Deterioration Patterns

<bibimport /> Author: Hans-Jürgen Schwarz
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Overview of "damage Pattern "

To assess new damage, well documented and analyzed decay pattern are of great importance. This collection provides an overview of decay pattern, which have been observed in the different material groups.

Material based colleztions are available for:

• Wall Painting

Glossary of salt Efflorescences

In general efflorescences are whitish, powdery or whisker-like crystals on the surface, generally poorly cohesive and commonly made of soluble salt crystals.

An den Objekten, insbesondeer Wandmalereien, Mörteln, Putze, Keramiken und Naturstein zeigen Salzausblühungen immer wieder bestimmte, typische Ausbildungen, die hier kurz charakterisiert werden sollen.

Whisker bilden lange dünne, z.T. gebogene Kristalle, hier NaCl Whisker (aus [Arnold.etal:1991]Title: Monitoring Wall Paintings Affected by soluble Salts
Author: Arnold, Andreas; Zehnder, Konrad
)

Whisker (=Haarkristalle): a few microns thick to cm - long, columnar, often curved crystals. Under special conditions crystals, in which a needle-like habit is usually not typical, growing in fine hair-like individuals, the so-called whiskers. Whiskers have been observed in a variety of substances, metals, salts and other compounds. Their diameters are between 0.01 and 100 micron, while their length can reach the order of centimeters. They grow preferentially in the longitudinal direction, while the cultivation of substance on the side faces is either totally suppressed or, to some extent still happen later. There are whiskers that include along their axis, a single (or few) screw dislocation, which causes a spiral growth at the tip, the material along the side of the tip must be transported. There are also whiskers without screw dislocations, which is the preferred growth at the top by a different mechanism about. Finally, there are whiskers do not grow at the top, but at its base, a pushing up the growing crystal.

Salzflaum bestehend aus KNO₃, die einzelnen Kristalle sind Whisker

Salzflaum: sehr lockere, wolle- oder watteartige Salzausblühungen, bestehend aus meist gebogenen Haarkristallen.

Salzrasen auf einer Fuge; die einzelnen Kristalle sind Whisker

Salzrasen: lockerer Belag nadeliger bis stengeliger, mehr oder weniger senkrecht zur Unterlage stehender, 0,1 bis mehrere Millimeter großer Whisker. Salzrasen sind oft erst im Streiflicht gut sichtbar.

File:Eilsum Gipsausbluehungen.jpg

pulverige Ausblühungen von Natriumsulfat

Pulverige Salzausblühungen: weißer, mehliger, dichter oder lockerer bis flockiger Überzug. Pulverige Ausblühungen entstehen je nach Salzart unterschiedlich. Einige Salze, insbesondere die etwas schwerer löslichen wie Gips, welche dann schleierartig dicht auftreten, können von Anfang an in dieser sehr feinkristallinen Form ausblühen. Bei Natriumsulfat z. B. ist diese Form dagegen meist ein Zeichen dafür, dass es sich um ein Entwässerungsprodukt der ehemals wasserhaltigen Salzform handelt.

Salt-induced pustules on a wall painting

Salzpusteln: voneinander getrennte, lockere bis kompakte, bis etwa 1mm Durchmesser große Salzhäufchen oder -höcker.

Salt crust caused by de-icing salt

Salt crust : Crust composed of soluble salts, which develop in the presence of high salt levels, salt aggregates with planar cohesion and of very different thickness (a few microns to mm)

Weiße lockere Salzkruste (zuckerartige Kruste): Sie besteht aus Aggregaten von mit bloßem Auge oder mit einer schwachen Lupe gut erkennbaren, glasklaren Kristallen. Zuckerförmige Krusten entstehen innerhalb eines Feuchtigkeitsfilms. Sie können aber auch Rekristallisate einer Salzausblühung sein, die bei einer entsprechenden Feuchtigkeitszunahme in der umgebenden Luft Wasser aufnahm und in Lösung ging und anschließend durch erneuten Klimawechsel, diesmal zu trockeneren Verhältnissen hin, wieder aus der Lösung auskristallisierte.

REM Aufnahme einer Seidenglanzkruste

Seidenglanzkrusten: Flächige, matt glänzende Salzkruste. Dicke Seidenglanzkrusten aus Gips scheinen erst durch mehrmaliges Umkristallisieren und über längere Zeiträume hinweg zu entstehen.

