Oppervlaktehardheid: de kracht van de boor

De tand des tijds

Natuursteen in exterieur is onderhevig aan de verschillende weersinvloeden. Terwijl regen, zon, vorst, zouten en biologische organismen ingrijpen op de steen, kan er verandering ontstaan. Uiteindelijk zal dit bij elke steen leiden tot één of andere vorm van degradatie, al hangt het sterk af van de processen die spelen en de weerstand van de steen. Degradatie kan voorkomen of vertraagd worden door het gebruik van ‘de juiste steen op de juiste plaats’. Dit valt te begrijpen als het gebruik van een duurzame steen, in termen van resistentie tegen verwering, voor het juiste gebruik en met de juiste plaatsing. Desondanks is geen enkele steen helemaal gevrijwaard van de tand des tijds wanneer die tientallen of soms honderden jaren wordt blootgesteld. De natuurlijke veroudering kan verschillende vormen aannemen, waarbij materiaalverlies zoals granulaire decohesie, zeg maar verkruimeling, en het afschalen van het oppervlak de meest voorkomende zijn. Dit zien we vooral in historische gebouwen.

Omdat natuursteen heterogeen is, en de boor gevoelig is voor kleine verschillen, wordt meestal het gemiddelde van drie of vier boringen genomen per evaluatie

Weerstandsboor

Natuursteen met oppervlaktedegradatie is daarom nog niet verloren. Als aan de voorwaarde van de juiste steen op de juiste plaats voldaan is, dan valt het te onderzoeken of de oppervlaktedegradatie geremd of tijdelijk gestopt kan worden. In het geval van materiaalverlies wordt dit bestudeerd met een weerstandsboor, een zogenaamd Drilling Resistance Measurement System, afgekort DRMS. Tijdens deze meting wordt een klein gaatje geboord, doorgaans 3 of 5 mm, aan een constante indring- en rotatiesnelheid. De kracht die nodig is om deze constante snelheid aan te houden wordt gemeten en uitgedrukt in functie van de boordiepte. Hoe lager de kracht, hoe zachter het gesteente en hoe hoger de kracht, hoe harder. Bij oppervlaktedegradatie wordt dan een zachte buitenschil gemeten, die harder wordt naarmate de boor de meer gezonde kern bereikt. Dit effect kan zich afspelen in de buitenste millimeters tot centimeters. Gaat het dieper, dan spreken we over het algemeen niet meer over oppervlaktedegradatie. Omdat natuursteen heterogeen is, en de boor gevoelig is voor kleine verschillen, wordt meestal het gemiddelde van drie of vier boringen genomen per evaluatie. Door de boringen te kalibreren met een referentiemateriaal, kunnen verschillende boringen met elkaar vergeleken worden. 

Verharding

Oppervlaktedegradatie is een voortschrijdend proces. Een zwakke buitenschil kan na verloop van tijd afgestoten worden en de degradatie kan zich verder zetten in de diepte. Het is dus interessant om de samenhang van die buitenschil te gaan herstellen. Dit kan voor sommige stenen worden uitgevoerd met een steenverharder of consolidant. Het principe is om de samenhang tussen de individuele korrels te gaan herstellen met een mineraal product, met als doel om het oppervlak en dus ook het originele materiaal zoveel mogelijk te behouden en het verweringsproces dus af te remmen of te stoppen. Daarbij is het van belang dat deze verharding enkel aangrijpt op de verweerde zone, en dat deze de overige eigenschappen zoals waterhuishouding niet negatief beïnvloedt. Tegelijk mag de geconsolideerde buitenschil ook niet sterker worden dan de gezonde kern. Omdat elke situatie, elke steen en elke tijdsopname verschillend is, wordt een behandeling altijd vooraf gegaan door een proefbehandeling. Kennis van de steen en de resultaten van een weerstandsboring kunnen bij de proefbehandeling helpen om het juiste product en optimale behandelingswijze te selecteren. Wanneer de proefbehandeling is uitgevoerd, kan een controle met de weerstandsboor dienen als evaluatie. Hieruit wordt afgeleid of de weerstand is toegenomen, gradueel over de volledige diepte en zonder overmatige versterking van de buitenschil.