VALUTAZIONE DELLA COESIONE E DELLA ADESIONE SUPERFICIALE STT

Come visto nella descrizione del processo di invecchiamento accelerato, i campioni sono stati degradati con un numero di cicli differente in base alla risposta ottenuta sulle superfici dopo ogni fase (Tab. 6.1). La valutazione della quantità di pittura rimossa dallo scotch è stata eseguita dopo ciascun ciclo: questo, unitamente al test effettuato anteriormente all'inizio della simulazione dell'erosione, ha permesso di stabilire, caso per caso, in che momento del processo fosse opportuno interrompere il degrado simulato per non perdere totalmente lo strato di coating.

Per ottenere il valore di pigmento rimosso per ogni sottogruppo in riferimento ad un preciso ciclo, è stata eseguita la media degli 8 valori acquisiti tramite scotch tape test (STT) su ogni mattonella. In questa fase è stata constatata una forte variabilità del dato: mattonelle facenti parte dello stesso sottogruppo, e quindi con stesse caratteristiche, a parità di ciclo di invecchiamento hanno manifestato un livello differente di polverizzazione.

Nei grafici che seguono vengono messi a confronto come esempio i sottogruppi 1-8 di ciascun gruppo.

Fig. 6.12 Grafici sull'andamento dei dati inerenti lo STT per i sottogruppi 1 - 8. Si nota l' aumento della dispersione del dato con

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In ciascun grafico sono riportati gli 8 valori ricavati tramite STT per le 8 mattonelle nei differenti cicli. È possibile constatare come, soprattutto a seguito dei cicli di erosione, i dati riferiti a campioni con simili caratteristiche tendono a disperdersi notevolmente in particolare nel quarto e ultimo ciclo. Il grafico relativo al sottogruppo A1-A8, evidenzia come la % di pigmento rimossa mediante STT dalle 8 superfici siano, prima del processo di invecchiamento, confrontabili tra loro; a seguito dei due cicli in camera climatica, si registra una differenza tra il valore massimo e il minimo rispettivamente pari a 0.4%, 0.7% e 1% per la condizione di non invecchiato, post primo ciclo e post secondo ciclo. In corrispondenza del terzo ciclo invece, primo in cui i facsimili vengono sottoposti ad abrasione, la quantità di pigmento che aderisce allo scotch varia dal 25% nel campione A8 a 11% nel campione A3, mostrando quindi una differenza sostanziale tra la polverizzazione presente nelle due superfici, pur avendo le stesse caratteristiche e essendo state sottoposte agli stessi stress. Proseguendo con il secondo ciclo di abrasione, ovvero il quarto ciclo del processo di invecchiamento, il range di valori registrati appare ancora più ampio, con un valore massimo del 46% per il campione A2 ed un minimo del 17% nella superficie A5. Si può quindi affermare che maggiore è la sollecitazione indotta sulle superfici, maggiore appare il range di valori che esprime la quantità di pigmento rimosso dalle superfici di uno stesso sottogruppo.

Inoltre, non solo superfici uguali sottoposte agli stessi stress si degradano in maniera differente tra loro nello stesso ciclo, ma ogni campione mostra una cinetica di degrado differente sull'intero processo di invecchiamento. Infatti, considerando nuovamente il campione A8, che nel terzo ciclo ha perso la maggior quantità di pigmento (25%), nel quarto ciclo manifesta un incremento della polverizzazione pari al 9%. Il campione A2 invece, che ha rivelato la maggior polverizzazione a fine processo, tra il terzo e quarto ciclo ha mostrato un aumento della pittura rimossa pari al 28%, quindi circa tre volte superiore a quello di A8.

L'elevata variabilità riscontrata nei dati è probabilmente causata dalla forte eterogeneità a livello granulometrico del materiale: nonostante i facsimili siano stati prodotti e sollecitati nello stesso modo, reagiscono in maniera differente a causa di differenze nell'organizzazione della struttura granulare sia all'interno del supporto che nella superficie. Infatti, data l'elevata eterogeneità mineralogica e morfologica dei grani, si generano spesso difetti superficiali e/o macropori che difficilmente è possibile controllare in fase di produzione.