Blumenkohlartige Ausblühungen

Blumenkohlkruste: Kruste aus weißen, kugeligen Aggregaten, die eng zusammenliegen, so dass ihre Oberfläche derjenigen eines Blumenkohls gleicht. Blumenkohlkrusten entstehen bevorzugt an kleinen Fehlstellen (Rissen oder ähnlichem) auf der sonst relativ dichten Putzoberfläche.

Faserkruste: Kruste aus eng beieinander, senkrecht zur Wand stehenden, Haarkristallen. Sie entstehen in der Regel auf gut durchfeuchteten Trägern.

Tracht und Habitus

• Die Größenverhältnisse der an einem Kristall vorhandenen Grundformen ergeben den Habitus eines Kristalls.

• Die Tracht eines Kristalls besteht in der Aufzählung aller am jeweiligen Kristall auftretenden Grundformen.

Verschiedentlich wechselt der Habitus eines Minerals in Abhängigkeit von den Bildungsbedingungen.

Bedingt durch die Kristallstruktur, auch durch Mineral und Flächenkombinationen, haben die Minerale z.T. eine typische, z.T. wechselnde räumliche Erscheinungsform. Verschiedentlich kann diese auch durch einseitiges Wachstum hervorgerufen werden. Wir beschreiben diese Mineralformen wie folgt:

• isometrische Formen, wenn die Entwicklung in allen drei Raumrichtungen etwa gleich groß ist, z.B. bei allen kubischen Kristallen
• eindimensional gestreckte Formen: säulenförmig, stengelig, nadelig, haarförmig, faserig, z. B. Turmalin, Rutil, Asbest
• zweidimensional gestreckte Formen: tafelig, plattig, blättrig, schuppig, besonders bei Schichtmineralien, z.B. Baryt oder Glimmer
• dentrische Formen haben Minerale, wenn durch Wachstumsstörungen nur eine unvollständige, skelettartige Ausbildung möglich ist.

Ausbildung der Salzkristalle nach Arnold

Die Kristallmorphologie (Habitus) in Abhängigkeit von den vorliegenden Feuchteverhältnissen lässt sich nach [Arnold:1992]Title: Salze: Lästige weiße Ausblühungen oder Hauptschadensursache?
Author: Arnold, Andreas
wie folgt in fünf Gruppen gliedern (vgl. Abbildung):

a) Allseitig wachsende, große Kristalle mit Gleichgewichtsformen bilden sich auf nasser Unterlage, wobei die wachsenden Kristalle tief in die Lösung eingetaucht bleiben, die als dicker Lösungsfilm die ganze Oberfläche oder Teile davon bedeckt

b) Eine körnige Kruste aus isometrischen Kristallen entsteht auf noch stark feuchtem Substrat, während die Kristalle mit dem Lösungsfilm überdeckt sind und allseitig wachsen

c) Eine Faserkruste bildet sich auf mittelfeuchtem Substrat, das von einem zusammenhängenden Lösungsfilm bedeckt wird. Die säuligen Kristalle wachsen an ihrem Fuß, wo sie noch im Kontakt mit der Nährlösung sind und werden emporgehoben.

d) Dicke Whisker-ähnliche Kristalle wachsen auf der leicht feuchten Oberfläche aus kleinen Lösungsinselchen

e) Sehr dünne Whisker aus "Lösungspünktchen" auf der nun fast trockenen Oberfläche. Daraus entsteht ein Salzflaum.

Salze bilden bei ungestörter Kristallisation aus der Lösung ihre charakteristische Kristallform aus. Man spricht dann von idiomorphen Kristallen. Hypidiomorphe Kristalle bilden nur teilweise ihre Eigengestalt aus, während bei einer xenomorphe Kristallisation, die Kristallform keinerlei Beziehung zur Eigengestalt hat.

Zusammenhang zwischen Kristallmorphologie und Feuchteregime, s.o. (nach [Arnold:1992]Title: Salze: Lästige weiße Ausblühungen oder Hauptschadensursache?
Author: Arnold, Andreas
)

Literature

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a screw dislocation is a defect or irregularity within a crystal structure.