مقدمه

برای ایجاد محافظت در برابر باران و آلودگی های ناشی از دوده و خاک و … در نمای ساختمان و دیوارهای پیرامونی از مواد نانو آبگریز (نانو نما سیمانی) استفاده می شود. علاوه بر این، نانو نما ساختمان می‌توانند پتانسیل لکه های ناخوشایند و نغییر رنگی ناشی از آلاینده‌های محیطی را کاهش دهند و رنگ یا بافت دیوار را برجسته تر نشان دهند.

در صورت استفاده صحیح و مطابق با  دستورالعمل های مندرج در برگه اطلاعات فنی، نانو نما ساختمان به طور موثر نفوذ آب را کنترل می کند. نانو نما ساختمان عموماً برای استفاده در دیوارهای بنایی، بتنی، سیمانی، میکروسمنت، تایل بتن اکسپوز نما و تایل بتن اکسپوز و همچنین آجرهای نما که در معرض محیط هستند توصیه می شود. انتخاب نانو نما ساختمان به سطحی که باید محافظت شود به شرایط قرار گرفتن در معرض و زیبایی شناسی بستگی دارد. طیف گسترده‌ای از نانو نما ساختمان موجود است که انتخاب‌های بسیاری از رنگ، بافت سطح، براقی و روش کاربرد را ارائه می‌دهد.

مقاومت در برابر نفوذ آب

مقاومت در برابر نفوذ آب دیوارهای بنایی، بتنی، سیمانی، میکروسمنت، تایل بتن اکسپوز نما و تایل بتن اکسپوز و همچنین آجرهای نما به طراحی دیوار، طراحی برای جابجایی دیفرانسیل، طرز کار، نگهداری دیوار و استفاده از نانو نما ساختمان بستگی دارد.

اثربخشی نانو نما ساختمان را می توان به روش های مختلفی ارزیابی کرد. در دها بتن زیست، روش تست استاندارد برای نفوذ آب و نشت از طریق استاندارد ASTM E 514، در حال حاضر تنها روش تست استاندارد برای نفوذ آب است. این آزمایش 5 ½ اینچ (140 میلی متر) بارش در ساعت را با سرعت باد 62.5 مایل در ساعت (101 کیلومتر در ساعت) به مدت 4 ساعت شبیه سازی می کند. این آزمایش اغلب برای ارزیابی نفوذ آب قبل و بعد از استفاده از یک نانو نما ساختمان یا قضاوت در مورد عملکرد نسبی چندین سیستم نانو نما ساختمان استفاده می شود.

انواع نانو نما سیمانی ساختمان

دو نوع کلی نانو نما وجود دارد: دافع های محافظ نما و آبگریز کننده نما. پس از اجرا نما، مواد آبگریز کننده  نما بر روی نما اعمال می شود. دافع‌های محافظ نما علاوه بر آب‌گریزی، با جلوگیری از نفوذ کثیفی و دوده به سطح و ایجاد لکه‌های عمیق، مقاومت نما در برابر لک پذیری را نیز بهبود می‌بخشند. مواد نانو نما ساختمان بایستی در برابر قلیاییت مواد پایه سیمانی کاملا مقاوم باشند.

به عنوان یک جایگزین، می توان ابتدا یک پوشش مقاوم در برابر قلیایی را بر روی دیوار اعمال کرد، یا می توان اجازه داد که دیوار به مدت حدود شش ماه در معرض هوا قرار گیرد تا زمانی که خاصیت قلیایی کاهش یابد. به طور کلی، نانو نما ساختمان باید امکان انتقال بخار را فراهم کنند تا اطمینان حاصل شود که رطوبت داخلی دیوار و سازه می‌تواند خارج شود. روش هایی که در برابر بخار آب نفوذ ناپذیر هستند، زمانی که رطوبت در پشت سطح بیرونی باقی می ماند، با ایجاد پوسته پوسته و لایه لایه شدن با شکست مواجه می‌شوند.

.

هنگام انتخاب یک نانو محافط نما، دستورالعمل های سازنده باید در مورد بسترها و کاربردهای مناسب برای یک محصول خاص مورد توجه قرار گیرد. صرف نظر از نوع عملیات نانو نما ساختمان، برای تعیین شکل ظاهری، روش اجرا، نحوه کاربرد و سازگاری با سطح بنایی، باید آن را روی یک پانل نمونه یا در قسمتی از ساختمان اعمال شود. دسته آبگریز پس از گذشت چند سال برای اطمینان از دفع آب مستمر، نیاز به استفاده مجدد دارند.نانو نما سیمانی

در روش دیگر، قبل از ساخت بتن، مواد آببند به بتن و یا ملات اضافه می شود. افزودنی آببند در مخلوط بتن در کارخانه ساخت و تولید بهتر است اضافه شود. به این ترتیب، کل حجم بتن دارای ماده آببند است. برای ملات نبز همچنین، نانو آببند به مخلوط در محل کار اضافه می شود. هنگام استفاده از نانو آببند در داخل بتن بسیار مهم است که نانو هم در بتن و ملات و هم در سطح نهایی اجرا شود تا از عملکرد مناسب نما اطمینان حاصل شود.

