Tecniche di analisi per la caratterizzazione
di pigmenti e leganti
Ogni materiale, inserito in un determinato ambiente, tende necessariamente a mettersi in equilibrio chimico-fisico con esso; il degrado del materiale è, pertanto, l’adattamento del materiale stesso ai mutamenti dei parametri ambientali (microclima, qualità dell’aria ecc.) e alle sollecitazioni fisiche e meccaniche.
Le inevitabili trasformazioni che si accompagnano a questi processi comportano un cambiamento rapido ed evidente delle caratteristiche originarie del materiale con conseguenti alterazioni e/o degradazioni dello stesso. Inoltre, non si devono trascurare gli effetti delle azioni antropiche di trasformazione e restauro degli edifici storici.
Le tecniche di analisi per la caratterizzazione di minerali, pigmenti e leganti servono proprio a fornire un quadro complessivo dello stato di conservazione del manufatto, che comprende informazioni relative a
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caratterizzazione chimico-fisica dei materiali in opera e delle forme di alterazione/degrado identificate;
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studio dei parametri ambientali più significativi (temperatura, umidità relativa, irraggiamento solare, concentrazione di specie gassose inquinanti, ecc.).
Analisi strumentali per lo studio dei materiali impiegati nelle costruzioni storiche: quali sono
Sono numerose le prove che possono essere eseguite sui singoli componenti di un edifico in muratura. Alcune di queste sono svolte in modo preferenziale sui leganti e sugli strati pittorici, altre sui minerali, su pietre e mattoni.
Per questo motivo è necessario stabilire con precisione le finalità delle indagini conoscitive in base ai materiali di cui si vuole conoscere le caratteristiche. Questa consapevolezza permette di scegliere quali parametri chimici, fisici e petrografici analizzare con la tecnica analitica più idonea.
Qui di seguito vengono presentate le tecniche che sono più spesso utilizzate per conoscere le caratteristiche chimiche, fisiche, petrografiche dei materiali lapidei naturali (pietre) o artificiali (mattoni, malte di allettamento e intonaci, pellicole pittoriche). Non sono le uniche a disposizione, ma costituiscono metodi di analisi che, per facilità di esecuzione, rapidità e completezza dei risultati forniti, sono più frequentemente scelte nei piani di diagnostica.
Le metodologie analitiche di seguito esposte rappresentano sono al momento le tecniche più efficaci e versatili per raggiungere un livello di conoscenza esaustiva dei materiali relativa alla:
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caratterizzazione chimica, che consente di identificare la composizione chimica (elementare e molecolare) del materiale in opera (substrato), degli eventuali materiali di neo-formazione, dei materiali intenzionalmente aggiunti sulle superfici. Tra queste:
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Spettroscopia di Raman, per lo studio dei pigmenti e coloranti
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Spettroscopia Infrarossa, per lo studio dei pigmenti e coloranti
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Spettroscopia XRD – Diffrazione di Raggi X, specifica per Composti Cristallini
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Cromatografia Ionica Specifica per analisi dei contenuti di sali
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caratterizzazione mineralogico-petrografica, che consente l’identificazione delle fasi mineralogiche presenti come materiali originali e come prodotti del degrado, la microstruttura e tessitura dei minerali, attraverso l’esame al microscopio mineralogico. Ne fanno parte le seguenti:
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Microscopia ottica in luce visibile trasmessa polarizzata
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Stereo-microscopia
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Microscopia a scansione elettronica
Indagini chimiche tramite Microscopio Elettronico a Scansione.
Difrattometria ai raggi X
Indagine sulla composizione chimica, specifica per composti cristallini.
Cromatografia ionica
Metodo di analisi della composizione chimica, specifico per i individuare la presenza di sali.
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Spettroscopia infrarossa
Analisi qualitative di sostanze, organiche e inorganiche tramite radiazione infrarosse.