Технология сохранения свойств и особенностей белого камня (известняка) при реставрации и консервации памятников архитектуры

Актуальность

Задачи сохранения культурного наследия города, в том числе архитектурно-исторических памятников из белого камня, требуют глубокого исследования деструктивных процессов, протекающих в камне в условиях мегаполиса и разработки технологии реставрации и консервации белокаменных кладок.

Наиболее актуальным является вопрос качественного подбора материалов для кладочных швов и защитных составов для белокаменных кладок.

Цель

Разработать технологические подходы к сохранению свойств и особенностей природного камня (известняка) и материала кладочных швов при реставрации, консервации и эксплуатации памятников архитектуры.

Задачи

1. Провести анализ предметной области и информации об архитектурных памятниках из белого камня на территории Москвы.
2. Проанализировать дефекты белого камня и причины их проявления.
3. Познакомиться с технологиями реставрации и консервации, направленными на сохранение свойств и особенностей белого камня на объекте.
4. Выполнить подбор материалов, отбор и изготовление образцов для лабораторных исследований.
5. Провести лабораторные исследования и составить рекомендации по проведению мониторинговых мероприятий для раннего выявления развития повреждений в каменной кладке.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

• Оборудование
  1. весы бытовые
  2. увеличительное стекло
  3. влагомер электронный
  4. пирометр
  5. фотоаппарат
  6. линейка металлическая
  7. ноутбук с установленным программным обеспечением
  8. сосуды мерные пластиковые ёмкостью 0,5 л и 1 л
  9. формы пластиковые для отливок
  10. рулетка
• Инструменты
  1. мастерок
  2. шпатель
  3. ножи
  4. молоток
• Материалы
  1. образцы белого камня, известь Ecolimi К+
  2. песок кварцевый (3-фракционный)
  3. состав известковый реставрационный
  4. очиститель «Химфрез комплексный R»
  5. гидрофобизатор «Порцем R»
• Расходные материалы
  1. формы алюминиевые (поддоны)
  2. тарелки одноразовые
  3. губки
  4. перчатки резиновые

Описание

На начальном этапе работы над проектом авторы провели обзор предметной области. Белокаменное зодчество Москвы в сознании москвичей непосредственно связано с названием «Москва белокаменная» и возведением белокаменных стен Кремля в XIV веке. Возведение стен и башен Московского белокаменного Кремля велось из белого камня (подмосковного мячковского известняка, добываемого в Подмосковье, имеющего белый цвет). Выбор материала производился мастерами-белокаменщиками с учётом его качеств: эксплуатационно-технических, эстетических, технологических и формообразующих. На территории России существуют и эксплуатируются белокаменные памятники, имеющие возраст около 1000 лет. В Москве есть памятники, имеющие возраст более 500 лет. Современное состояние экологии мегаполиса несёт в себе опасность ускорения разрушения материалов памятников белокаменного зодчества. Экологическое равновесие нарушено, что вызывает ускорение процессов разрушения и повреждения белого камня.

Характер повреждений всё чаще становится не только поверхностным, но и объёмным. Происходит растрескивание и разрушение камня, что приводит к необходимости замены камня известняком более низкого качества. Несмотря на то что этот камень из тех же мячковских каменоломен, наиболее качественный плотный камень давно выработан, запасы известняков мячковского горизонта истощены, используемый камень отличается меньшей плотностью и долговечностью (не сотни, а десятки лет).

Применение при реставрации камня, отличающегося меньшей плотностью и стойкостью к разрушению, приводит к образованию зон неоднородности, что влияет на несущую способность конструкций. Особо важным становится определение механизма развития повреждений с учётом природных факторов.

На следующем этапе авторы составили классификацию дефектов белого камня по формам разрушения. Дефекты белого камня по формам разрушения в городской среде можно условно разделить на три группы:

- потери камня в результате воздействия природных факторов (отшелушивание, выкрашивание, растворение поверхности, отслаивание);

- механические повреждения (трещины, деформации, сколы и выбоины);

- наслоения (грязевые, биологические, продукты метасоматоза).

На следующем этапе авторы выбрали объект исследования – Храм Святого мученика и чудотворца Трифона в Напрудном. Это небольшой белокаменный храм, возведённый в конце XV века на месте явления Святого мученика Трифона в селе Напрудном, принадлежавшем в то время великим московским князьям. Это единственный в предместье древней Москвы белокаменный храм конца XV века. Авторы подготовили материалы, оборудование и рабочие места.

Далее авторами была проведена первая серия испытаний и исследований. Произведён подбор материалов, изготовлены образцы для лабораторных исследований, после чего авторы начали испытывать образцы.

В результате проведённых опытов было зафиксировано водопоглощение (до насыщения). Изменение веса после цикла: сухой образец – замачивание – замораживание – оттаивание – высушивание.

На завершающем этапе авторами подготовлен материал для написания рекомендации по проведению мониторинговых мероприятий раннего выявления развития повреждений в каменной кладке.

Результаты работы/выводы

Задачи, поставленные в проекте, выполнены. Цель работы достигнута.

Перспективы использования результатов работы

В будущем авторы планируют подготовить рекомендации по проведению мониторинговых мероприятий раннего выявления развития повреждений в каменной кладке.