بخش‌های زیر با جزئیات بیشتری ویژگی‌های نانو نما ساختمان را شرح می‌دهند.

انواع نانو نما

نانو نما سیمانی ساختمان (پیشنهاد دها بتن زیست):

برای افزایش مقاومت نما سیمانی در برابر آب و همچنین تغییر قابل توجهی در بافت نما سیمانی می توان از پوشش هایی مانند سیلان سیلوکسان یا سخت کننده سطحی بتن یا رزین های آکریلیک و پلی یورتان استفاده کرد. باید به حرکت دیافراگم توجه شود که ممکن است تنش های حرارتی و لرزشی را به پوشش منتقل کند.

نانو نما رنگی:

نانو نما رنگی پوشش های مات یا براق رنگی هستند که زمانی استفاده می شوند که یکنواختی نما ساختمان به دلایل زیبایی شناسی مهم باشد. رنگ ها مخلوطی از رنگدانه هستند که سطح را پنهان می کنند و رزین که رنگدانه را به هم می چسباند. نسبت رنگدانه به رزین و نوع رزین بر روانی، براقیت و دوام رنگ تأثیر می گذارد.

غلظت حجمی رنگدانه (PVC) مقدار رنگدانه در رنگ را با مقدار چسب مقایسه می کند. با افزایش PVC، رنگ رنگدانه بیشتری دارد و چسب کمتری دارد. پوشش‌های PVC بالا در جاهایی استفاده می‌شوند که نفوذ محدودی مورد نظر است، مانند نانو نما رنگی روی مواد متخلخل. رنگ‌های پی وی سی بالا معمولاً راحت‌تر روی آن‌ها پخش می کنند، قدرت پنهان‌کنندگی بیشتری دارند و معمولاً قیمت کمتری نسبت به رنگ‌های PVC کم دارند. رنگ های کم پی وی سی معمولا انعطاف پذیرتر، بادوام تر، قابل شستشو و براق تر هستند.

پوشش های پرکننده:

پوشش‌های پرکننده، که پرایمر سیلر یا پرکننده نیز نامیده می‌شوند، گاهی اوقات برای صاف کردن بی‌نظمی‌های سطحی یا پر کردن فضاهای خالی کوچک قبل از استفاده از پوشش نهایی استفاده می‌شوند. پوشش های پرکننده رایج شامل پوشش های لاتکس و سیمان پرتلند است. علاوه بر این، لاتکس اکریلیک یا پلی وینیل استات گاهی اوقات برای استفاده به عنوان پوشش پرکننده با سیمان ترکیب می شود. پوشش های پرکننده را باید با استفاده از یک برس الیاف سفت نسبتا کوتاه به شدت در سطح نما پرداخت کنید.

نانو نما ساختمان بر پایه سیمان (پیشنهاد دها بتن زیست):

نانو نما ساختمان بر پایه سیمان حاوی سیمان پرتلند و پلیمر به‌عنوان چسباننده هستند که پیوند محکمی با بستر نما ایجاد می‌کند و در معرض خرابی قلیایی‌های ابتدای ساخت قرار نمی‌گیرد. نانو نما ساختمان پایه سیمانی به طور موثر فضاهای خالی کوچک را پر می کنند تا مقدار زیادی آب دفع شود. نانو آبگریز نما ساختمان بر پایه سیمان دارای ماندگاری عالی است و نیاز به تمدید در مدت بهره برداری از سازه نیاز ندارد.

نانو آبگریز نما ساختمان بر پایه سیمان به صورت آماده و به صورت پودری عرضه می شود و تنها با آب مخلوط می شوند (بسته به شرایط ممکن مقداری رزین پلیمری نیز اضافه شود). آنها باید با استفاده از یک دستگاه های پاشش، غلتک، قلمو و فرچه روی سطح اشباع با سطح خشک اعمال شوند و به مدت 48 تا 72 ساعت مرطوب نگه داشته شوند. با این حال، اگر نانو نما ساختمان بر پایه سیمان با لاتکس اصلاح شود، عمل آوری مرطوب ضروری نیست.

