RO128466A2 - Produs pentru consolidarea şi protecţia faţadelor de clădiri şi monumente istorice şi procedeu de implementare in situ - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o compoziţie pentru consolidarea şi protecţia faţadelor de clădiri şi monumente istorice, şi la un procedeu pentru implementareaa acestuia. Produsul conform invenţiei este alcătuit din 15...30% o sursă de calciu, 10...20% o sursă de fosfat, 1...5% o sursă de colagen, 2...5% extracte biologice active sau uleiuri aromatice antimicrobiene în amestec 1:1...1:3 cu biocide de sinteză, 5...10% un solvent ecologic acceptabil, 10...15% un agent antigel, 15...20% un agent peliculogen, 0,01...0,03% un pigment natural, şi apă până la 100%, procentele fiind exprimate în greutate. Procedeul de aplicare constă în curaţarea suportului mineral şi uscarea sa, încărcarea fisurilor, crăpăturilor şi microcraterelor cu compoziţia conform invenţiei, biocimentarea, la temperatură şi presiune atmosferică, prin expunere la aer timp de minimum 72 h, aplicarea, prin pensulare, peste defectele remediate, şi pe restul suprafeţei, a compoziţiei diluate cu apă în raport 1:3...1:9, astfel încât la uscare rezultă o peliculă subţire de circa 10 μm, cu rol de protecţie pe termen lung împotriva biodeteriorării.

Description

PRODUS PENTRU CONSOLIDAREA ȘI PROTECȚIA FAȚADELOR DE CLĂDIRI ȘI MONUMENTE ISTORICE Șl PROCEDEU DE IMPLEMENTARE IN SITU

Invenția se referă la un produs hibrid, organic-anorganic bioactivat, obținut preponderent din resurse regenerabile, destinat consolidării și protecției împotriva biodeteriorării a fațadelor clădirilor și monumentelor istorice prin proces de biomineralizare in silit și a unui procedeu de implementare.

Se cunosc metode fizice, chimice și biologice de tratament al biodeteriorării clădirilor și a monumentelor istorice, dar majoritatea corodează materialele de construcție, sunt eco-toxice sau au efect de scurtă durată, fiind necesară repetarea periodică a tratamentelor care solicită timp, efort și costuri suplimentare. De exemplu, în WO 2010/042935 și WO 2009/130608 sunt promovați compușii cuaternari de amoniu pentru tratamente curativ preventive ale zidăriei prin distrugerea și prevenirea formării biofilmului deteriogen. Aceștia sunt eficienți contra bacteriilor, fungilor și sporilor, au spectru larg de acțiune, toxicitate scăzută, sunt necorozivi și au preț rezonabil. De asemenea, se cunosc diverse combinații sinergice pe bază de propiconazol utilizate pentru a preveni atacul microbiologic, degradarea sau deteriorarea diverselor tipuri de materii prime și produse (SUA 6576629, WO 2008/047097). Brevetul SUA 4401456 descrie biocide dispersate în gel alginat iar brevetul SUA 4440746 descrie formulări biocide granulate obținute prin uscarea unor geluri de alcool polivinilic cu derivați de bor. Formulări pe bază de alcool polivinilic utilizate ca barieră de umiditate sub formă de film protector a unui substrat sunt prezentate în WO 2006/111981, SUA 5631042, EP 2000/1208143, SUA 2009/0004373. Pentru refacerea durității și stabilității pietrei deteriorate, în prezent se utilizează soluții lichide sau coloidale de consolidând care se introduc în porii pietrei prin sucțiune capilară, unde se solidifică prin gelifiere și/sau uscare, se întăresc și acționează ca un clei pentru a reface duritatea pietrei. Solventul trebuie să fie suficient de fluid pentru a permite contactul și penetrarea cel puțin 25 mm în profunzimea zonei erodate. Drept consolidând pentru conservarea pietrei istorice erodate, pe plan mondial se folosesc polimeri organici sintetici încă din anii 1950 dar eficiența lor este redusă datorită instabilității pe termen lung, termolabilității și fotodegradării, posibilității scăzute de a fi îndepărtate și incompatibilității cu structura pietrei. Hidroxizii de metale alcalino-pământoase sunt mai adecvați datorită compatibilității fizicochimice mai mari cu piatra dar, fund particule izolate, acționează doar ca umpluturi și nu crează un mediu continuu care să asigure o aderență optimă între carbonații nou produși și suprafața deteriorată. Ca repelenți de umiditate se utilizează ceruri și uleiuri vegetale deși acestea nu^^ot^^ătrănde^în profunzimea suportului mineral datorită vâscozității, decolorează suprafețele,' at^tf-^nh și favorizează cristalizarea sărurilor. In prezent, lucrările de conservare j: j‘ j. ' !

l· Ș V. V·'^'^; ' ί^20 1 1 -Ο 1 0 7 8 - 2 6 -10- 2011 restaurare a obiectivelor arhitecturale de calcar sau cărămidă se realizează prin utilizarea materialelor pe bază de var și biocide chimice conținând amoniu anorganic sau compuși organostanici interziși deja în comunitatea europeană datorită ecotoxicității, astfel încât experții în conservare-restaurare susțin necesitatea descoperirii și realizării de urgență a unor alternative eficiente, necorozive și nepoluante.

