Investigation of the deterioration problems of excavated andesite monuments in archaeological sites for the purpose of conservation

Abstract

Archaeological sites have to be preserved as the witnesses of the earliest human activities. Determination of deterioration processes of stone monuments in archaeological sites is one of the fundamental phases for their preservation. In this study, deterioration problems of excavated andesites from Aigai and Assos archaeological sites were investigated for the purpose of conservation. Within this intent, visual analysis of the andesite deteriorations was carried out with site surveys in four years intervals and basic physical, petrographic and microstructural properties, mineralogical, elemental and chemical compositions of interior parts and exterior surfaces of the andesites were determined and compared. Visual analyses at the sites show that the progress of andesite deterioration after excavation is insignificant during the four years. The experimental results indicated the slight chemical deterioration of the silica and ferromagnesian minerals and calcium-feldspars through the action of carbon dioxide and water during burial resulted in the formation of clay minerals and calcium carbonate and hematite patinas on the andesite surfaces respectively. Presence of clay minerals promotes physical, chemical and biological deterioration. The experimental results indicated that excavations can be carried out by preventive conservation measures to prevent further andesite deteriorations in open air conditions. As for the preventive conservation measures, the study suggests that the controlled drying of the andesites during excavations has to be supplied, clays on the stone surfaces have to be cleaned but but calcium carbonate layer have to be protected and biocides have to be implemented to prevent the biological formations. Site planning such as drainage to keep the water away from the monuments have to be supplied after their excavations.

İnsanoğlunun en eski faaliyetlerinin tanığı olan arkeolojik alanlar korunmalıdır. Arkeolojik alanlardaki taş anıtların bozulma süreçlerinin belirlenmesi, onların korunması için temel aşamalardan biridir. Bu çalışmada, Aigai ve Assos arkeolojik alanlarında kazı sonrası ortaya çıkarılan andezitlerin bozulma sorunları koruma amaçlı incelenmiştir. Bu amaçla, alan çalışmalarıyla andezitlerdeki bozulmaların dört yıllık süreçteki görsel analizi yapılmış ve andezitlerin iç kısımları ile dış yüzeylerinin temel fiziksel, petrografik, mikroyapısal özellikleri, mineralojik, elemental ve kimyasal kompozisyonları belirlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Alanlardaki görsel analizler, andezitlerdeki kazı sonrası bozulmaların dört yıllık süreçte az olduğunu göstermektedir. Deneysel sonuçlar, silika ve ferromagnezyen mineraller ile kalsiyum-feldspatların toprak altında karbokdioksit ve suyun etkisiyle az oranda kimyasal bozulmaya uğramasıyla, sırasıyla kil mineralleri ve andezit yüzeylerinde kalsiyum karbonat ve hematit patinalarının oluştuğunu göstermektedir. Kil minerallerinin varlığı, fiziksel, kimyasal ve biyolojik bozulmayı desteklemektedir. Deneysel sonuçlar, açık hava koşullarındaki taş bozulmalarının ilerleyişini engellemek için önleyici koruma müdahaleleri alınarak kazıların devam edebileceğini göstermektedir. Önleyici koruma müdahaleleri olarak, bu çalışma, andezitlerin kazı sırasında kontrollü kurumaları sağlanmasını, taş yüzeylerindeki killerin temizlenmesini ancak kalsiyum karbonat tabakasının korunmasını ve biyolojik oluşumların engellenmesi için biyositlerin uygulanmasını önermektedir. Kazılardan sonra ise anıtlardan suyun uzak tutulması için drenaj gibi çevresel düzenlemeler sağlanmalıdır.