رنگ های لاتکس:

رنگ‌های لاتکس نمای ساختمان بر پایه آب هستند و هر یک از چندین نوع پلیمرهای چسبنده ساخته شده اند. آنها ذاتاً در برابر قلیاها مقاوم هستند، ویژگی های پنهان خوبی دارند و بادوام و عموما غیرقابل تنفس هستند و آنها را به انتخاب خوبی برای دیوارهای بتنی تبدیل می کند. رنگ های بوتادین-استایرن و رنگ امولسیونی پلی وینیل استات هر دو در دسته رنگ های لاتکس قرار می گیرند. رنگ های لاتکس را می توان روی سطوح مرطوب یا خشک اعمال کرد و به سرعت معمولاً در عرض 1 تا 1.5 ساعت خشک می شود. آنها معمولاً ارزان هستند و به راحتی با قلم مو، غلتکی یا اسپری اعمال می شوند.

رنگ های آلکیدی:

رنگ های آلکیدی بادوام، انعطاف پذیر، حفظ براقیت خوبی دارند، قیمت پایینی دارند، اما مقاومت قلیایی کمی دارند. به دلیل تسریع در خشک شدگی سریع این دسته از رنگ ها بایستی با استفاده از شیوه های مکانیکی نظیر دستگاه های پاشش اجرا شوند.

نانو آبگریز نما ساختمان برای سطوح صاف:

نانو آبگریز نما شفاف برای افزایش مقاومت در برابر آب به نمای ساختمان بدون تغییر ظاهر استفاده می شود. این دسته از نانو نما بر اساس نوع رزین مانند سیلیکون یا اکریلیک طبقه بندی می شوند. نانو نمای ساختمان را می توان به عنوان نانو نما با قابلیت تشکیل فیلم یا نانو نما با قابلیت نفوذ به سطح بتن و سیمان طبقه بندی کرد. مواد نانو نما نفوذی در سطح بتن و یا سیمان جذب می شوند و منافذ را می پوشانند. آنها با ایجاد یک پیوند شیمیایی با سطح می چسبند.نانو نما سیمانی

نانو نما با قابلیت نفوذ، ترک‌ها یا حفره‌ها را از بین نمی‌برند، بنابراین باید قبل از اعمال، آن‌ها را ترمیم کنید. سیلان ها و سیلوکسان ها زیر مجموعه ی نانو نما نفوذی هستند. نانو نما با قابلیت تشکیل فیلم مانند اکریلیک، سطحی پیوسته روی نمای بتنی و نمای سیمانی تشکیل می‌دهند و ترک‌ها و حفره‌های بسیار کوچک را پل می‌کنند. به همین دلیل، نانو نما با قابلیت تشکیل فیلم همچنین می تواند انتقال بخار (یا همان فشار منفی آب و بخار آب) یک نمای بتنی یا نمای سیمانی را کاهش دهند. لایه ها تمایل دارند سطح براق تری به نما بدهند و ممکن است رنگ زیرلایه را پر رنگ تر کنند.

سیلیکون ها

سیلیکون ها را می توان به رزین های سیلیکونی، سیلان ها و سیلوکسان ها تقسیم کرد. این دسته از مواد نانو آبگریز نما زاویه تماس بین آب و منافذ را در نمای بتنی و نمای سیمانی تغییر می دهد، به طوری که نمای ساختمان به جای جذب، آب را دفع می کند. مشخص شده است که سیلیکون‌ها باعث کاهش وقوع شبنم بر روی نمای بتنی و نمای سیمانی می‌شوند.

رزین های سیلیکونی

 این دسته از نانو نما از پرمصرف ترین مواد آببند و آبگریز بر پایه سیلیکون برای نمای بتنی و سیمانی و سنگی هستند. آنها می توانند به راحتی به سطح نمای ساختمان نفوذ کنند و آب گریزی عالی را ارائه دهند. رزین های سیلیکونی باید روی سطوح خشک شده اعمال شوند و معمولاً پس از 4 تا 5 ساعت کاملاً خشک می شوند.

سیلان ها

 سیلان ها مانند رزین های سیلیکونی دارای ویژگی های نفوذ خوبی هستند. اگرچه تبخیر سیلان یک نگرانی بوده است، اما جذب سیلان توسط نما ساختمان عموماً با سرعت بسیار بیشتری نسبت به تبخیر سیلان رخ می دهد. سیلان ها را برخلاف رزین های سیلیکونی می توان روی سطوح کمی مرطوب اعمال کرد.

