The use of sodium ferrocyanide for the removal of salt from stone, exemplified for sandstones from Petra - Jordan

Abu Alhassan, Yazan; Azzam, Rafig (Thesis advisor); Amann, Florian (Thesis advisor); Al-Naddaf, Mustafa (Thesis advisor)

Aachen (2018)
Doktorarbeit

Dissertation, RWTH Aachen University, 2018

Kurzfassung

Die Nabatäerstadt Petra im Südwesten Jordaniens gehört zu den bedeutendsten Kulturstätten weltweit. An den berühmten Felsmonumenten in Petra sind im Laufe der Zeit Schäden von teilweise erheblichem Ausmaß entstanden. Die Salzverwitterung stellt nach Expertenmeinung eine wesentliche Ursache für diese Schäden dar. Salze werden infolge Beregnung, Wasserabfluss oder aufsteigender Feuchte in die Felsmonumente eingetragen. Durch die komplexe Wechselwirkung zwischen den Gesteinen, der Salze und den Umweltbedingungen werden Salzverwitterungsprozesse ausgelöst, die dann zu Schäden unterschiedlichster Art und Intensität führen und damit schließlich zum Verlust wertvollen kulturellen Erbes. Die Salzverwitterung ist weltweit ein Problem an Steinmonumenten. Entsprechend groß ist das Spektrum bisher entwickelter Methoden /Techniken zur Entsalzung von Bauwerksgesteinen als Maßnahme zum Bauwerksschutz. Im besonderen Fall der peträischen Felsmonumente ist ein vollständiges Entfernen der Salze nicht möglich. Jedoch könnte bereits eine partielle Entfernung der Salze den Schadensfortschritt zumindest verlangsam. Da bisher angewandte Techniken zur Entsalzung hier nicht den gewünschten Erfolg gezeigt haben, sind neue Ansätze für effektive und nachhaltig wirksame Lösungen nötig. Ein neues internationales Forschungsfeld in diesem Zusammenhang stellt der Einsatz von Salzkristallisationsinhibitoren dar. Ziel der Anwendung dieser Produkte ist es, das Salzkristallisationsverhalten im Gestein so zu verändern, dass Aggressivität der Salzverwitterungsprozesse und damit ihre Schädigungspotentiale deutlich eingeschränkt werden können. Bisherige Studien haben gezeigt, dass die Verwendung von Natriumferrocyanid (Na4[Fe(CN)6]) eine vielversprechende Möglichkeit zur Entsalzung von Gestein darstellen kann, da dieser Stoff die Fähigkeit zeigt, das Auskristallisieren von Salzen an der Gesteinsoberfläche in Form leicht entfernbarer Effloreszenzen zu begünstigen. Jedoch ist das Wissen über Entsalzung mittels Natriumferrocyanid noch recht lückenhaft. Ziel dieser Arbeit war es, Potential und Effizienz von Natriumferrocyanid in Hinblick auf die Entsalzung von repräsentativen Bauwerksgesteinen aus Petra / Jordanien genauer zu untersuchen. Zunächst wurden petrographisch-petrophysikalische Untersuchungen an den Gesteinen durchgeführt. In einer ersten Versuchsreihe wurden die Gesteinsproben mit einer gesättigten Halit-Lösung (NaCl) vorbehandelt und anschließend mit Natriumferrocyanid-Lösungen unterschiedlicher Konzentration behandelt. In einer zweiten Versuchsreihe wurde die Verwendung von Natriumferrocyanid erstmals für ein Salzgemisch (Halit - NaCl, Sylvin - KCl) im Gestein untersucht. Die Untersuchungsergebnisse bestätigen das Potential von Natriumferrocyanid in Hinblick auf die Entfernbarkeit leicht löslicher Salze aus den Sandsteinen Petras. Dies betrifft Halit als Einzelsalz im Gestein, und noch in erfolgreicherem Ausmaß das Salzgemisch aus Halit und Sylvin.

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