Questa operazione deve essere condotta con cura particolare in quanto dalla bontà della sua riuscita dipende la futura conservazione dell'opera. Il consolidamento ha lo scopo di dare compattezza e resistenza al materiale degradato: si modificherà la struttura interna rendendo così più resistente il materiale, ma anche rendendo più difficoltose le infiltrazioni d'acqua che, come già detto, costituiscono il veicolo più importante per il degrado della pietra.

Bisogna assicurarsi che il prodotto da usare come consolidante abbia una buona resistenza in generale, (ed eventualmente agli agenti atmosferici), non provochi variazioni cromatiche sulla pietra, penetri molto in profondità e sia il più possibile reversibile.

Questa ultima proprietà, che consiste nel poterlo rimuovere con qualche solvente o reattivo, è però spesso solamente "teorica".

Una buona penetrazione del consolidante è fondamentale per la risuscita del trattamento come pure è essenziale assicurare una distribuzione omogenea del prodotto.
Da ciò si evince che, ai fini della riuscita del consolidamento, sono importanti tanto la scelta del materiale quanto la tecnica, intendendo con ciò il modo con il quale si cerca di spingere al massimo la penetrazione del consolidante.

Una semplice applicazione del consolidante sulla superficie del manufatto avrà come effetto una penetrazione che nel migliore dei casi sarà di pochi millimetri, al massimo qualche centimetro. Nell'intento di migliorare la penetrazione, sono stati proposti diversi metodi.

I più comuni vengono di seguito riassunti:

• impregnazione per immersione
• impregnazione per lenta percolazione.

Impregnazione per immersione
Consiste nell'immergere l'oggetto da risanare in un recipiente di forma e dimensioni idonee e riempito della soluzione del consolidante. I tempi di immersione vanno regolati effettuando prove preliminari oppure facendo riferimento a esperienze analoghe.
L'eccesso di resina presente in superficie viene rimosso mediante applicazione di solo solvente.
La presenza di acqua all'interno dei capillari ostacola la diffusione del materiale e anche l'aria contenuta nei pori gioca un ruolo negativo. Per eliminare o limitare questi due fattori si può cercare di immergere il manufatto molto lentamente in maniera che la diffusione per capillarità sia contemporanea all'espulsione dell'aria e dell'acqua oppure si fa avvenire l'operazione a caldo, cercando quindi di fare in modo che la temperatura relativamente alta riesca a scacciare parte dell'aria e dell'acqua.

Un metodo molto interessante è quello di immersione completa sotto vuoto. Si deve disporre di una pompa da vuoto e di un recipiente a tenuta dove viene introdotto l'oggetto da consolidare. Viene quindi aspirata l'aria e realizzato il vuoto. Da un altro ingresso, viene quindi immessa la soluzione del consolidante che riempie i pori lasciati liberi dall'aria e dall'acqua.

Il metodo offre risultati confortanti ma non può essere applicato su manufatti di grosse dimensioni o comunque non trasportabili in laboratorio.
Impregnazione per lenta percolazione
L'impregnazione per lenta percolazione è adottabile in tutti quei casi in cui non e possibile un trasporto in laboratorio e consiste nell'applicare sul manufatto del cotone idrofilo, della polpa di carta o addirittura delle pennellesse che vengono mantenute costantemente bagnate, mediante lenta percolazione appunto, della soluzione del consolidante. Il tutto viene ricoperto da fogli di polietilene che riducono l'evaporazione del solvente.
Allo scopo sempre di aumentare la penetrazione in profondità può essere opportuno alternare l'applicazione della resina con applicazioni di solo solvente.
I consolidanti
I prodotti usati come consolidanti sono generalmente costituiti da composti organici di origine sintetica: sono stati infatti abbandonati i consolidanti inorganici in quanto obiettivamente di dubbia efficacia, solo nel caso dell'idrossido di bario si osserva un reale miglioramento delle proprietà meccaniche.

Nel caso delle pietre di Vicenza ottimi risultati sono stati ottenuti usando sia resine acriliche e sia alcuni prodotti derivati del Silicio.
Fra le resine acriliche molto usato è il Paraloid B72, una resina termoplastica sufficientemente reversibile anche se poco resistente agli agenti atmosferici come la pioggia.
Il Paraloid viene messo in commercio sotto forma di perle e viene impiegato sciolto in solvente (ad es., diluente nitro o anche clorotene). L'applicazione può essere effettuata nei modi descritti precedentemente e può essere opportuno effettuare piu applicazioni a concentrazione crescente, alternati da trattamenti con solo solvente.
L'effetto consolidante si esplica con il fatto che la resina, dopo l'evaporazione del solvente, avvolge i granuli di pietra saldandoli tra di loro e rendendo così il materiale più compatto.
Un'azione consolidante dello stesso tipo esplicano le resine polisilossaniche. Anch'esse infatti avvolgono i cristalli risanando fratture e riempiendo gli spazi.
Diverso è il comportamento del silicato d'etile la cui azione prevalentemente chimica in quanto forma dei legami con gruppi OH liberi, con espulsione di una molecola d'acqua. Condizione necessaria per un corretto utilizzo del silicato d'etile e quindi che vi siano, nel substrato gruppi OH liberi (normalmente presenti quando il materiale ha una componente argillosa).
Il silicato d'etile è un eccellente consolidante ad esempio per la Pietra di Nanto (la cui componente argillosa è maggiore del 10%).
Il silicato d'etile non impartisce proprietà di idrorepellenza per cui bisogna effettuare un ulteriore trattamento con prodotto idoneo.

Una via di mezzo sono le resine Alchil-Alcossi-Silaniche le quali, contenendo una parte di molecola idrolizzabile, instaurano anch'esse dei veri e propri legami chimici con il supporto mentre i gruppi alchilici liberi impartiscono proprietà di idrorepellenza.

Alcuni prodotti commerciali sono costituiti da un miscela di resine polisilossaniche e silicato d'etile, altri sempre silicato d'etile ma con resine alchilalcossi-silaniche (Dry film 104).

La funzione di questi consolidanti come già detto, è quella di saldare le fratture e i pori della pietra deteriorata. In questo modo viene drasticamente diminuita la quantità d'acqua assorbibile dalla pietra.