سیلوکسان ها

 سیلوکسان ها دارای مزایای سیلان مانند نفوذ خوب و قابلیت کاربرد بر روی سطوح مرطوب هستند. سیلوکسان ها در سطوح وسیع تری نسبت به سیلان ها موثر هستند و نسبتاً سریع خشک می شوند. هزینه ها با سیلان ها قابل مقایسه است و کمی بیشتر از رزین های سیلیکونی است.

اکریلیک ها

 اکریلیک ها یک لایه الاستیک روی نمای ساختمان تشکیل می دهند تا مانع موثری برای آب شوند. اکریلیک ها به سرعت خشک می شوند و مقاومت بسیار خوبی در برابر مواد آهکی دارند. اکریلیک باید روی نمای خشک شده اعمال شود. هزینه ها با رزین های سیلیکونی قابل مقایسه است.

سایر پوشش نما ساختمان

رنگ های اپوکسی، رابر (لاستیکی) و روغنی:

این رنگ ها موانع رطوبتی غیر قابل نفوذی را بر روی نمای ساختمان ایجاد می کنند. باید توجه داشت علاوه بر ایجاد یک پوششش آببند قوی اما به نما ساختمان اجازه تنفس نمی دهد. به این ترتیب، این رنگ ها معمولاً در دسته نانو آبگریز نما در نظر گرفته نمی شوند. این روش بهتر است به دیوارهای داخلی محدود شوند، زیرا در صورت استفاده روی دیوارهای خارجی می‌توانند طبله کنند و پوسته پوسته شوند.

رنگ های روغنی به خوبی به نما ساختمان می چسبند، اما مقاومت خاصی در برابر قلیایی ها، سایش یا مواد شیمیایی ندارند. رنگ های لاستیکی و اپوکسی مقاومت بالایی در برابر مواد شیمیایی و گازهای خورنده دارند و عموماً در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند.

استفاده از مواد نانو آبگریز نما ساختمان

این بخش شامل برخی از دستورالعمل های کلی برای استفاده از نانو نما ساختمان است. در همه موارد، برای توصیه‌ها و روش‌های نهایی به برگه اطلاعات فنی (Data Sheet) مراجعه کنید. نانو نما ساختمان معمولاً باید روی سطوح تمیز و خشک اعمال شود. سطوح دیوار باید طبق دستورالعمل سازنده تمیز شود تا از چسبندگی و نفوذ خوب اطمینان حاصل شود. نما باید بین 3 تا 5 روز بین تمیز کردن یا باران و استفاده از نانو نما ساختمان خشک شود. تمام ترک ها و حفره های بزرگ باید قبل از استفاده از نانو نما ترمیم شوند. اگر در ترمیم از درزگیری استفاده می شود، درزگیر باید با نانو نما ساختمان سازگار باشد و قبل از اعمال نانو کاملاً خشک شود.

آب و هوا می تواند تأثیر قابل توجهی در کاربرد و اعمال مواد نانو نما داشته باشد. معمولاً توصیه می‌شود که زمانی که انتظار می‌رود درجه حرارت بالای 40 درجه فارنهایت (4 درجه سانتیگراد) در طی دو تا چهار روز پس از استفاده باقی بماند، مواد نانو آبگریز نما استفاده شود. در هنگام استفاده از پاشش با ایرلس باید باد کم باشد یا اصلا باد وجود نداشته باشد تا از پوشش ناهموار و رانش مواد روی مواد دیگر جلوگیری شود. محوطه مجاور باید در حین اجرا محافظت شود و بسته به نوع عملیات سطحی، ممکن است حفاظت از سایر مصالح ساختمانی مانند آلومینیوم یا شیشه نیز ضروری باشد.نانو نما سیمانی

.

اکثر مواد نانو نمای ساختمان توصیه می‌کنند که سطوح شفاف را با استفاده از یک پوشش غلیظ اشباع، با 6 تا 8 اینچ (152 تا 203 میلی‌متر) زیر نقطه تماس اسپری اعمال کنید. گاهی اوقات توصیه می شود زمانی که لایه اول هنوز مرطوب است، لایه دوم را اعمال کنید. نرخ پوشش از 75 تا 200 فوت مربع / گالن (1841 تا 4908 متر مربع / متر مکعب) بسته به نانو نما مورد استفاده و نوع و وضعیت نمای ساختمان متفاوت است.

هنگام استفاده از نانو آبگریز نما ساختمان روی نما که قبلاً بازسازی شده است، اطمینان حاصل کنید که روش جدید با روش قبلی سازگار است. در برخی از عملیات های سطحی، نمای ساختمان برای چسبندگی مناسب باید بدون پوشش باشد. در این موارد، می توان اجازه داد که عملیات قدیمی از بین برود، یا اگر زمان اجازه این کار را ندهد، شستشوی تحت فشار و پس از شستشوی آب با فشار بالا می تواند عملیات سطح قبلی را از نما حذف کند.

