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Dilation behaviour of lime mortars for restoration work: application to the compatibility of cracked stone reassembling

2012; Taylor & Francis; Volume: 16; Issue: 5 Linguagem: Francês

10.1080/19648189.2012.668018

2116-7214

Jean‐Didier Mertz, Mikaël Guiavarc'H, Paolo Pagnin,

Recycling and utilization of industrial and municipal waste in materials production

Abstract A major problem in stone restoration is the reassembling of cracked stones using mortar and grout. The usual criteria for selection of products are related to chemical (free soluble salts), petrophysical and mechanical properties (absorption of water, porosity, elasticity modulus, compressive and traction strength resistance, adherence and hardness). Because in semi-arid environments stones are subjected to high hygric and thermal gradients, current validated solutions could be less durable or unsuitable. Several investigations underline the importance of dilation as a mechanism of damage and stone decay. The set up of a method related to thermal and hygric dilation measurements is presented. Dilation is linked to structural parameters of the materials and represents a significant physical property to assess stone–mortar compatibility. The study has been undertaken for the treatment of cracked limestones from the archaeological sites of Djemila (Algeria) and Volubilis (Morocco). La resolidarisation de pierres fissurées à l'aide de mortiers et coulis constitue une problématique majeure en restauration. Les critères habituels de sélection des produits se fondent sur des paramètres chimiques (faible teneur en sels solubles), pétrophysiques et mécaniques (absorption d'eau, porosité, module d'élasticité, résistance en compression et en traction, adhérence, dureté). Dans des environnements climatiques semi-arides où les pierres sont soumises à de forts gradients thermique et hygrique, les solutions techniques validées en climat tempéré peuvent être moins durables ou inadaptées. Plusieurs recherches soulignent l'importance de la dilatation comme mécanisme à l'origine de l'altération des pierres. Le développement d'une méthode de mesure de la dilatation hygrique et thermique est présenté. La dilatation se corrèle avec certains paramètres structuraux des matériaux et constitue une propriété physique essentielle pour évaluer le degré de compatibilité pierre-mortier. L'étude est appliquée au traitement des calcaires fissurées provenant des sites archéologiques de Djemila (Algérie) et Volubilis (Maroc). Keywords: hygric dilationthermal dilationcracksspecific surface areaswelling claycompatibilitylime mortarinjection groutlimestonesarchaeological sitesMots-Clés: dilatation hygriquedilatation thermiquefissuressurface spécifiqueargile gonflantecompatibilitémicromortier de chauxcoulis d'injectioncalcairessites archéologiques Acknowledgement The research was supported by the UE project MEDISTONE n°015245 FP6-INCO-MPC2.