flores, v. et al. rest. mosaico romano. caracterizacion y analisis constructivo. ph 2004

7/31/2019 Flores, V. Et Al. Rest. Mosaico Romano. Caracterizacion y Analisis Constructivo. PH 2004

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jewska (Jedrzejewska,1981) combinado con la determinacin decarbonatos mediante el calcmetro de Bernard (NLT-116/72), per-mite la estimacin del contenido de arena y de carbonato clcicopresente en un mortero de cal. Estos dos parmetros obtenidostienen validez para aproximar la dosificacin original del morterosiempre que la arena empleada en su confeccin sea mayorita-riamente de naturaleza silcea-silicatada.

> Anlisis mineralgico por DRX de acuerdo con las condicionesantes descritas.

> Porosidad abierta mediante absorcin de agua a ebullicin,para cuantificar el sistema poroso de los morteros respecto a suinteraccin con el agua.

> Anlisis granulomtrico de fracciones principales.

> Observacin y estudio con lupa binocular Nikon StereoscopicSMZ-2T a un aumento 20X.

> Anlisis de sales solubles (sulfatos y cloruros). Se ha analizadoel contenido de sulfato (expresado como SO3) segn UNE-EN 1744-1, que permite valorar la presencia de yeso en el mortero aadido

intencionadamente como conglomerante, como impureza de lasmaterias primas o como producto de la alteracin del mismo.Tambin este parmetro puede ser orientativo a la hora de identi-ficar la presencia de sales sulfatadas arrastradas por la humedaddesde el suelo. Tambin se ha determinado el contenido de clo-ruros solubles en agua (expresado como Cl-) segn la norma UNE83-827-94, para descartar la formacin de eflorescencias en elmosaico una vez que ste ha sido descubierto y se convierte ensuperficie de evaporacin de la humedad del terreno.

LadrillosEl anlisis de los ladrillos presentes en el paquete de cimentacinse ha limitado a la determinacin de la porosidad abierta y de su

caracterizacin mineralgica con el objeto de valorar las cualida-des cermicas del material (Flores Als, 2000).

Teselas

La primera comprobacin realizada consisti en comprobar la na-turaleza carbonatada de las muestras; aparentemente tres de ellasno parecan ofrecer dudas al respecto. El ataque con cido clorh-drico diluido (1:1) confirm la hiptesis de partida. Las muestrasblanca, amarilla y naranja claro manifestaban un intenso burbujeocon el ataque. Por lo que las tres piezas se puede afirmar que sonmateriales calcreos, con contenidos variables crecientes en xi-

dos de hierro que dan lugar a las tres tonalidades.

Las muestras 4, 5 y 6 presentaban un burbujeo muy leve, lo queinicialmente podra deberse a los restos de mortero que pudiesenhaber quedado insertados en los poros superficiales. Una vez lim-

pias las caras de las teselas se repiti la comprobacin, en estecaso slo las muestras 4 y 5 presentaban una mnima pelcula deburbujas en superficie, mientras que la muestra 5 no manifesta-ba dicho efecto. A partir de aqu, ante las dudas respecto a lasfases minerales presentes, someter las tres muestras a una anli-sis por difraccin de rayos X (DRX) que permitiese identificar contoda certeza la naturaleza mineralgica.

El anlisis por DRX present un resultado similar para las muestras4 y 5; stas estn constituidas mayoritariamente por geles de hie-

rro, xido de hierro (hematites), calcita y cuarzo. La identificacinde las fases minerales presente permite una identificacin simplede los materiales como calcarenitas con contenidos variables enhierro. De nuevo los contenidos en hierro tienen la responsabilidadde la intensidad cromtica de las teselas. La presencia de calcitajustificara la reactividad con el HCl (1:1). La muestra 6, de colorgris oscuro y con aspecto muy compacto, es significativamente di-ferente al resto. La caracterizacin mineralgica permite comprobarque se trata de un material de transformacin trmica. Por la na-turaleza de la zona, y suponiendo que se trata de un material noimportado, se correspondera con una marga azul, abundantes enla zona de cija, cocida a alta temperatura. La presencia de wo-llastonita (CaSiO3) como fase mayoritaria y de kilchoanita (Ca3SiO7)

como segundo material ms abundante permite establecer tempe-raturas de coccin en torno a los 900C o incluso superiores. Asi-mismo se ha detectado oxido de hierro (hematites) en menor con-tenido. Los dos silicatos de calcio formados a alta temperatura sonresultado de la descomposicin de la fraccin caliza que, original-mente, pudiera haber en la materia prima y de la de los silicatospropios de las fases arcillosas, tambin activados trmicamentedurante la coccin, de ah que no aparezcan ni cuarzo ni calcitaen el anlisis. Una suposicin, ms all del simple anlisis, podrallevar entender este material como el reaprovechamiento de unfallo de alfar, que por un exceso de temperatura, motivado poralgn problema o error en el proceso de coccin, diese lugar a unproducto parcialmente vitrificado, por eso su elevada compacidad

y de color impropio de una cermica.