دوام یک پوشش تابعی از نوع پوشش، روش اعمال، میزان مصرف، آماده سازی سطح و شرایط قرار گرفتن در معرض آن است. به همین دلیل، پیش‌بینی چگونگی عملکرد نانو نما های مختلف در پوشش سطح در شرایط کارگاهی دشوار است.نانو نما سیمانی

مواد نانو نما داخلی در بتن و ملات سیمانی نمای ساختمان

نانو نما داخلی معمولاً محصولات پلیمری هستند که قبل از ساخت در فرمولاسیون محصولات گنجانده می شوند. از آنجایی که مواد نانو نما داخلی به طور مساوی در سراسر نما ساختمان پخش می شوند، ظاهر نهایی را تغییر نمی دهند. علاوه بر این، نانو نما داخلی در کاهش شوره زدگی موثر هستند، زیرا مهاجرت آب در سراسر بتن و ملات کاهش می یابد.

به دلیل کاهش جذب آب، اغلب سوالاتی در رابطه با اثر نانو نما داخلی بر مقاومت چسبندگی ملات مطرح می شود. تحقیقات نشان داده است که امقاومت چسبندگی اساساً تحت تأثیر اتصال مکانیکی ملات به حفره های کوچک در سطح زیر کار است. هنگامی که نانو نما داخلی در متریال بکار گرفته شده در نما استفاده می شوند، دوغاب فشار هیدرواستاتیکی ایجاد می کند که آب را وارد واحد بنایی اطراف می کند و امکان عمل آوری مناسب دوغاب را فراهم می کند.

.

به طور کلی، استفاده از سایر مواد افزودنی همراه با نانو نما داخلی توصیه نمی شود. نشان داده شده است که برخی از افزودنی‌های دیگر، به‌ویژه تسریع‌کننده‌ها، اثربخشی نانو نمای ساختمان را کاهش می‌دهند.

برخی از نانو های نما ساختمان زمانی که برای مدت طولانی در آب غوطه ور می شوند در آب حل می شوند. از شرایطی که اجازه می دهد آب در هر قسمت از نما ایستاده باشد باید اجتناب شود. به همین دلیل، اتصالات ملات باید به جای چنگک زدن، ابزاری باشند. علاوه بر این، نماهای حاوی مواد نانو نما داخلی نباید با شستشوی آب با فشار بالا تمیز شوند.

یک مطالعه موردی نانو نما سیمانی

نظارت مستمر از وضعیت حفاظتی سطوح خارجی، از جمله ارزیابی تخریب سطح، یک عمل خوب برای درک آسیب های نما ساختمان و برنامه ریزی و بهینه سازی اقدامات محافظه کارانه با هدف حفظ بناهای تاریخی در نظر گرفته می شود.نانو نما سیمانی

یک راهکار مطمعن به طور کلی شامل مراحل مختلفی است، اما در مورد نمای بیرونی ساختمان، هدف اصلی اغلب جلوگیری از نفوذ آب به داخل ساختمان است. در واقع آب را می توان عامل اصلی هوازدگی فیزیکی و شیمیایی مصالح سنگی و بتنی در نما ساختمان دانست. در نتیجه، با استفاده از یک محصول نانو نما، یعنی محافظ و در عین حال حفظ تنفس پذیری سنگ و بتن و سیمان در برابر بخار آب، تا حد امکان از نفوذ آب به داخل نما ساختمان اجتناب شود یا حداقل کاهش یابد.

.

این امکان تبخیر آب موجود در داخل بتن و سنگ در نما ساختمان را از طریق ریزساختار آن فراهم می کند. امروزه کلاس های مختلفی از محصولات حفاظتی برای انجام یک راهکار محافظتی در دسترس هستند، اما هر یک از آنها بسته به عوامل بسیاری (لیتوتیپ، وضعیت خاص حفاظتی آن، شرایط محیطی و غیره) جنبه های مثبت و منفی دارند. رزین های اکریلیک بسیار سازگار هستند، خاصیت دفع آب خوب دارند و گران نیستند، اما اغلب تنفس پذیری بخار آب را کاهش می دهند و می توانند در برابر شرایط اکسیداتیو نوری ناپایدار باشند.

