TY - BOOK AU - Fatma Mohamed Shebl Mohamed, AU - Mohsen M. Saleh AU - Mohamed Ezzat Taha TI - Experimental and applied study for treatment and conservation of limestone blocks extracted from archaeological excavation sites : : applied on one selected object U1 - 702.88 PY - 2025/// KW - Restoration & Conservation of Antiquities KW - ترميم وصيانة الاثار KW - Heliopolis temple KW - Entrance gate King Ramses III KW - Fossiliferous limestone KW - Biomicrite limestone Investigation and analysis KW - Archaeological excavation KW - بوابة الملك رمسيس الثالث KW - معبد هليوبوليس N1 - Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025; Bibliography: pages 101-102.; Issues also as CD N2 - The conservation of limestone artifacts, particularly those discovered at the entrance of King Ramses III in the Heliopolis Temple, represents one of the most important and complex challenges in the field of Egyptian archaeological heritage preservation. The Heliopolis Temple is considered one of the oldest and most significant temples associated with the worship of the god Ra, and it witnessed considerable development from the earliest historical periods through the Greco-Roman era. However, most of its structures have vanished as a result of modern urban expansion, leaving only a few surviving stone remains that hold immense historical and religious value. Among these significant remnants is a monumental stone gate built by King Ramses III, uncovered during the Cairo University excavations in 1981 by Professor Abdel Aziz Saleh. This gate, with its distinctive architectural features and sphinx statue, stands as evidence of the architectural and religious character of that era, yet today it is exposed to ongoing deterioration. Field inspections, petrographic, and mineralogical analyses revealed that the stones used in constructing the entrance are mainly composed of two types of limestone: wackestone and carbonate mudstone, believed to have been quarried from Helwan, south of Mokattam, a region historically renowned for the quality of its stones. Studies confirmed that these stones suffer from clear deterioration, manifested in fine cracks, surface flaking, and the presence of salt crystals, particularly halite. X-ray diffraction (XRD) analyses demonstrated that the main mineralogical component of the stones is calcite, with minor amounts of gypsum and halite. Furthermore, microscopic examinations indicated that the limestone of the artifacts is fossiliferous, reflecting the diversity of its internal fabric and its influence on the stone’s behavior when subjected to environmental deterioration factors. It is noteworthy that after their discovery, the limestone artifacts have been subjected to degradation due to prolonged exposure to weathering and environmental factors over the course of five decades, without sufficient protection from climatic changes, pollution, or seasonal humidity. This neglect accelerated the deterioration, making urgent intervention essential to halt the risks threatening these unique remains. To determine the most appropriate conservation methods, an experimental study was conducted to compare the effectiveness of different consolidants, including the traditional Paraloid B72, nano-calcium carbonate, and nano-calcium 4 hydroxide. These materials were tested at two concentrations, 1% and 3%, all dissolved in acetone with Paraloid, and applied to limestone samples analogous to those at the site. The results clearly demonstrated that nanomaterials outperformed Paraloid alone, showing greater consolidating efficiency, improved water resistance, deeper penetration into the stone’s porous structure, and minimal color alteration. Among all tested materials, 3% nano-calcium carbonate performed the best, significantly enhancing the stone’s physical and mechanical properties, reducing water absorption, and exhibiting high stability under artificial aging conditions. Moreover, the nanomaterials at 3% concentration provided better protection of the stone surface against environmental effects compared to the lower concentration (1%), as confirmed by water contact angle measurements. This study highlights the importance of integrating multiple disciplines in developing an effective conservation strategy, as the restoration of such monuments requires collaboration among specialists in archaeology, materials science, chemistry, and geology to ensure the preservation of the artifacts’ original structure, historical aesthetics, and cultural value. The analyses and results emphasize the necessity of urgently removing accumulated salts at the site, addressing subsurface water issues, securing the area against urban and environmental threats, and utilizing limestone from Helwan quarries in any reconstruction efforts to ensure geological and