EXAMINING FOUR RESINS AS STONE SURFACE CONSOLIDANTS FOR CONSTRUCTION SANDSTONE OF ARCHAEOLOGICAL SITES, KARNAK TEMPLE, UPPER EGYPT, CASE STUDY اختبار أربعة مواد تصلب لتقوية الحجر الرملى المستخدم فى بناء اآلثار (معبد الکرنک) بجمھورية مصر العربية کحالة دراسية

ABSTRACT :
The sandstone is reported to be used for construction of temples, Churches and walls every￾where in the world e.g. some parts of Temple of Karnak in Upper Egypt, Qasr El-Sagha and Karanis
Temples in El-Fayum City in Lower Egypt, as well as St. John Church and Chester City Walls of
Roman age in UK. These archaeological sites suffer weathering from low grade represented by stone
surface discoloration to severe weathering noted as intense disintegration of construction rock.
The four resins namely; Methylmethacrylate Co-polymer; polyvinyl butyral; OH (tetraethox￾ysilane); and H (ethyltrimethoxy silane) have been compared together and evaluated as stone surface
consolidants based on the following basis :
1.Resin penetration depth, 2.Keeping stone surface colour and breathability, 3. Progressing rock
petrophysical and mechanical properties, and 4. increasing rock durability to acids and salts.
Polyvinyl butyral at 10% and 15% level of concentration verifies the best results as it penetrates
within the stone up to 21 mm, keep stone surface colour and breathability, keep stone surface dry,
progress rock petrophysical properties as it reduces rock porosity from 15% down to 1.1%, rock
effective porosity from 13.2% down to 1.0%, rock water absorption from 7.72% down to 0.54%, and
increases rock strength from 50.4 Kg/cm2 up to 193.9 Kg / cm2 . Also the samples consolidated
with either 5%, 10% or 15% polyvinyl butyral experienced the highest durability class (to salts and
acids) indicated by lowest weight loss% after 15 cycles of each test. So, this resin is highly recom￾mended.
Polyvinyl butyral is easy to be applied on large scale and it is not expensive as much as
reconstruction process. It can give good results if the stone under consolidation is well prepared as
its cleaning from rock meal and dust as well as salt efflorescence before consolidation.
The present work aims to examine four resins to be used as stone surface consolidants in par￾ticular for the slightly weathered rock to withstand with the present day environmental conditions
e.g. salt weathering, acid rain, and wetting and drying. Sandstone samples have been collected from
Temple of Karnak (Pharaonic episode, Upper Egypt) to run the study on them.
يعانى معبد الکرنک الفرعونى بمصر العليا المبنى من الحجر الرملى الأحمر من مظاهر التلـف
التى تبدأ من تآکل بسـيط فـى أسـطح الأحجـار حتـى التلـف الکامـل لأحجـار البنـاء ، وتحتـاج الأجـزاء
التى تآکلت بسيط إلى إضافة مواد لزيادة صلابتها ضد الأمطار الحامضية والأملاح .
تــم اختبــار أربعــة مــواد مفضــلة لهــذا الغــرض ، وبخاصــة الحجــر الرملــى ، وهــذه المــواد هــى :
(ميثيــل ميثــاکريلات ، بوليفينيــل بــوتریال ، تتــرا إثوکزيســيلان، إيثيــل ترايميثوکزيســيلان) ، ولقــد دلــت
النتــائج علــى أن البوليفينيــل بــوتریال هــو أفضــلهم عنــد ترکيــزات ١٥ ، %١٠% لأنــه يعطــى عمــق
تسرب ٢١ مللى داخل الصخر ، کمـا أنـه لا يغيـر لـون السـطح ، ويحفـظ نفاثيتـه ، ويقلـل المسـامية
والمســامية الفعالــة للصــخر ، وکــذلک امتصاصــه للمــاء بدرجــة کبيــرة عمــا کــان عليــه قبــل تصــلبه ،
٢ وکذلک يزيد بدرجة کبيرة من صلابة الصخر من ٥٠,٤ کجم/سم
. ٢ إلى ١٩٣,٩ کجم/سم
ً عنــد تعــرض العينــات غيــر المتصــلبة بهــذه المــواد للأمــلاح والأحمــاض اتضــح أن تلــک
أيضــا
ً مــن الحجــر
العينــات المعالجــة بهــذه المــادة هــى أکثــرهم مقاومــة حيــث أنهــا تفقــد نســبة صــغيرة جــدا
الرملـى بعـد ١٥ دورة مـن تلـک التجـارب ؛ لـذلک يوصـى باسـتخدام هـذه المـادة لزيـادة صـلابة الحجـر
الرملى المکون لمعبد الکرنک ، وأى آثار مبنية من مثل هذا النوع من الحجر الرملى فى الدول أخرى
حيث أن الاختبار تم لهذه المادة ضد عوامل بيئية يمکن أن يتعرض لها الأثر