Morteros y suelo

Ataque cido. Mtodo de JedrzejewskaEl anlisis qumico de componentes bsicos pone de manifiestocmo en los morteros M-1, M-2, y M-3 el contenido de CaCO 3 hasido muy elevado (69,33%-77,74%). Este rango de valores sueleser caracterstico de morteros muy ricos en cal y/o de la presen-cia de arenas de naturaleza calcrea, ya sean de origen natural(p.ej. albero) o generadas artificialmente mediante la molturacinde una roca rica en carbonato de calcio (p.ej. marmolina).

El mortero M-1 ha sido el que ha presentado un mayor contenidode CaCO3 (77,74%), pudindose atribuir a que su naturaleza res-ponde ms a la de una lechada que a la de un mortero propia-mente dicho.

096 - 097Criterios

Restauracin de unmosaico romano.Caracterizacin y anlisis

constructivo

PH51- Diciembre 2004

2. Detalle de la lectura del mosaico con imagen de anciano3. Detalle de la lectura del mosaico con imagen de joven4. Reintegracin de teselas

5. Imagen general durante la intervencin en la que se aprecia el rejuntado de losbordes


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En la muestra de suelo tan slo destaca como dato significativo laelevada composicin carbonatada debiendo valorarse sus condi-ciones una vez obtenidos todos los datos. En la tabla 2 se mues-tran los resultados correspondientes a las diferentes muestras.

Anl isis mineralgicoLos resultados obtenidos en el anlisis mineralgico se discutende acuerdo con la procedencia de cada una de las muestras ana-lizadas, los valores se exponen en la tabla 3.

M-1En esta primera muestra abunda el carbonato de calcio, de ah sucolor blanco, resultado tpico para un mortero de cal. Tambinexiste un contenido medio de cuarzo que procede de la arena uti-lizada para su elaboracin. Se han detectado feldespatos y trazasde minerales de la arcilla que probablemente procedan de laarena empleada en la elaboracin del mismo, lo que justificara el

leve oscurecimiento que presenta.

M-2Similar a la muestra anterior, abunda el carbonato de calcio, si-tuacin tpica de un mortero de cal. Tambin existe un contenidomedio de cuarzo que procede de la arena utilizada para su ela-boracin. Se han detectado feldespatos y trazas de minerales dela arcilla que probablemente procedan de la arena.

M-3Composicin similar a M-2, pero con menor contenido de carbo-nato de calcio y mayor contenido de cuarzo al tratarse de un mor-tero ms pobre en cal. Se han detectado feldespatos y trazas de

minerales de la arcilla. La observacin de la muestra permitecomprobar la presencia de pequeos ndulos de naturaleza arci-llosa que pueden ser atribuibles a impurezas contenidas en elagregado (Fig. 8), estos resultan particularmente extraos, pues-to que sera ms comn la presencia de elementos cermicos.

Tambin se han detectado trazas de anhidrita (CaSO4), que sonatribuibles, como se coment en el apartado de anlisis qumico,a impurezas de la cal.

SLa muestra del suelo est compuesta por carbonato de calcio, cuar-zo, feldespatos y minerales de la arcilla. Como es lgico por su na-turaleza, en esta muestra ha disminuido el contenido de carbonatode calcio y ha incrementado el contenido de arcillas (Fig. 9).

Para identificar los minerales de la arcilla presentes se ha realiza-do un nuevo anlisis mediante DRX por mtodo de agregadoorientado, obtenido a partir de una sedimentacin de la muestraen agua, para potenciar sus reflexiones. En l se ha identificadola presencia de micas y caolinitas, minerales que no son de ca-rcter expansivo. Se han identificado tambin montmorillonitas,que s son expansivas, pero stas se encuentran en pequeas

cantidades, como trazas.

PorosidadLos valores de porosidad accesible al agua se entienden comocriterio de valoracin de la calidad y el estado de conservacinde los morteros (tabla 4)

Los resultados obtenidos para las muestras de mortero se mues-tran en en la tabla 5.

Las muestras M-2 y M-3 han tenido unos valores de porosidadabierta elevados (superiores al 30%), por lo que se les puede cla-sificar teniendo en cuenta la tabla 4 como morteros muy porosos.

El origen de esta alta porosidad puede estar en presencia de ar-cillas en el rido, minerales que son capaces de absorber eleva-das cantidades de agua, y que posteriormente, cuando se elimi-na por evaporacin, genera porosidad abierta. Tambin la utiliza-

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cin de altas cantidades de agua en el amasado del morteropara conferirle mayor plasticidad y trabajabilidad en el estadofresco origina un aumento de la porosidad.