Nu au fost descrise până în prezent produse / compoziții prin care să se realizeze concomitent consolidarea și protecția împotriva biodeteriorării a fațadelor clădirilor și monumentelor istorice și/sau procedee de aplicare a unor astfel de produse.

Singura alternativă durabilă de rezolvare a problemei biodeteriorării pentru păstrarea integrității și aspectului exterior al obiectivelor arhitecturale fără impact asupra mediului, este remedierea și conservarea integrată prin tehnici eco-eficiente pe bază de produse obținute din resurse regenerabile.

Problema tehnică este realizarea unor produse prin a căror aplicare să se realizeze concomitent consolidarea și protecția patrimoniului arhitectural, care să nu includă biocide interzise de reglementările legislației în vigoare și care să răspundă cerințelor privind stabilitatea și remanenta pe termen lung.

Soluția tehnică de realizare a produsului și a procedeului de aplicare conform invenției este o compoziție care să asigure prin aplicare un tratament de consolidare și protecție, datorită unei sinteze biomimetice in situ, adică a unui proces de mineralizare care imită fidel procesul biochimic de formare a țesuturilor dure animale (cochilii, oase) cu rol de protecție și susținere mecanică.

Produsul conform invenției este alcătuit din:

15.. .30% părți în greutate dintr-o sursă de calciu reprezentată de: hidroxid de calciu, clorură de calciu, carbonat de calciu, oxalat de calciu;

10.. .15% părți în greutate dintr-o sursă de fosfat reprezentată de. fosfat de amoniu, fosfat de calciu;

1. 5% părți în greutate colagen, gelatină tehnică sau deșeuri colagenice tehnologice,

5% în greutate extracte biologic active și/sau uleiuri volatile aromatice cu potențial antimicrobian (cimbru, salvie, busuioc, coriandru, rozmarin, pin, cuișoare) amestecate în proporție de 1:1...1:3 cu biocide de sinteză (săruri cuatemare de amoniu, glutaraldehidă, propiconazol sau alți derivați azolici) cu profil toxicologic acceptabil;

5.10% în greutate un solvent ecologic selectat dintre: parafine, alcooli inferiori C1-C4, glicoli, ețeri^săruri metalice și esteri ai acizilor grași, uleiuri vegetale brute din semințe de ra{?ițÎ,'fic^s^^t^soia, camelină, uleiuri siliconice, uleiuri alimentare uzate, etc.

10...15^^^j^^te îin agent anticongelant: monoetilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, 1 ,^-prc^a^^^,3-bu^andiol, 1,4-butandiol, polietilenglicol, polipropilenglicol.

15.20% în greutate un agent peliculogen sau un amestec de aditivi selectați dintre: alcool polivinilic, polivinil acetat, esteri ai celulozei, acid polilactic, borax cu polibor, alginați, derivați ai acidului stearic, glicerina, proteine din soia, gumarabic, fosfolipide naturale (cefaline, lecitine), guar, xantan, zeină și rășini ale acesteia, pectine, agar, agaroze, gluten, albumine, amidon, etc.

0,01 ...0,03% părți în greutate dintr-un pigment natural

- apă până la 100%

Avantajele produsului realizat conform invenției sunt:

obținerea cu costuri tehnologice minime și instalații convenționale de condiționare; accesibilitatea materiilor prime ieftine din resurse regenerabile sau prin valorificarea unor subproduse de la fabricarea biocarburantilor și a deșeurilor reciclabile din industria alimentară și pielărie;

structura chimică hibridă organic-anorganică bioactivă complet diferită și superioară materialelor sintetice utilizate în prezent din punct de vedere al proprietăților mecanice și funcționale: rezistența față de acțiunea distructivă a factorilor externi de mediu și protecția împotriva (re)contaminăni biologice a suprafețelor;

- capacitatea de restabilire a coeziunii naturale între particulele din structura suportului anorganic friabil datorită similitudinii structurale cu piatra;

robust, rezistent, multifuncțional, mai ușor și mai flexibil ca piatra;

- necoroziv pentru materialele de construcție din categoria pietrei și prietenos pentru mediu; simplitatea procesului de formare prin autoasamblare la temperatura și presiune ambiantă, în contact cu aerul atmosferic;

remanentă mare prin eliberarea gradată a ingredientelor active din pelicula biodegradabilă. Procedeul de aplicare conform invenției constă în următoarele etape.

curățarea suportului mineral printr-o metodă neagresivă (biocidare ecologică sau penaj) și uscarea suprafeței țintă;

încărcarea fisurilor, crăpăturilor și a microcraterelor cu mixtura concentrată pentru consolidare;

biocimentarea in situ la temperatură și presiune atmosferică, prin expunere în aer liber timp de minim 72 de ore;

aplicarea prin pulverizare sau pensulare a produsului diluat cu apă în raport 1:3... 1:9, în strat subțire aqoperitO!L.peste ft..efectele remediate și restul suprafeței de piatră meteoexpusă pentru proiectil be împotriva biodeteriorării.