Confrontando i campioni A con quelli di tipo M, si constata una minor variazione dei dati per le superfici ottenute utilizzando la mucillagine di Opuntia Ficus Indica. Questa differenza, appurata anche se in minor misura comparando i facsimili AP con quelli MP, è data da una maggior resistenza delle superfici prodotte con la mucillagine, osservazione confermata anche dall'analisi dei risultati complessivi del processo di invecchiamento che verranno qui illustrati. Avendo una maggior coesione, non si perviene allo stadio di degrado tale da generare la variabilità riscontrata nei campioni A e, avendo già visto che la variabilità del dato è direttamente proporzionale al livello di degrado generato, sono stati ottenuti per i campioni M e MP delle variazioni più limitate, con i dati relativi ai singoli cicli più omogenei tra loro.

L'andamento appena commentato riferito ai sottogruppi 1-8, si riscontra anche comprando i valori dei sottogruppi 9-16, 17-24 e 25-32.

Di seguito vengono invece illustrati i risultati ottenuti considerando l'intero processo di invecchiamento per ogni gruppo di campioni. Successivamente, verranno confrontati invece i risultati ottenuti tra i sottogruppi corrispondenti dei diversi gruppi.

153 GRUPPO A

Nel gruppo A, solo i campioni con il pigmento giallo hanno ultimato l'intero processo di invecchiamento. Per i sottogruppi A17-A24 e A25-A32 si è ritenuto necessario bloccare i cicli rispettivamente al secondo e terzo in quanto, lo stadio di degrado raggiunto, era quello ricercato.

Fig. 6.13 Rappresentazione grafica della perdita di pigmento % nei sottogruppi del gruppo A.

Confrontando i sottogruppi A1-A8 e A9-A16 non si riscontrano grandi differenze: entrambi manifestano un aumento di velocità della cinetica di degrado in corrispondenza dei cicli di erosione. I sottogruppi che si degradano maggiormente sono quelli relativi a entrambi i supporti rifiniti con pittura rosa. Come visto nella parte in cui vengono descritte le differenti miscele utilizzate nella fase di produzione dei campioni, queste superfici possiedono una % di sabbia fine nell'impasto necessaria a ridurre i processi di fessurazione durante l'essiccazione. Una maggior % di sabbia fine equivale a una minor quantità di argilla, ovvero fase legante, che si traduce a sua volta in una minor durabilità della superficie in caso di sollecitazioni termico-meccaniche.

Nel sottogruppo A17-A24 è possibile osservare come i cicli termici (gli unici eseguiti su questo sottogruppo) abbiano provocato un degrado molto spinto del coating. Questo è ben visibile dalla forte pendenza dei segmenti della curva1_{. Successivamente al primo ciclo in camera climatica,}

tramite il test di adesione, il pigmento è stato rimosso con estrema facilità su quasi tutta l'area valutata, dimostrando una totale mancanza di adesione con il supporto. La causa di questa mancanza di aderenza è da ricercare nel tipo di supporto Nurachi che, altamente suscettibile alle variazioni termoigrometriche indotte dai cicli di wet-dry, sollecita lo strato di pigmento tramite variazioni dimensionali di notevole entità. La forte incidenza del supporto è sottolineata se si compara il degrado ottenuto in questo sottogruppo con quello del sottogruppo A25-A32 costituito dallo stesso

1_{Una maggiore inclinazione del segmento di retta equivale ad una maggiore aggressività del ciclo considerato nella totalità}

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pigmento in superficie ma diverso supporto: nonostante anche in questo caso le superfici si dimostrino maggiormente suscettibili rispetto a quelle rifinite con pigmento giallo, resistono ai cicli di wet-dry manifestando una maggiore sensibilità alle sollecitazioni indotte dall'erosione superficiale, fatto chiaramente visibile dal drastico cambio di inclinazione della curva corrispondente al terzo ciclo. GRUPPO AP

I campioni pluristratificati AP manifestano una maggior stabilità sul totale processo di invecchiamento se comparati con quelli del gruppo A.

Fig. 6.14 Rappresentazione grafica della perdita di pigmento % nei sottogruppi del gruppo AP.