Se ha de comentar que a pesar de ser morteros muy porosos yen teora de "baja calidad", la presencia de unos elevados por-centajes de cal en su composicin ayuda a mejorar el comporta-miento mecnico de los mismos.

GranulometraEl anlisis granulomtrico del rido se ha realizado mediante elestudio de parmetros de inters como: el tamao mximo delrido y los contenidos de rido mayores y menores de 5 mm.(tamao lmite de separacin entre arena y grava). No se haconsiderado necesaria la determinacin de la curva granulo-mtrica completa. Los resultados se muestran a continuacinen la tabla 6.

A pesar de no haberse evaluado el tamao mximo de la mues-tra M-1, por la propia naturaleza de la misma, s se puede afir-mar a travs de su examen visual que su textura era muy fina,an ms que la de M-2.

Anlisis pticoEl anlisis mediante lupa binocular de las muestras ha ofrecidouna informacin interesante acerca de la textura de los conglo-merados as como de la tipologa macroscpica de los ridos.Como detalles ms significativos se destacan caractersticas delas muestras M-3 y S, presencia de ndulos arcillosos y granoscarbonatados respectivamente (Fig. 8 y 9).

Anlisis de sales solublesLa posible presencia de sales solubles en los materiales de cimenta-

cin de un mosaico o en el suelo subyacente implica un riesgo im-portante de deterioro debido a la variacin del estado y de los equili-brios qumicos que se producen una vez que el elemento deja de estarenterrado. El afloramiento del mosaico supone una alteracin del equi-librio en disolucin de la sales con la humedad del terreno, pudiendoestas ser arrastradas a la superficie y cristalizar en forma de eflores-cencias, con el consiguiente dao inducido a los materiales.

Respecto al contenido de sulfatos, ha sido muy bajo para todaslas muestras (0,08%-0,50%), teniendo por lo tanto escasa rele-vancia. El origen del mismo en los morteros tiene su origen, muyprobablemente, en las materias primas, en concreto, en la rocacaliza utilizada para la fabricacin de la cal.

El anlisis de cloruros (Cl-) muestra como el contenido de losmismos es muy bajo tanto en los morteros (0,012%), como en lamuestra de suelo (0,026%), no existiendo por lo tanto riesgo deformacin de eflorescencias por la presencia de cloruros.

Caracterizacin de ladrillosLa caracterizacin de los materiales cermicos empleados comosubbase para la ejecucin del mosaico permite evaluar la capaci-dad resistente y estabilidad de cara a su nueva situacin.

La porosidad abierta del material se ha determinado medianteinmersin en agua a ebullicin durante 3 horas, obtenindose

un porcentaje del 35,3%. Este valor es normal para una cer-mica de construccin convencional, ahora bien, su localizacinen la cimentacin del mosaico permite limitar la posible circu-lacin de agua mediante una mayor incorporacin del lquido ala estructura porosa del ladrillo, siendo adems menor la rele-vancia de este dato por el hecho de no ser un material someti-do a requerimientos de carga importantes.

De otra parte, el anlisis mineralgico ha puesto de manifiesto unacomposicin propia de una cermica convencional bien cocida. Sehan detectado como fases mayoritarias el cuarzo, en un porcentajeelevado con relacin al resto de componentes, y calcita y feldespatosen menor medida. Los minerales de nueva formacin a alta tempera-

tura ms significativos son la wollastonita y la kilchoanita, resultado dela transformacin trmica a una temperatura aproximada de 850C,de materias primas ricas en carbonatos. Esta cualidad es propia delos barreros de la zona de cija, por lo que el resultado, se puededecir, que es el esperable de acuerdo con el entorno y la ubicacin.

098 - 099Criterios


constructivo


6. Seccin transversal del mosaico y su cimentacin7. Fotografa del mosaico una vez realizada la extraccin del testigo. Se puedenapreciar los diferentes morteros de la solera

7

6


6/7

77,74

74,75

69,33

30,68

21

15

11

SO 3

0,50

0,33

0,46

0,08

--

--

--

Cl_

*

0,012

0,012

0,026

--

--

--

Resto

12,42

6,96

0,33

17,85

--

--

--

Carbonatos (%)

(expresados como CaCO3)

9,34

17,94

29,86

51,36

79

85

89

Fraccin silcea-silicatadainsoluble en HCl (%)

Fraccin soluble en HCl (%)Muestras

M-1

M-2

M-3 (fraccin < 5mm)

S

Morteros referencia

1:1 (cal:arena)

1:2 (cal:arena)

1:3 (cal:arena)