محصولات حفاظتی مبتنی بر سیلیکون پایداری خوبی دارند اما گاهی به شرایط خاص برای واکنش نیاز دارند (مثلاً شرایط خاص دما و رطوبت در محیط) و گاهی اوقات برای افزایش چسبندگی به سنگ‌های کربناتی نیاز پیدا می شود.بنابراین، واضح است که هر کار حفاظتی یک مورد منحصر به فرد است و انتخاب دقیق بهترین محصول و بهترین روش کاربرد در مورد نما هر ساختمان از اهمیت بالایی برخوردار است.نانو نما سیمانی

.

پیش‌بینی پایداری طولانی‌مدت مواد سنتتیک (مانند نانو نما ساختمان) در حفاظت از آثار هنری بسیار مورد توجه است. با این حال، در حالی که مطالعات متعددی در مورد پایداری پلیمرهای اکریلیک (و پلیمرهای اکریلیک فلوئوردار مشتق شده از آنها) روی نما سنگ و نما بتن انجام شده  است. مطالعات کمتری بر روی انواع دیگر رزین‌های آلی، مانند رزین‌های فلوئوردار، رزین‌های اپوکسی و پوشش‌های مبتنی بر سیلان انجام شده است، با اینکه به طور گسترده در سال های اخیر استفاده می شود.

این کار بر ارزیابی مزایا و مضرات بالقوه و عملکرد طولانی مدت نانو نما ساختمان، سه پلیمر تجاری، هم در آزمایشگاه و هم به طور مستقیم در محل مورد ارزیابی قرار گرفت تا بهترین محصول را برای محافظت از سطح نمای ساختمان کلیسای جامع ماترا پیشنهاد کند.نانو نما سیمانی

.

کلیسای جامع ماترا، ایتالیا، پس از کارهای مرمت

کلیسای جامع سانتا ماریا دلا برونا و سنت اوستاکیو در ماترا (شهری در جنوب ایتالیا که در فهرست میراث جهانی رسمی یونسکو ثبت شده و پایتخت فرهنگی اروپا در سال 2019 طراحی شده است) در “سیویتا” بالاترین نقطه از مناطق “ساسی” ساخته شده است. محل یک صومعه بندیکتین اختصاص داده شده به سنت یوستاس. «ساسی» مجموعه‌ای از خانه‌های تقریباً کاملاً متروکه است که از صخره‌های نرم (توف آهکی) دره جویبار Gravina تراشیده شده است که مستعد چندین مشکل حفاظتی است.

با پیروی از سنت های مسیحی، نمای ساختمان به سمت غرب و محراب به سمت شرق است. بدنه اصلی سازه دارای توزیع متقاطع لاتین است و از سه شبستان تشکیل شده است. اعتقاد بر این است که ساخت کلیسای جامع بین سال های 1226 و 1231 آغاز شد. روی دسترسی به برج ناقوس، کتیبه ای نشان می دهد که ساخت و ساز در سال 1270 به پایان رسیده است. معمار ناشناخته است، اما کلیسا با “نمای برجسته” معمولی سبک رومی آپولیایی (قرن دوازدهم) مشخص می شود.

.

 نمای اصلی درب اصلی را نشان می دهد که با تزئینات ظریف گل و یک پنجره گل رز باشکوه با 16 پرتو متشکل از 16 ستون در وسط و طاق های کوچک، با محیطی که توسط دو قاب تزئینی احاطه شده است، تشکیل شده است. دیوارهای بیرونی کلیسای جامع، ساخته شده از یک سنگ بیوکالکارنیت محلی بسیار متخلخل (به نام Pietra di Matera، PdM)، از سال 2014 تا 2016 تحت عملیات بازسازی قرار گرفتند. پس از انجام مراحل تمیز کردن، استفاده از یک لایه محافظ حس شد.

مواد و تکنیک های تحلیلی PdM یک بیوکالکارنیت نرم مایل به زرد است که از پوسته ها و فسیل های آهکی و میکروفسیل ها تشکیل شده است. این لیتوتیپ از سازندی به نام “Calcarenite diGravina” می آید، که عموماً عظیم و به ندرت فشرده و دارای اندازه دانه متغیر است (Andriani and Walsh 2003).

علیرغم خواص کانی شناسی – پتروگرافی، فیزیکی و مکانیکی آن (یعنی تخلخل بالا، و بنابراین مستعد جذب آب، ترکیب کربناته و استحکام مکانیکی پایین آن) به دلیل در دسترس بودن و کارایی آسان بیوکالکارنیت. سانتا ماریا دلا برونا و سنت اوستاکیو، کلیسای جامع ماترا، ایتالیا، پس از کارهای مرمت (از 2014 تا 2016) به طور گسترده ای در طول قرن ها به عنوان یک مصالح ساختمانی در مناطق آپولیا و بازیلیکاتا استفاده شده است. به هر حال، به دلیل تمایل طبیعی به پوسیدگی این لیتوتیپ، پس از یک جلسه در خصوص پاکسازی، یک راهکار حفاظتی برای کل نما ساختمان ارایه شد.نانو نما سیمانی

.

