach was applied to create compatible and effective mortars and grout. Following a comparative study of the historical mortars studied at the Department of Materials Science and Engineering, the use of commercial lime‐metakaolin mortar is suggested as an optimal solution. Similarly in the case of grout, as a more compatible, a commercial lime‐metakaolin‐based injection is proposed, which has the highest affinity for the mortar. Finally, suggestions are made for materials and maintenance interventions for marble flooring, which mainly include filling, cleaning, fixing and welding of crushed stone where necessary. However, pilot applications of cleaning and fastening operations are considered necessary for compatibility testing in order to select the appropriate compatible materials.	en
heal.advisorName	Μοροπούλου, Αντωνία
heal.committeeMemberName	Μαρίνου, Γεωργία
heal.committeeMemberName	Μοροπούλου, Αντωνία
heal.committeeMemberName	Μουζάκης, Χαράλαμπος
heal.committeeMemberName	Δελέγκου, Αικατερίνη
heal.committeeMemberName	Παπατρέχας, Χρήστος
heal.academicPublisher	Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.numberOfPages	203	el
heal.fullTextAvailability	false