I sottogruppi costituiti da pittura gialla in superficie ancora una volta si presentano come quelli maggiormente resistenti sia ai cicli di wet-dry che a quelli di erosione. Tuttavia, è possibile notare un valore maggiore raggiunto alla fine del secondo ciclo rispetto ai campioni A. Questo molto probabilmente è dovuto al fatto che, in questo caso la superficie presenta un'elevata rugosità data la presenza dello strato pigmentante rosa sottostante. La rugosità, così come i difetti superficiali, influisce notevolmente sul test in questione rendendo la superficie maggiormente suscettibile al momento dello strappo. Nonostante una minor resistenza ai cicli di wet-dry, al termine di tutto il processo di invecchiamento si assiste comunque ad una minore quantità di pigmento rimosso poiché i cicli di abrasione risultano molto meno incisivi rispetto al caso del gruppo A.

Per i campioni con pigmento rosa invece si assiste ad una forte diminuzione dell'aggressività del processo in camera climatica. I manufatti hanno rivelato una maggior durevolezza in relazione ai cicli di wet-dry e si è potuto sottoporre entrambi i sottogruppi ad un ciclo di erosione. Le due curve ottenute sono abbastanza simili tra loro, come anche i valori raggiunti, motivo che ci spinge ad affermare che nel caso in cui si ha la presenza di più strati pigmentanti, il supporto ha una minor influenza sulla degradazione del coating.

155 GRUPPO M

L'andamento generale delle curve ottenute con l'invecchiamento dei campioni di tipo M segue sempre la logica della maggior resistenza delle superfici gialle rispetto alle rosa.

Fig. 6.15 Rappresentazione grafica della perdita di pigmento % nei sottogruppi del gruppo M

Tuttavia, se nel caso A si assiste ad un forte cambio di pendenza della curva nel passare dai cicli di wet-dry a quelli di erosione, nel caso del pigmento unito con mucillagine di Opuntia Ficus Indica si riscontra un andamento abbastanza lineare su tutto il processo. Questo denota una maggior resistenza del coating alle sollecitazioni meccaniche indotte dalle prove di abrasione.

Come nel caso dei campioni monostrato A17-A24, anche qui si evidenzia una forte influenza delle variazioni dimensionali del supporto sull'andamento del degrado della superficie. Il supporto Nurachi tende a rendere il coating rosa più vulnerabile ai cicli di wet-dry e, anche in questo caso, il sottogruppo M17-M24 non è stato sottoposto ai cicli di erosione. Ciò che però rende particolare questo sottogruppo è una forte diminuzione di pigmento rimosso successivamente al secondo ciclo in camera climatica: è possibile che l'inumidimento superficiale, prima dello sbalzo termico, abbia provocato una leggera riadesione del coating al supporto.

156 GRUPPO MP

Anche nel caso delle superfici MP si constata ciò che si è affermato nel caso del campioni AP: la presenza di più strati implica una minor incidenza del supporto nella cinetica del degrado della superficie.

Fig. 6.16 Rappresentazione grafica della perdita di pigmento % nei sottogruppi del gruppo MP

Le superfici gialle tuttavia in questo caso denotano una minor resistenza agli urti rispetto al caso M. I coating rosa manifestano invece sempre un forte cambio di tendenza in corrispondenza dei cicli di abrasione, mostrando che la resistenza all'urto migliora leggermente rispetto al caso in cui la superficie è legata solo con acqua ma che il comportamento dovuto alla presenza di una maggior quantità di sabbia, che rende lo strato di pigmento meno coeso, incide maggiormente rispetto al miglioramento ottenuto variando il legante.

In Fig. 6.17 sono riportati i grafici di confronto degli andamenti dei sottogruppi appartenenti ai differenti gruppi.

157 Fig. 6.17 Confronto tra i risultati ottenuti nel diversi sottogruppi.

Dai grafici di Fig. 6.17 è possibile concludere che la mucillagine di Opuntia Ficus Indica migliora le caratteristiche del coating rendendolo più coeso e resistente soprattutto verso le sollecitazioni di tipo meccanico. I sottogruppi di tipologia A sono quelli che, nel confronto tra tutti i sottogruppi, hanno sempre mostrato uno stadio di degrado più avanzato a parità di ciclo. Inoltre, maggiore è il numero di strati pittorici, minore è l'influenza del supporto sulla degradazione superficiale.

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