Tabla 2. Anlisis qumico de componentes bsicos

* Determinacin no realizada por insuficiente cantidad de muestra

Primera capa muy fina de mortero situado entre y bajo las teselas

Fijacin o agarre de las teselas

Segunda capa de mortero situado entre M-1 y M-2

Base plana para la colocacin de las teselas con M-1

Tercera capa de mortero situado entre M-3 y el suelo

Capa de regularizacin del suelo

Suelo

Blanco sucio

Textura fina

Amarillo claro

Textura media

Blanco con ndulos

arcillosos marrones

Textura gruesa

Marrn oscuro

Localizacin y funcin constructiva Color-texturaDesignacin

M- 1

M- 2

M- 3

S

Tabla 1. Designacin, localizacin, y funcin constructiva de los morteros

++++

++++

++++

+++

Calcita CaCO3

--

+

+

+

Dolomita CaMg(CO3)2

++

++

++

+++

Cuarzo SiO2

--

+

+

+

Feldespatos

+

+ micas y caolinita

+ micas y caolinita

++ micas, caolinitas y

trazas de montmorillonitas

Minerales de la arcilla

+ corindn (Al2O3)]

+ anhidrita (CaSO4)

corindn (Al2O3)

+ anhidrita (CaSO4)

corindn (Al2O3)]

OtrosMuestras

M- 1

M- 2

M- 3

(fraccin < 5mm)

S

+ + + + muy abundante + + + abundante + + medio + indicios -- no detectado

Tabla 3. Anlisis mineralgico

< 20%

Buena Calidad. Compacto

20-30%

Buenos pero porosos

> 30%

Baja Calidad. Muy PorososMortero

Porosidad

Tabla 4. Valoracin de la calidad de los morteros en funcin de la porosidad

Tabla 5. Valoracin de la calidad de los morteros en funcin de la porosidad

*

37,4

35,0

25+_2**

Porosidad abierta (%)Muestras

M-1

M-2

M-3

Mortero referencia 1:3 (cal:arena)

* Determinacin no realizada por insuficiente cantidad de muestra, ** Peroni, S. et al., 1981


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Comentarios

Las teselas estn talladas en materiales ptreos propios de la zonacon la salvedad, particularmente curiosa, del aprovechamiento de unfallo de alfar para la obtencin de uno de los colores.

Los tres morteros identificados presentan un elevado contenido encarbonato de calcio secundario procedente de la carbonatacin de lacal empleada en su fabricacin, lo que se deduce de su anlisis, con-firmndose por la textura, apariencia y color, no siendo previsible que

un rido calizo diese lugar a los resultados obtenidos (Adams, 1992).La cal no se considera como hidrulica, segn se extrae de los an-lisis mineralgicos, en los que no se detectan compuestos hidruli-cos ni silicatos de alta temperatura propios de las transformacionesde las fracciones arcillosas de una cal no area. S parece clara la di-

100 - 101Criterios


constructivo


*

2,5 mm

16 mm

Tamao mximo

*

0

62

> 5 mm. (%)

*

100

38

< 5 mm. (%)Muestra

M-1

M-2

M-3

Tabla 6. Anlisis granulomtrico

*Determinacin no realizada por insuficiente cantidad de muestra

8. Fotografa tomada con lupa binocular correspondiente al mortero M-3 en la quese puede apreciar la presencia de ndulos de arcillas de color marrn en la matrizformada por carbonato de calcio procedente de la carbonatacin de la cal del mortero

9. Fotografa tomada con lupa binocular correspondiente a la muestra de suelo en la

que se puede apreciar la presencia de granos de carbonato de calcio de color blancoprocedentes de la adicin de cal al suelo con la finalidad de estabilizarlo

9

8

ferenciacin de texturas entre las dos capas estructurales de la base,lo que se debe a las caractersticas del agregado, no observndose

diferencias en la naturaleza del conglomerante empleado.

El estudio del suelo subyacente permite comprobar la presencia encontenidos muy bajos de arcillas con capacidad expansiva de carcterpeligroso para la estabilidad del mosaico. Los minerales arcillosos pre-sentes no resultan peligrosos; adems hay que considerar la presenciade ndulos calizos presumiblemente incorporados voluntariamente enforma de cal, que contribuiran a la mejor estabilizacin del terreno.

El anlisis de sales solubles en los diferentes estratos confirma lainexistencia de estas (sulfatos y cloruros), por lo que no es de pre-ver la aparicin de eflorescencias ni cristalizaciones a partir de loselementos propios de la estructura del elemento

AgradecimientoLos autores quieren hacer patente su agradecimiento al personal tcnico de JBA

Construcciones Bellido por la colaboracin prestada en la toma de muestras.

Bibliografa

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