A special kind of crack pattern on historic glass - damage description and cause analysis

Archäologische Gläser können verschiedene Korrosionsphänomene aufweisen, die häufig mit der Ausbildung von Brüchen und Mikrorissen einhergehen. Ein besonders schwerwiegendes Korrosionsphänomen an Glasartefakten wird unter Archäologen als „sugaring“ bezeichnet. Die betroffenen Gläser weisen korrosionsbedingt eine ausgesprochen kleinteilige Fragmentierung auf, die im Extremfall an Zuckerkristalle erinnert. Im Rahmen der Dissertation erfolgte eine genaue Schadensbeschreibung und Schadensuntersuchung an geschädigten archäologischen Gläsern und Fensterglas mittels Lichtmikroskopie und Rasterelektronenmikroskopie (REM-EDX). Aufbauend auf den Untersuchungen an Originalgläsern wurden Modellgläser nachgeschmolzen und in Laborversuchen unter verschiedenen Bedingungen künstlich bewittert. Ziel war es mögliche Einflussfaktoren für die Ausbildung des Schadens zu bestimmen – wie den Einfluss von wässrigen Lösungen mit unterschiedlichen pH-Werten, Feuchtigkeitsschwankungen, unterschiedliche Oberflächeneigenschaften des Glases bzw. die Materialstärke. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem das Vorhandensein von Wasser bzw. Feuchtigkeit der dominierende Parameter ist, der die Schadensentwicklung beeinflusst.Archaeological glass may develop a variety of degradation phenomena, including fractures and micro-fissures. An advanced state of corrosion is known as ‘sugar glass’, which refers to fractures that result in the disintegration of the glass into millimetre size fragments. The shape of the fragments is similar to granulated sugar. In this work, several glass fragments were analyzed by light microscopy and SEM-EDS to get a better understanding of the corrosion phenomenon. More over, this work focuses on investigations into historic glasses and laboratory experiments undertaken in order to determine the main factors influencing this type of deterioration. Two model glasses were exposed to artificial weathering tests to explore the influence of aqueous solutions with different pH values, variations in humidity, as well as the significance of different surface properties and thickness of a glass. The results show that the constant presence of water or moisture is the dominant parameter that influences the development of ‘sugaring’