Study of the physical properties of hydraulic and resin bound mortars used for making sculpture replicas from Tosca de Rocafort and Bateig stones

Abstract

This work presents the results obtained from the evaluation of mortars applied in the elaboration of replicas in the conservation and restoration of artistic and monumental heritage (sculptures and ornamental pieces). Two types of mortars have been studied, using Tosca de Rocafort (a variety of Godella stone) and Bateig (a variety of Novelda stone) stones as fillers: a) mortars using inorganic hydraulic binders and b) resin bound mortars using polymeric binders. These lithic materials, present in the Valencian Region, can be found in outstanding monuments in the city of Valencia (La Lonja, Cathedral, Serranos Gate, among others) where they exhibit considerable physical, chemical and biological deterioration. In contrast to the case of hydraulic mortars, scientific studies aimed at the optimisation of resin bound mortar preparation are rarely found in literature despite the fact that their use is widely extended all over Europe. Similarly, little information concerning these two types of stone materials was found (Roig Salom, 1995; Mas i Barberà, 2006). In this research, values of porosity accessible to water, water absorption, bulk densities and real densities, saturation coefficient and compression and flexion strength have been determined on a series of test specimens prepared with polyester and acrylic resin, as well as lime-gypsum, as binders of the mortars. The experiments performed have led the authors to establish that the studied resin bound mortars have higher stability and resistance properties in comparison to those made of hydraulic mortars and natural stone.

Este trabajo presenta los resultados obtenidos en la evaluación de morteros aplicados a la elaboración de replicas en conservación y restauración del patrimonio artístico y monumental (esculturas y piezas ornamentales). Se han estudiado dos tipos de morteros usando como relleno las piedras tosca de Rocafort (una variedad de la piedra Godella) y Bateig (variedad de la piedra Novelda): a) morteros que usan aglutinantes hidráulicos inorgánicos y b) morteros de resina aglutinada con aglutinantes poliméricos. Estos materiales líticos, que se encuentran en la región valenciana, pueden encontrarse en los más destacados monumentos de Valencia (La lonja, Catedral, Puerta de Serrano, entre otros) donde muestran un considerable deterioro físico, químico y biológico. A diferencia de los referentes a morteros hidráulicos, se encuentran raramente estudios científicos centrados en la optimización de la preparación de morteros de resina aglutinada a pesar de que su uso está ampliamente extendido en toda Europa. Del mismo modo, escasamente se encontró información sobre estos dos tipos de materiales pétreos. (Roig Salom, 1995, Mas i Barberà, 2006). En este estudio los valores de porosidad accesible al agua, absorción de agua, densidad aparente y real, coeficiente de saturación y compresión y resistencia a la flexión han sido determinados con series de tests-muestra preparadas con poliéster y resina acrílica, así como también cal-yeso como aglutinante de los morteros. Los experimentos realizados han llevado a establecer las propiedades de estabilidad y resistencia más altas de los morteros de resina aglutinada por comparación con las de morteros hidráulicos y piedra natural.