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Lezioni di petrografia
applicata 2008
R. Bugini - L. Folli
TECNICHE ANALITICHE
Vengono qui presentate in forma schematica
le principali tecniche analitiche di laboratorio che consentono una precisa
caratterizzazione composizionale e strutturale delle rocce.
Le due più importanti sono: la microscopia ottica in luce polarizzata
su sezione sottile e la diffrazione ai raggi X su polveri; esse si basano
su principi fisici completamente differenti (proprietà ottiche,
interferenza di radiazioni ondulatorie con il reticolo cristallino).
MICROSCOPIA OTTICA
| PRINCIPIO DI BASE |
Ingrandimento
di un'immagine ottica in luce polarizzata trasmessa.
Rifrazione della luce ad opera dei
minerali monometrici, birifrazione ad opera dei minerali dimetrici
e trimetrici. |
| OGGETTO DELL'INDAGINE |
Campione
di materiale lapideo preparato in sezione sottile, con area massima
di 2x3 cm e spessore di circa 30 µm. |
| TIPO DI INDAGINE |
Caratterizzazione
della struttura e determinazione della natura dei componenti minerali. |
DIFFRAZIONE AI RAGGI X
| PRINCIPIO DI BASE |
Diffrazione di raggi
X (emessi da un anodo metallico colpito da un fascio di elettroni)
provocata dai cristalli dei minerali. |
| OGGETTO DELL'INDAGINE |
Campione di materiale
lapideo finemente macinato (pochi mg). |
| TIPO DI INDAGINE |
Determinazione della
natura dei componenti minerali (cristallini) in un materiale lapideo
attraverso il calcolo dei parametri caratteristici delle strutture
cristalline. |
Per una caratterizzazione strutturale
del materiale lapideo è necessario ricorrere all'analisi porosimetrica
(porosità aperta integrale, massa volumica apparente) e ad una
serie di prove fisiche (carico di rottura a compressione, a flessione,
usura per attrito radente, coefficiente d'imbibizione, ecc.).
Per studiare i fenomeni
di degrado che interessano le pietre in opera si ricorre alla microscopia
elettronica a scansione (morfologia del degrado) corredata di spettrometro
a raggi (composizione elementale della roccia e di eventuali prodotti
secondari).
Per la ricerca di particolari
prodotti di alterazione e di eventuali sostanze organiche dovute ad interventi
conservativi si ricorre alla spettrofotometria all’infrarosso.
POROSIMETRIA
| PRINCIPIO DI BASE |
Riempimento, mediante
mercurio sotto pressione, dei pori aperti del materiale. |
| OGGETTO DELL'INDAGINE |
Campione di pietra,
malta, ceramica (provini cubici di circa 1 cm di spigolo). |
| TIPO DI INDAGINE |
*Distribuzione volumetrica
dei pori aperti, supposti di sezione circolare, in funzione delle
loro dimensioni (raggio) per caratterizzazione del materiale e valutazione
del degrado.
*Massa volumica apparente cioè rapporto
fra massa e volume apparente del campione di materiale (il volume
apparente è quello limitato dalle superfici esterne del campione. |
MICROSCOPIA ELETTRONICA A SCANSIONE - SPETTROMETRIA
A RAGGI X
| PRINCIPIO DI BASE |
Ingrandimento di un’immagine
dovuta a emissione di elettroni secondari da parte del campione
sottoposto a scansione mediante un fascio di elettroni. |
| OGGETTO DELL'INDAGINE |
Campione tal quale
di pietra, malta, ceramica (dimensioni anche centimetriche); necessaria
la metallizzazione. |
| TIPO DI INDAGINE |
Determinazione microstrutturale,
analisi chimica puntuale o areale degli elementi, distribuzione
areale dei singoli elementi chimici. |
SPETTROFOTOMETRIA ALL'INFRAROSSO
| PRINCIPIO DI BASE |
Correlazione fra lo
spettro originato dall’assorbimento selettivo di radiazione infrarossa
da parte degli elettroni di una sostanza e la sua identità
chimica. |
| OGGETTO DELL'INDAGINE |
Campione finemente
macinato di pietra, malta, ceramica (pochi mg). |
| TIPO DI INDAGINE |
Determinazione di tutte
le sostanze in qualsiasi stato di aggregazione; adatto per leganti
organici, pigmenti ecc. |
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