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Salts in Porous Materials: Thermodynamics of Phase Transitions, Modeling and Preventive Conservation

Steiger, Michael

Jahr: 2005

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Beschreibung:
The thermodynamics of phase equilibria of salts in porous materials is discussed including all relevant phase
transition reactions such as crystallization–dissolution, hydration–dehydration, and the freeze–thaw equilibrium
of water. The treatment of binary systems, i.e. only one salt and water, yields binary phase diagrams
that provide all information required for preventive conservation by environmental control. In the case of salt
mixtures, a model approach is more appropriate to predict phase equilibria and safe ranges of environmental
conditions. The properties of thermodynamic models are reviewed and several examples for the crystallization
behaviour of mixed salt systems are provided. Finally, possible applications of thermodynamic models
and their potential limits are discussed.
Die Thermodynamik der relevanten Phasenübergänge von Salzen in porösen Materialien wird vorgestellt.
Betrachtet werden Kristallisation und Lösung sowie Hydratation und Dehydratation von Salzen sowie das
Gleichgewicht zwischen flüssigem Wasser und Eis. Die Behandlung binärer Systeme, also Mischungen von
nur einem Salz mit Wasser, führen zu einfachen Phasendiagrammen, die zur Vorhersage geeigneter klimatischer
Bedingungen für die passive Konservierung herangezogen werden können. Bei Vorliegen von Salzgemischen
ist es erforderlich, thermodynamische Modelle zur Berechnung von Phasengleichgewichten und die
Vorhersage des Kristallisationsverhaltens zu verwenden. Die Eigenschaften solcher Modelle werden kurz
vorgestellt und zur beispielhaften Berechnung des Kristallisationsverhaltens einiger gemischter Salzsysteme
verwendet. Schließlich werden die Anwendungsmöglichkeiten und Grenzen thermodynamischer Modelle diskutiert.
In: Restoration of Buildings and Monuments / Bauinstandsetzen und Baudenkmalpflege: Vol. 11, No 6, 419–432 (2005)
[ISSN: 0947-4498]

Zitation:
Steiger, Michael:
Salts in Porous Materials: Thermodynamics of Phase Transitions, Modeling and Preventive Conservation. Aedificatio Verlag 2005
doi:10.5165/hawk-hhg/185