7/ t r ' ‘V

/

ο< 2 Ο 1 1 - Ο 1 ο 7 8 - 2 6 -10- 2011 /Γ

Avantajele procedeului de aplicare conform invenției sunt:

se poate implementa în domeniul conservare-restaurare a patrimoniului arhitectural, ca metodă neinvazivă și eficienta de conservare preventivă a fațadelor meteoexpuse;

asigură o acțiune simultană de fortificare și protecție pe termen lung împotriva recontaminării biologice a suprafețelor biodeteriorate;

are la bază principiul autoasamblăni filmului în contact cu aerul atmosferic, în condiții ambientale de presiune și temperatură;

nu solicită echipamente sofisticate pentru intervenția operativă in si tu.

Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției.

EXEMPLU

Intr-o instalație de laborator prevăzută cu un vas de condiționare din sticlă cu capacitate de 1,5 litri, sistem de agitare mecanică și încălzire, se introduc sub agitare, 50 g apă, 5 g etanol, 30 g hidroxid de calciu, 15 g fosfat de amoniu, 5 g gelatină tehnică și se omogenizează. Se adaugă apoi o suspensie de borax cu polibor și alcool polivinilic (1:1:1) în care s-a încorporat componenta cu acțiune biocidă preventivă (2-5%) compusă din 3 părți clorură de alchilamoniu, 3 părți propiconazol și 5 părți ulei esențial de cimbru. Mixtura obținută se aplică în microcratere, crăpături sau fisuri și se lasă minim 72 de ore sub acțiunea aerului atmosferic iar apoi, peste stratul fosfocalcic parțial biomineralizat se aplică, prin pulverizare sau pensulare, produsul diluat cu apă în raport 1:9, astfel încât să acopere cu o peliculă de circa 10 microni suprafețe cât mai extinse în jurul defectelor pe suprafețe exterioare uscate de zid din cărămidă arsă și mortar, curățate în prealabil prin metode cunoscute.

Claims (2)

1. Produsul de consolidare și protecție conform invenției caracterizat prin aceea că este alcătuit din. 15...30% părți în greutate dintr-o sursă de calciu reprezentată de: hidroxid de calciu, clorură de calciu, carbonat de calciu, oxalat de calciu; 10...20% părți în greutate dintr-o sursă de fosfat reprezentată de: fosfat de amoniu, fosfat de calciu; 1...5% părți în greutate colagen, gelatină tehnică sau deșeuri colagenice tehnologice; 2...5% în greutate extracte biologic active și/sau uleiuri volatile aromatice cu potențial antimicrobian (cimbru, salvie, busuioc, coriandru, rozmarin, pin, cuișoare) amestecate în proporție de 1:1...1:3 cu biocide de sinteză (săruri cuaternare de amoniu, glutaraldehidă, propiconazol sau alți derivați azolici) cu profil toxicologic acceptabil; 5.10% în greutate un solvent ecologic selectat dintre: parafine, alcooli inferiori C1-C4, glicoli, eteri, săruri metalice și esteri ai acizilor grași, uleiuri vegetale brute din semințe de rapiță, ricin, muștar, soia, camelină, uleiuri siliconice, uleiuri alimentare uzate, etc.; opțional 10 .15% în greutate un agent anticongelant: monoetilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, 1,2-propandiol, 1,3-butandiol, 1,4-butandiol, polietilenglicol, polipropilenglicol;

15...20% în greutate un agent peliculogen sau un amestec de aditivi selectați dintre: alcool polivinilic, polivinil acetat, esteri ai celulozei, acid polilactic, borax cu polibor, alginați, derivați ai acidului stearic, glicerină, proteine din soia, gumarabic, fosfolipide naturale (cefaline, lecitine), guar, xantan, zeină și rășini ale acesteia, pectine, agar, agaroze, gluten, albumine, amidon, etc.; opțional 0,01...0,03% părți în greutate dintr-un pigment natural și apă până la 100%.

2. Procedeul de aplicare a produsului de consolidare și protecție conform invenției caracterizat prin aceea că este constituit din următoarele etape: a) curățarea suportului mineral printr-o metodă neagresivă (biocidare ecologică sau penaj) și uscarea suprafeței țintă; b)încărcarea fisurilor, crăpăturilor și a microcraterelor cu mixtura concentrată pentru consolidare; c) biocimentarea in situ la temperatură și presiune atmosferică, prin expunere în aer liber timp de minim 72 de ore; c) aplicarea prin pulverizare sau pensulare a produsului diluat cu apă în raport

1:3...1:9, astfel încât după uscare să se obțină un film subțire de circa 10 microni acoperitor peste defectele remediate și restul suprafeței de piatră meteoexpusă pentru protecție pe termen lung împotriva biodeteriorării.