ارزیابی عملکرد شاخص هدایت الکتریکی در پایش فرایند نمک زدایی سفالینه های تاریخی

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 اصفهان، دانشگاه هنر اصفهان، دانشکده مرمت، گروه مرمت اشیای فرهنگی ـ تاریخی

2 استاد دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

نمک­های محلول از مهم ­ترین عامل­ های آسیب ­رسان به ساختار سرامیک­ های تاریخی شناخته می ­شوند که بر اثر ایجاد فشار ناشی از بلورین شدن و هیدراسیون در چرخه­ های تر و خشک شدن، سبب ایجاد ترک­ ها و ریزترک­ ها، پوسته شدن و پودری شدن و سرانجام تخریب اثر می­شوند. با توجه به نیاز به انجام عملیات نمک­زدایی به منظورخارج کردن نمک­ های محلول آسیب ­رسان و اهمیت این مرحله به دلیل تماس مستقیم سفالینه تاریخی با آب و پیامدهای ناشی از آن، کوتاه کردن زمان تماس سفالینه - آب بسیار دارای اهمیت است. در روش­های مرسوم نمک­زدایی، پایش کمّی انجام نگرفته و درنتیجه سفالینه به طور معمول به مدت طولانی و غیرلازم در تماس با آب قرار می ­گیرد. بنابراین دراختیار داشتن روشی دقیق، قابل اطمینان، سریع و دردسترس، برای پایش میزان استخراج املاح، ضروری است. در این مقاله، شاخص هدایت الکتریکی (EC) به ­عنوان روشی دقیق و ارزان برای پایش فرایند نمک­زدایی معرفی شده است. در این راستا با استفاده از روش طراحی آزمایش ­های سطح پاسخ، طی 52 آزمایش طراحی شده، رابطه­ی میان استخراج املاح از نمونه با هدایت الکتریکی، مورد بررسی قرار گرفت. متغیرهای مستقل در این پژوهش، دمای پخت قطعه، مدت زمان غوطه­وری، سرعت هم­زدن در سامانه غوطه­وری، همچنین نوع و غلظت ماده فعال سطحی بوده­اند. یون کلسیم (Ca2+) به­ عنوان شاخص غلظت املاح درنظر گرفته شد. ضریب همبستگی میان EC و میزان کلسیم خارج شده از شیء، 923/0+
با 000/0p-value =  بوده و رابطه­ای خطی با قابلیت پیش­ بینی حدود 96 % بین این دو پارامتر دیده می­ شود. با توجه به اینکه در محل سایت­های حفاری و کارگاه ­های مرمت، امکان دسترسی به دستگاه­ های آنالیز شناسایی کمّییون­ ها به طور معمول مقدور نیست، از این رو سنجش هدایت الکتریکی روش مناسبی برای پایش فرایند نمک­زدایی در سیستم غوطه­ وری است و تعیین نقطه پایان عملیات  نمک­زدایی را نیز به سادگی امکان­پذیر می­ سازد.

کلیدواژه‌ها


[1] Benavente D., Linares-Fernández L., Cultrone G., Sebastián E., Influence of Microstructure on the Resistance to Salt Crystallisation Damage in BrickMaterials and Structures39:105-113 (2006).

[2] Kamran K., Pel L., Sawdy A., Huinink H., Kopinga A., Desalination of Porous Building Materials by Electrokinetics: An NMR Study, Materials and Structures45: 297-308 (2012).

[3] Rijniers L.A., Pel L., Huinink H., Kopinga A., Salt Crystallization as Damage Mechanism in Porous Building Materials—A Nuclear Magnetic Resonance Study, Magnetic Resonance Imaging, 23: 273-276 (2005).

[4] Probstein, R.F., "Physicochemical Hydrodynamics: An introduction", John Wiley nd Sons, Inc. (1994).

[5] Buys S., Oakley V.,"The conservation and Restoration of Ceramics", Butterworth-Heinemann, Great Britain (1999).

[6] Jang S., Nam B., Park D., Kim H., Hee Lee Ch., Eun Yu J., Desalination Characteristics for Ceramics Excavated from Taean Shipwreck, Korea, Journal of Cultural Heritage14(3): 229–237 (2013).

[7] Montana G., Randazzo L., Castiglia A., La Russa M.F., La Rocca R., Bellomo S., Different Methods for Soluble Salt Removal Tested on Late-Roman Cooking Ware from a Submarine Excavation at the Island of Pantelleri (Sicily, Italy), Journal of Cultural Heritage15: 403-413 (2014).

[8] امیری، م؛ "اصول تصفیه آب"، چاپ دهم؛ انتشارات ارکان دانش، اصفهان (1394).

[9] Montgomery D.C., "Design and Analysis of Experiments", 7th ed. John Wiley & Sons, Inc. (2009).

[10] نوغانی، سمیه؛ امیری، محمد؛ امامی، محمدامین؛ "تعیین پارامترهای موثر بر فرایند نمک زدایی سفالینه های بدون لعاب در سیستم غوطه وری با استفاده از روش طراحی آزمایشات سطح پاسخ"، مرمت و معماری ایران، (12)60 (1395).

[11] Amiri M.C., Noghani S., Emami M.A., Investigation on the Role of Agitationin the Desalination Process of Ceramics, Conservation Science in Cultural Heritage15: 111-132 (2015).

[12] “CRC, Handbook of Chemistry and Physics", 70 ed, CRC Press, (1989).