KÁMEN materiály pro konzervování artefaktů z kamene Materiály pro konzervování kamene Druhy kamene, používané pro zhotovování skulptur: Mramor, vápenec, žula, pískovec, keramika, sádra Kámen jako stavební materiál: Mramor, vápenec, žula, pískovec, opuka, břidlice aj., event.keramika Poškození kamene: Fyzikální působení: změny teploty, vlhkosti a abrazivní opotřebování částicemi přenášenými větrem Chemické působení: voda, oxidy síry, sulfan, oxidy dusíku, chlorovodík, oxid uhličitý, aj. * výsledkem fyzikálního a chemického působení je změna vnějšího vzhledu památek, na povrchu se objevují póry a trhliny * povrch nasává ze vzduchu vlhkost, což při změně teplot způsobuje další narušení materiálu * saze a špína se usazují na památkách, pronikají do pórů a trhlin, jejichž hloubka bývá až 1,5 mm a víc * velmi složité bývá odstranit produkty činnosti bakterií, které pokrývají skulpturu v podobě tmavých skvrn * odstraňování znečišťujících látek, které mohou v horším případě vést až k deformaci části památky, vždy představuje problém * někdy se musíme smířit s tím, že je nelze vůbec odstranit Proces konzervování nebo restaurování kamenných děl sestává z několika stádií, jejichž posloupnost se může měnit v závislosti na stavu objektu: * odstranění znečištění - čisticí prostředky musí působit pouze na znečištění a k materiálu skulptury musí být inertní * zpevnění povrchu, tmelení trhlin a prasklin, doplnění chybějících částí * ochrana před dalším narušením Proces konzervování a restaurování Čištění povrchu kamenné skulptury Omytí mramoru omývacím roztokem VENOS (zastoupení jednotlivých složek v %) benzin 46 parafin 5 kyselina oleinová 2,5 hydrofobizující kapalina 1,5 morfolin 0,5 voda 44,5 A)mechanické metody – štětky, skalpel, nožíky, dlátka, brusiva, brusné pasty B) B)chemické metody – omývací roztoky, pasty * působí pouze na ta znečištění, která se rozpouštějí nebo botnají v organických rozpouštědlech * nedoporučuje se omývání mramorových soch Komplexující prostředky a) Chelaton III b) Pasta (Chelaton III, hydrogenuhličitan amonný, hydrogenuhličitan sodný, Na-KMC, antiseptikum, voda) Použití anorganických kyselin se příliš nedoporučuje. * pasta se nanese na povrch skulptury a ponechá se vyschnout (od několika hodin do 2 dnů) * pak se pasta otře štětkami namočenými vodou * organické znečištění se při tomto způsobu nedá odstranit, pouze jen v některých případech se sorbuje do pasty * nedostatkem tohoto způsobu je schopnost Chelatonu III převádět na vodorozpustné sloučeniny nejen část anorganických solí, ale také částečně i vápník z mramoru nebo vápence * z povrchu mramoru se používají roztoky kyselin šťavelové, fluorovodíkové, citronové nebo orthofosforečné * ošetření se má provádět opatrně, aby kyselina nepronikla do hloubky mramoru * narušuje se lesk povrchu Þ vytvářejí se nelesklé vápenaté soli * skvrny rzi je možno odstranit opatrným působením Chelatonu III * nejbezpečnějším způsobem je použití tamponů z vaty nebo gázy s citranem sodným Odstranění skvrn z oxidů železa (rzi) * pomocí pasty (1 hm. díl chloridu amonného, 4 hm. díly talku (mletý mastek) a 25% roztoku amoniaku) * pasta se na povrchu ponechá do vyschnutí, přičemž skvrna se postupně odbarvuje Odstranění vrstvy z oxidů mědi (zelené skvrny) * odstraňují pomocí ethanolu nebo slabého roztoku amoniaku * oxidovadla, např. 2 %-ní roztok chloraminu T nebo 6 % H2O2 Skvrny od plísní, lišejníků, inkoustů * ošetření povrchu organickými rozpuštědly (alkoholy, ketony, alifatické a aromatické uhlovodíky, ethery a estery kyselin), tak i jejich směsi * na skvrnu se nakladou rozpouštědlem smočené tampony nebo pasta, kterou lze získat smícháním rozpouštědel s inertními látkami – křídou, talkem (mastek) nebo škrobem * aby se zpomalilo odpařování rozpouštědel, pokrývá se ošetřovaný povrch polyethylenovou nebo polyesterovou fólií