محصولات انتخاب شده و بسیار امیدوارکننده برای حفاظت از نمای ساختمان ترکیبات آلی سیلیکون بوده اند. آنها مواد شیمیایی اصلی مورد استفاده در فرمولاسیون مواد نانو نما ساختمان، برای آبگریز کردن مواد متخلخل هستند، و چندین مطالعه تأیید کردند که عمدتاً سیلان ها و سیلوکسان ها بهترین محصولات برای کاربرد در مرمت ساختمان هستند. به همین دلیل، دو امولسیون آبی سیلان ها/سیلوکسان ها و یک رزین آلکیل/آلکوکسی سیلانیک انتخاب شدند، با وجود اینکه روی سیلوکسان های سنگ کربناتیک آنقدر محکم به سنگ های سیلیسی متصل نمی شوند.

 دو نانو آبگریز نما ساختمان بر پایه امولسیون‌های آبی سیلان‌ها/سیلوکسان‌ها  انتخاب شدند که اولی دارای وزن مولکولی متوسط/بالا، و دومی در مخلوط با پلیمرهای اکریلیک که یک رزین آلکیل/الکوکسی سیلانیک با کاتالیزور است که وزن مولکولی پایینی است. مطالعه تخریب حرارتی از اهمیت اولیه برای انتخاب مناسب ترین نانو نما محافظ است، به ویژه زمانی که پلیمرهای آلی به عنوان محصولات محافظتی در یک محیط بیرون بکار گرفته شوند. به همین دلیل، مرحله اول این مطالعه با هدف آزمایش و بررسی دوام آنها انجام شد. سپس عملکرد نانو نما ساختمان از نظر اثربخشی و مضرات بالقوه پس از کاربرد و در طول زمان، چه در آزمایشگاه و چه در محل مورد ارزیابی قرار گرفت.نانو نما سیمانی

.

مقاومت در برابر اشعه خورشید و نور با تکنیک پیرولیز همراه با طیف‌سنجی جرمی گاز (Py-GC-MS) و طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FT-IR) که بر روی نمونه‌های آزمایشی اعمال می‌شود، ارزیابی شد. سپس عملکرد از نظر اثر حفاظتی و عدم تغییر رنگی و دوام محصولات اعمال شده بر روی نمای ساختمان با استفاده از آزمون های جذب آب به روش اسفنج تماسی (CSM) و اندازه گیری تغییرات رنگی مورد بررسی قرار گرفت.

طیف‌سنجی بازتابی FT-IR نیز به منظور ارزیابی اینکه آیا محصولات روی سطح قابل تشخیص هستند یا خیر، استفاده شد. در واقع، باید در نظر گرفت که محصولاتی که وزن مولکولی پایینی دارند، وقتی روی لیتوتیپ‌هایی با تخلخل باز بالا مانند نمای موجود اعمال می‌شوند، تمایل به مهاجرت به اعماق داخل سنگ دارند و عمل محافظتی را کاهش می‌دهند. علاوه بر این، حفظ نفوذپذیری بخار آب نمای ساختمان فراوری شده مورد ارزیابی قرار گرفت.

روشهای ارزیابی عملکرد

محصولات محافظ روی نما ساختمان با قلم موی مرطوب روی سطح مرطوب، هم در محل و هم در آزمایشگاه اعمال شدند. سپس، عملکرد آنها به منظور بررسی رفتار آنها در طول زمان با استفاده از ابزار دقیق و آزمایش‌های آزمایشگاهی تأیید و پایش شد. به طور خاص، تکنیک‌های غیرتهاجمی درجا مانند تست‌های جذب آب با روش اسفنج تماسی (CSM)، اندازه‌گیری‌های رنگ و طیف‌سنجی بازتاب FT-IR پس از گذشت دو ماه تابستان انجام شد.

اندازه‌گیری‌های جذب آب، که برای ارزیابی وضعیت حفاظتی یک سطح و تأیید اثربخشی راهکارهای محافظه‌کارانه مجله بین‌المللی میراث معماری 3، به‌ویژه راهکار حفاظتی، بسیار مفید هستند، با استفاده از CSM انجام شد. برای جایگزینی صحیح اسفنج از ماسک پلی استات مشخص شده برای هر سنگ نانو شده استفاده شد. سه اقدام در هر ناحیه نانو شده، از جمله ناحیه مرجع نانو نشده انجام شد. اندازه گیری رنگ با دستگاه قابل حمل انجام شد.