aesthetic compatibility. It is also recommended to conduct further studies on the entrance of King Ramses III (Sphinx gate), particularly as old excavation records suggest the presence of a second unfinished sphinx, which enhances the archaeological significance of the site and underscores the need for its protection. Selecting the most suitable consolidants for strengthening this monumental gate must therefore be based on rigorous scientific studies to ensure its long-term preservation. In conclusion, it is hoped that this scientific effort will serve as a first step towards the conservation, restoration, and reconstruction of King Ramses III’s gate at the Heliopolis Temple, contributing to reviving this magnificent monument so that it may once again stand proudly as a testimony to the grandeur of ancient Egyptian architecture and its enduring legacy through time.; تُعَدّ عملية الحفاظ على الآثار المصنوعة من الحجر الجيري، وخاصة تلك التي تم اكتشافها عند مدخل الملك رمسيس الثالث بمعبد هليوبوليس، من أكثر التحديات أهمية وتعقيدًا في مجال صيانة التراث الأثري المصري. فمعبد هليوبوليس يُمثّل أحد أقدم وأعظم المعابد التي ارتبطت بعبادة الإله رع، وقد شهد تطورًا كبيرًا منذ بداية العصور التاريخية حتى العصور اليونانية الرومانية. غير أن معظم معالم هذا المعبد تعرضت للاندثار نتيجة الامتداد العمراني الحديث، ولم يتبقَ منه إلا القليل من بقاياه الحجرية التي تحمل قيمة تاريخية ودينية عظيمة. من بين هذه البقايا المهمة، توجد بوابة حجرية كبيرة شيدها الملك رمسيس الثالث، وقد كُشف عنها في حفائر جامعة القاهرة عام 1981 على يد أستاذ علم الآثارالاستاذ الدكتور عبد العزيز صالح. وتُعد هذه البوابة، بما تحويه من عناصر معمارية مميزة وتمثال لأبي الهول، شاهدة على الطابع المعماري والديني لتلك الحقبة، وقد أصبحت اليوم معرضة للتدهور المستمر. أظهرت الفحوص الميدانية والتحاليل البتروجرافية والمعدنية أن الأحجار المستخدمة في بناء المدخل تتكون في الغالب من نوعين من الحجر الجيري: الواكستون (Wackestone) والمادستون الكربوني (Carbonate Mudstone)، ويُعتقد أنها اقتطعت من محاجر حلوان جنوب المقطم، وهي منطقة مشهورة تاريخيًا بجودة أحجارها. وأكدت الدراسات أن هذه الأحجار تعاني من تدهور واضح تمثل في وجود تشققات دقيقة، وتقشر في السطح، وظهور بلورات ملحية خاصة ملح الهالايت. كما أظهرت تحاليل الأشعة السينية(XRD) أن المكونات المعدنية الرئيسية لهذه الأحجار هي الكالسيت، مع وجود نسب قليلة من الجبس والهالايت. وتبين من خلال الدراسة الميكروسكوبية ان نوع الحجر الجيري للقطع الاثرية هو الحجر الجيري الاحفوري، وهو ما يعكس تنوع بنيتها الداخلية وتأثير هذا التنوع على سلوكها في مواجهة عوامل التلف البيئي. وتجدر الإشارة إلى أن القطع الاثرية الحجرية تعرضت بعد اكتشافها للتلف بسبب تعرضها للظروف الجوية المختلفة والعوامل البيئية خلال خمسة عقود، دون حماية كافية من التغيرات المناخية أو التلوث أو الرطوبة الموسمية. وقد ساهم هذا الإهمال في تسارع التدهور، مما يستدعي تدخلًا عاجلًا لوقف الخطر الذي يهدد هذه القطع الفريدة. ومن أجل تحديد أنسب طرق العلاج، تم إجراء دراسة تجريبية لمقارنة فاعلية مواد تقوية مختلفة تشمل البارالويد B72 التقليدي،ومادة نانو كربونات الكالسيوم، ونانو هيدروكسيد الكالسيوم حيث تم اختبار هذه المواد بتركيزين مختلفين 1% و3%، مذابة جميعًا في محلول من الأسيتون والبارالويد، وتمت تجربتها على عينات جيرية مماثلة لعينات الموقع. وقد أظهرت النتائج بوضوح أن المواد النانوية تفوقت على البارالويد بمفردها، إذ أظهرت قدرة أكبر على تقوية الحجر وزيادة مقاومته للماء، مع نفاذ أعمق داخل البنية المسامية للحجر وتأثير لوني أقل. وكان أداء نانو كربونات الكالسيوم بتركيز 3% الأفضل بين جميع المواد المختبرة، حيث حسّن من الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للحجر، وقلل من معدل امتصاص الماء، وأظهر ثباتًا عاليًا عند اختباره تحت ظروف التقادم الاصطناعي. كذلك أثبتت مواد النانو بتركيز 3% قدرة أكبر على حماية السطح من التأثيرات البيئية مقارنةً بالتركيز الأقل 1%، وهو ما ظهر في نتائج قياس زاوية اتصال الماء. وتُبرز الدراسة أهمية الجمع بين العلوم المتعددة في بناء استراتيجية ترميم فعالة، إذ يتطلب ترميم هذه النوعية من الآثار تعاونبين متخصصين في علم الآثار وعلوم المواد والكيمياء والجيولوجيا، لضمان التعامل مع القطع الأثرية بما يحافظ على بنيتها الأصلية، وجمالها التاريخي، وقيمتها الثقافية. وتؤكد التحاليل والدراسات أهمية العمل العاجل على إزالة الأملاح المتراكمة بالموقع، ومعالجة المياة تحت السطحية، وتأمين الموقع من التعديات العمرانية والبيئية، والاعتماد على الحجر المستخرج من محاجر حلوان في حال تنفيذ أعمال استكمال للبوابة لضمان التوافق الجيولوجي والمظهري. ويُوصى أيضًا بإجراء دراسات موسعة على موقع مدخل الملك رمسيس الثالث (أبو الهول)، خاصة وأن سجلات الحفائر القديمة تُشير إلى وجود تمثال ثانٍ غير مكتمل، مما يعزز من الأهمية الأثرية للموقع وضرورة حمايته. فاختيار المواد المناسبة لتدعيم هذا المدخل يجب أن يتم بناءً على دراسات علمية دقيقة تضمن الحفظ طويل الأمد لهذا المدخل الفريد. وفي نهاية هذا العمل، نأمل أن يُمثل هذا الجهد العلمي لبنة أولى في طريق ترميم وصيانة وإعادة بناء بوابة الملك رمسيس الثالث بمعبد هليوبوليس، وأن يسهم في إعادة إحياء هذا الأثر العظيم ليقف شامخًا مرة أخرى شاهدًا على عظمة المعمار المصري القديم، وإرثه الذي لا يزال حيًا عبر الزمن ER -