Skvrny od pryskyřic, olejů, kalafuny, bitumenu (živic), šelaku nebo vosku Filmotvorné polymerní roztoky a latexy * spočívá v nanášení roztoků tvořících povrchové vrstvy, tj. roztoků polymerů nebo latexů * roztok polymeru nebo latexu se nanese na povrch a rozpouštědlo se nechá odpařit * vytvořená vrstva se sejme i s nečistotami Na-KMC a polyvinylalkohol Hm.díly Na-KMC 5-10 glycerin 5-30 voda 60-90 Používané látky * chemická inertnost vůči materiálu skulptury (polymer nesmí obsahovat takové funkční skupiny, které by s materiálem reagovaly) * rozpustnost v běžně používaných rozpouštědlech * schopnost mísit se s chemicky inertními plastifikátory * možnost získat roztok polymeru o takové viskozitě, aby nestékal z vertikálních povrchů ošetřované skulptury * schopnost tvořit dostatečně pružné filmy, což minimalizuje nebezpečí narušení nepevného povrchu kamene * nízká adheze k materiálu skulptury (snadné odstranění povrchového filmu) * pevnost filmů dostačující k tomu, aby se film při snímání netrhal * polymer se s ohledem na jeho strukturu a molekulovou hmotnost musí volit tak, aby nepronikal do pórů kamene Používané polymery musí splňovat tyto požadavky: Soustavy pro zpevňování oslabené struktury kamene Zpevňování kamene Fluatizace (fluát = fluorokřemičitan) * na mramor se působí roztokem hexafluorokřemičitanu hořečnatého, zinečnatého nebo hlinitého: Mg[SiF6] + 2 CaCO3 → 2 CaF2 + MgF2 + SiO2 + 2 CO2 * vznikající oxid křemičitý zaplňuje póry mramoru a zvětšuje se pevnost povrchových vrstev * vnější vzhled díla se mění * nově vytvořené sloučeniny liší svými fyzikálními vlastnostmi od mramoru, a proto při kolísání teploty a vlhkosti dochází k jejich odvrstvování a tím k narušení skulptury * siloxany a zvláště pak silazany * povrch skulptury se ošetřuje 2% zpevňujícím roztokem polyorganosilazanu v toluenu nebo benzinu * ošetření se provádí dvakrát * vnější vzhled kamene se přitom nemění * v závislosti na stupni destrukce kamene proniká roztok do hloubky 1,5-2 cm * hydrofobizující účinek se zachovává po několik let Použití organokřemičitých sloučenin Dokončovací hmoty a tmely Doplňování kamene * tradičními materiály pro restaurování skulptury z kamene jsou vosk, voskokalafunové směsi, klih na bázi mastixu, jeseterový klih s medem, lněný olej a šelak * tmely se získávaly smícháním těchto pojiv s mramorovým práškem nebo jinými plnivy, příp. pigmentem * k pozdějším materiálům pak patří použití magneziové hmoty, sádry, vápenato-cementové hmoty, mramorového prášku s vodním sklem, roztavené síry s cementem nebo křídou * po restaurování skulptury přírodními materiály se s postupujícím časem pozoruje tmavnutí tmele a lepených švů a také ztráta jejich pevnosti * často se stávají lepivými, což vede k jejich zašpinění * anorganická pojiva se značně liší (barvou a strukturou povrchu) od materiálu památek * velmi těžko se provádí derestaurování lepidel a tmelů * nitrát celulózy (celuloid), rozpouští se zpravidla v toxických organických rozpouštědlech, je hořlavý a časem tmavne * epoxidové a polyesterové pryskyřice * jako plniva se používají mramorový prášek nebo jiný rozmělněný anorganický materiál * epoxidové a polyesterové pryskyřice dávají pevné lepené spoje a tmely, ale v případě potřeby je velmi těžké je odstranit, protože jsou později nerozpustné v mnohých organických rozpouštědlech * nízkoviskózní a vysokoviskózní polybutylmethakrylát * nízkoviskózní PBMA se rozpouští v xylenu a tímto roztokem se impregnují oslabené fragmenty * při smíchání tohoto roztoku s odpovídajícími plnivy se dají zhotovit tmely * přednostem PBMA patří snadnost případného derestaurování – lepené spoje a doplňky je možno odstranit pomocí organických rozpouštědel Restaurátorské kompozice na bázi modifikovaných přírodních a syntetických polymerů * pro slepování a pro zhotovování tmelů estery kyseliny kyanoakrylové (sekundová lepidla) * lepené spoje a tmely z tohoto monomeru si po dlouhou dobu uchovávají původní vzhled * nejsou dostatečně odolné vůči kolísání teploty a vlhkosti * lze takto s úspěchem restaurovat skulptury umístěné v muzeích Lepení kamene 01 Kamenné budovy, jiné stavby a ruiny nejčastěji užívané materiály pro stavbu budov a jiných staveb * kámen (mramor, granit, pískovec, vápenec) * stavební keramika (cihla, pálená krytina) * spojování jednotlivých elementů se děje pomocí různých malt – •vápenato-pískových •cementových (event. z polymerního cementu) •hliněných Vápno Pálené: CaCO3 ® CaO + CO2 Hašené: CaO + H2O ® Ca(OH)2 Tvrdnutí malty: Ca(OH)2 + CO2 ® CaCO3 + H2O Dt * lépe jsou zachovány ruiny v zemi, po odkrytí rychlý rozpad * restaurovat částečně narušené kamenné materiály je obtížné – je těžké impregnovat minerální základ kamene přes poškozenou vrstvu dostatečně do hloubky * problémem starých staveb je vzlínání spodní vody * pro restaurovnání se používají tradiční materiály img_8 plisen03 13698x3 * budovy a jiné stavby, zřícené památky architektury podléhají v přírodních podmínkách intenzivní biologické destrukci * obvykle se objevuje skupina destruujících agens – bakterie, houby, mechy, lišejníky, trávy, keře, stromy * vyšší rostliny rozmísťují svůj kořenový systém do mikroštěrbin kamene nebo zdiva, podle míry růstu tento štěrbinu rozšiřuje, dochází ke zdvihání monolitních bloků kamene a tím k narušování jejich uložení. Kořeny trav se rozprostírají až do šířky několika metrů. * mnohé vyšší rostliny mají na kořenech „spící pupeny“, které se probouzejí i po zničení nadzemní části popínavých rostlin, vykácení keřů a stromů rostoucích na povrch částečně narušeného zdiva je proto bezúspěšné Ochrana před biologickou destrukcí Zagorz_monastery_ruin_2_beentree * použití herbicidů (aplikace postřikem, zálivkou) - Roundup aj. * za 3-4 týdny po jejich aplikaci kořenový systém zpravidla zcela odumře a rostliny lze odstranit mechanicky * povrch kamene se podrobí nutné konzervaci - praskliny a trhliny se zapravují vápennou, cementovou maltou nebo maltou z polymerního cementu a povrch se pak hydrofobizuje * ohrožují více organické materiály (dřevo, sláma) * méně nebezpečné pro anorganické přírodní i umělé materiály * mechanické odstranění plísní, vodních řas, mechů a lišejníků ze stěn zříceného zdiva nebo budov, které se nacházejí v místech vysoké vlhkosti, se provádí pomocí roztoků formaldehydu, chlorového vápna, chlornanu sodného a jiných dezinfekčních prostředků * bohužel efekt jejich působení není dlouhodobý Proces ochrany před destrukčním účinkem rostlinstva Plísně, bakterie, hmyz, vodní řasy, mechy a lišejníky view?id=212231 * dlouhodobou ochranu zpravidla zabezpečuje použití solí mědi, zinku a chromu * 8-oxychinolinátu měďnatý dává dostatečně dlouhou ochranu kamennému povrchu před většinou biologických vlivů * pevně se váže na ošetřovaný materiál, nesmývá se vodou a nevede ke zbarvování povrchu do modrozelena * vápence, tufy, lasturnatý vápenec, beton, cihla se za účelem ochrany před biologickými vlivy natírají 25% roztokem ethyl- nebo methylsilanolátu sodného s přídavkem chloridu zinečnatého nebo síranu měďnatého * jsou-li pro ochranu kamenných materiálů použity 0,1-0,3% roztoky organocíničitých sloučenin (Lastanox, aj.) s přídavkem dezinfekčních činidel, pak je zajištěna ochrana před růstem plísní, vodních řas, mechů a lišejníků na 5-7 let profimedia-0002318284 ANd9GcR7GHh9Ny0oA4d2M4S-S1nzhXa_bJSq9LjxBx1uxTDJ2QQOikpUrg ANd9GcTR01QrrJ7DwKUm-xFhfQkwcvpM5YSe_Yt239TdO9I-ed-qklO0EA Ošetření půd silikonovými preparáty v oblasti architektonických památek - silikatizace Pokles nosnosti půdy je důsledkem: * vymývání jemných frakcí z pískového podloží základů při změnách režimu spodních vod * zmenšování nosné schopnosti podkladu při podmáčení prohnutých základů (sprašové, písčitohlinité půdy) * rozkladu organických komponent u sypaného podloží * hnití dřevěných pilotů * důlní a jiná výkopové činnosti v blízkosti monumentů Aby se zabránilo nerovnoměrnému sedání podloží, používají se následující způsoby jeho zpevnění: * vyhloubení a zatloukání kovových pilotů nebo vložení kořenových pilotů * odvedení podzemních vod nebo změna směru jejich toku (hydrologický způsob) * vytvoření nezbytných svahových úprav, které před vodou ochraňují (hydrologický způsob) * chemické zpevnění podloží (používané nejčastěji při záchraně architektonických památek) zpevňujícími maltami v základech s různou schopností filtrace (především cementové malty) Hm.díly křemičitan sodný (ρ = 1,3 g.cm-3) 3,5 kyselina hexafluorokřemičitá (ρ = 1,1 g.cm-3) 1 * při teplotě 14-15 oC se gel vytvoří asi za 30-35 minut * vysoká pronikavost těchto roztoků dovoluje při zpevňování základů rozložit injektory cca jeden metr od sebe. * pro jemně zrnité pískové podloží s koeficientem filtrace 0,5-10 m/24 hodin byly navrženy způsoby silikatizace pomocí kyselin fosforečné, kyseliny sírové a síranu hlinitého, hlinitanu sodného a kyseliny hexafluorokřemičité * použití kyseliny hexafluorokřemičité je obzvláště efektivní v podloží z jemného písku, včetně toho, které obsahuje i značný podíl humusu * * pro snímání znečišťujících látek z povrchů budov a jiných staveb se hojně používají sorbující pasty, rozpouštědla a také mechanické způsoby * dobré výsledky dává čisticí pasta, která obsahuje Chelaton III, neionogenní tenzidy, Na-KMC, hydrogenuhličitan amonný a talek jako plnivo a sorbent zároveň * konzistenci pasty ovlivňuje množství vody * pomocí této pasty se odstraňují jak organické, tak i anorganické nečistoty * pasta se natře na objekt a nechá se působit asi jeden den, poté se odstraní pomocí štětek, namočených do vody nebo do směsi voda-organické rozpouštědlo Prostředky pro čištění povrchů * tradičními materiály při barvení cihlových a omítnutých fasád jsou vápenné barvy vyrobené na bázi vápna s malým obsahem hořčíku a s přídavkem anorganických pigmentů nebo silikátů * nátěry jsou dekorativní a vyznačují se jasností barev * použití magnezitového nebo dolomitového vápna viditelně snižuje trvanlivost těchto nátěrů * aby se prodloužila jejich trvanlivost, přidává se do barev parafin, kamenec draselno-hlinitý a hydrofobizující prostředky * je také možné provést dodatečné ošetření povrchu hydrofobizujícími látkami * barvení se provádí buď přímo na cihlu nebo na pevnou omítkovou vrstvu * defekty, objevené po očištění povrchu omítky se přetírají vápnem nebo vápenným těstem, smíchaným s jemně disperzním pískem v poměru 1:1,2 Ochranně- dekorativní konečná úprava fasád * hydrofobizaci fasád barvených vápennými barvami se přednostně provádí pomocí organokřemičitých kapalin * hydrofobní efekt má trvanlivost 2-3 roky kg na 10 l vody vápenné těsto 2,5-3,5 - - kusové vápno - 1,2-1,5 - hydraulické vápno - - 2,5 kuchyňská sůl 0,1 - 0,1 fermež - 0,06-0,12 - vápenné mýdlo (pasta) - - 2,5-5,0 pigment 0,3-0,5 0,3-0,5 0,5-0,7 voda (ne více než) 10 10 10 * v posledních desetiletích se pro barvení fasád cihlových nebo omítnutých budov používají hlavně vododisperzní barvy (latexy) * nejlepší vlastnosti mají barvy na bázi akrylových kopolymerů * vynikají dobrou adhezí k cihlovým, omítnutým a jiným povrchům, vodoodpudivostí a dostatečnou odolností vůči působení světla a atmosféry * mají značně lepší užitkové vlastnosti než barvy na bázi divinylstyrenového latexu nebo polyvinylacetátových emulzí * aplikace těchto vododisperzních barev je možná při kladných teplotách vzduchu (od +5 do +30°C) * při barvení fasád akrylovými barvami je praktické používat pro tmelení prasklin a nerovností tmelicí materiál na bázi stejných latexů, ale s obsahem (do 80 %) inertních plniv (talek, sádra, slída, živec, kaolin aj.)