.

با توجه به سطح غیر همگن لیتوتیپ، میانگین 60 معیار تصادفی به عنوان مقدار مرجع برای سنگ نانو نشده استفاده شد. طیف‌های بازتاب FT-IR با یک طیف‌سنج قابل حمل Bruker Optics ALPHA FT-IR، مجهز به ماژول بازتاب کلی خارجی برای یک اکتساب بدون تماس و یک دوربین ویدیویی جمع‌آوری شد. طیف ها در محدوده 7000-400 سانتی متر-1 با وضوح 4 سانتی متر-1 و 128 اسکن به منظور بهینه سازی نسبت سیگنال به نویز، در ناحیه قطر 4 میلی متر جمع آوری شدند.

 پس زمینه با استفاده از یک آینه طلایی به عنوان مرجع به دست آمد. طیف‌های به‌دست‌آمده با استفاده از نرم‌افزار OPUS 7.2 توسط Bruker، با استفاده از تبدیل Kramers-Kronig به تفصیل شرح داده شدند. همین محصولات همچنین بر روی بخش‌های مختلف (10×10 سانتی‌متر) اعمال شد، سه مورد از آنها تحت آزمایش قرار گرفت و آخرین مورد به عنوان مرجع نگهداری می‌شد، از بلوک PdM که به صراحت از نمای کلیسای جامع استخراج شده بود.

.

 این امر برای انجام کنترل‌های طولانی‌تر بر عملکرد آنها، هم در آزمایشگاه فلورانس و هم در پیزا فراهم می‌شود. اقدامات در طول هر مرحله نظارت (قبل از نانو نما، پس از نانو آبگریز نما، پس از گذشت زمان) تکرار شد. آزمایشات نفوذپذیری بخار آب نیز بر اساس روش EN 15803:2009 بر روی PdM انجام شد. قسمتی از بلوک نانو نشده در نمونه هایی با ابعاد 5×5×2 سانتی متر بریده شد.

نتیجه

هدف از این کار، پیشنهاد بهترین محصول حفاظتی، از نظر عملکرد و دوام، برای اعمال بر روی نمای کلیسای جامع ماترا، پس از پایان عملیات ترمیم تمیز کردن در سال 2016 با اندازه گیری درجا و آزمایشگاهی بود. مشخصه پایداری محصول نانو نما منجر به حذف مقاومت کمیاب Pulvistop در برابر تابش اشعه ماوراء بنفش با وجود اجزای اکریلیک شد، زیرا پس از 1000 ساعت تابش هیچ گونه تغییر قابل توجهی نشان نداد که با تغییر / آسیب یا اثرات زرد شدن مرتبط باشد.

روی سنگ درصد P.E منتشر شده به سطح توسط Pulvistop در طول زمان نیز خوب باقی ماند، در حالی که نفوذپذیری بخار آب در سنگ پس از اهمال نانو نما تا حدی کاهش یافت. به طور مشابه، نانوهای نما از نقطه نظر اثربخشی، نتایج خوبی را ارائه داد و پس از اعمال و در طول زمان، درصد P.E بالایی را به سطح داد، بدون تغییرات رنگ قابل توجه یا کاهش نفوذپذیری بخار آب. نانو نما با توجه به رفتار خود نسبت به گذر، تغییرات مرتبط با تغییر را از 500 ساعت تابش نشان داد.نانو نما سیمانی

.

در نهایت، نتایج آزمایش‌های اثربخشی نشان داد که نانو نمای ساختمان یک محصول مناسب برای محافظت از نمای ساختمان، با وجود مقدار کمی مواد جذب شده توسط سطح است. از سوی دیگر، تجزیه و تحلیل FT-IR و تجزیه در اثر حرارت به برخی از فرآیندهای تخریب ناشی از گذر زمان طبیعی و/یا مصنوعی اشاره کرد که منجر به کاهش متوسط P.E.٪ شد.

محصولات نانو آبگریز نما ساختمان آزمایش شده را نمی توان محافظ عالی برای نمای کلیسای جامع در نظر گرفت، اما همه آنها نتایج خوبی از نظر P. E.٪ ارائه کردند. به جز آنهایی که به دلیل آسیب هایی که کاهش نفوذپذیری بخار آب می تواند ایجاد کند، هر دو نانو نما می توانند با موفقیت برای این مطالعه موردی استفاده شوند. تغییرات متوسط در مواد در واقع نه بر اثربخشی عملکرد محافظتی تأثیر می گذارد و نه جنبه زیبایی سطح نمای کلیسا را تغییر می دهد.نانو نما سیمانی