Determination of component ratio in a historic lime-based mortar

Abstract

Vápenná malta je nejčastěji používaným materiálem při obnově památek, kdy je využíváno napodobení původního složení. Pokusů o napodobení historické vápenné malty tak bylo již mnoho, ale stále ještě mnoho aspektů tohoto tématu zůstává neprobádáno. Historické malty se od moderních malt liší a jsou s historickými materiály kompatibilnější. Omezeními pro zdárné využití v památkové péči jsou mezigenerační ztráta teoretických i praktických znalostí a nedostatek technicky zaměřených archivních pramenů. Za účelem napodobení postupu je nutné pochopit charakter pojiva a plniva, který je daný zejména druhem pojiva, druhem a velikostním rozložením zrn kameniva a jejich poměrem mísení. Použití testů charakterizace je hodnoceno v kontextu informací potřebných pro úspěšnou formulaci opravné malty pro konzervační praxi. Diplomová práce se soustředí na určení poměru pojiva ku kamenivu historické vápenné malty včetně analýz vlastností pojivové matrice. Pro provedení této studie byly vybrány čtyři analytické metody a jejich výstupy byly analyzovány s cílem ověřit spolehlivost těchto metod pro konzervační praxi. Metody jsou založeny na laboratorní chemické analýze, optické mikroskopii, termické analýze a skenovací elektronové mikroskopii vybavené energiově disperzním spektrometrem. Vzorky malty byly odebrány z pěti různých typů podlah, které byly vytvořeny jako kopie pro účely památkové ochrany. Zkoumání poměru pojiva ku kamenivu bylo diskutováno ve srovnání s původním poměrem míseni a výsledky z analytických metod byly detailně zhodnoceny.

Lime-based mortar is the most commonly used material in restoring heritage structures by imitating the original one. Therefore, there has been a great number of research and practical attempts to replicate the historic lime-based mortars, but still many aspects of this subject are unexplored. Historic mortars are different from the modern ones and are more compatible with historical substrates. The limitations in the successful use in building conservation are the lost practical and theoretical information between the generation and minimum availability of technically oriented written records. In order to imitate the procedure, it is necessary to understand the character of binder and aggregate that is governed mainly by the type of binder, type and grain size distribution of aggregates and their mix proportions. The use of characterisation testing is considered in the context of data needed to have a successful formulation of a repair mortar for conservation practice. The dissertation is centralised on the determination of binder to aggregate ratio of historic lime-based mortar including analysing the properties of binder matrix. Four analytical methods were selected to carry out the study and their outputs were analysed to check the reliability of these methods for conservation practice. The methods are laboratory based chemical analysis, optical microscopy, thermal analysis and scanning electron microscopy with energy dispersed spectrometric analyser. Mortar samples were collected from five different types of flooring, which had been recreated for conservation purposes. The examination of binder to aggregate ratio was discussed in comparison with the reference of original mortar mixing ratios and the results from the analytical methods were reviewed.