English
Język Polski
Kompatybilność historyczno-estetyczna zapraw glinianych na przykładzie starożytnych konstrukcji kamiennych w basenie Morza Czarnego
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2025.156175Abstrakt
Kompatybilność materiałów jest zagadnieniem złożonym i trudnym do analizy, zwłaszcza jeśli mówmy o konstrukcjach zabytkowych, poddawanych rewitalizacji. Parametrów decydujących o jej osiągnięciu jest wiele i są one wzajemnie od siebie zależne. Co istotne – zastosowanie rozwiązania niekompatybilnego z istniejącą strukturą może nie tylko wpłynąć negatywnie na jego trwałość, ale także bezpośrednio doprowadzić do zniszczenia zabytkowego materiału. W ogólnej definicji materiał kompatybilny z materiałem zabytkowym to taki, który nie doprowadzi w nim do zmian chemicznych, nie zainicjuje ani nie nasili zjawisk niszczenia konstrukcji zabytkowej oraz zapewni jej jednorodne warunki pracy oraz możliwość powrotu do stanu sprzed działań naprawczych (odwracalność procesu rekonstrukcji). Można sklasyfikować kilka rodzajów kompatybilność np. wymiarowa, mechaniczna, bioekologiczna. Wyróżniająca się jest natomiast kompatybilność historyczno-estetyczna. Ponieważ zaprawa rekonstrukcyjna jest zwykle używana do zabytkowej materii, musi w możliwie najlepszy sposób zapewniać autentyczność dziedzictwa – kolor, faktura, estetyka i zastosowane materiały muszą tworzyć całość zbliżoną do oryginału (co wynika z zapisów doktryn konserwatorskich). Jest to zagadnienie wymagające dużej staranności i dbałości o detale i w przypadku rekonstrukcyjnych zapraw glinianych wykonane w ściśle określony sposób, biorąc jednocześnie pod uwagę pozostałe parametry wytrzymałościowe i trwałościowe zapraw. W niniejszym artykule opisany został przykład oraz wytyczne do spełnienia kompatybilności historyczno-estetycznej zapraw glinianych na przykładzie zabytkowych konstrukcji murowych w Basenie Morza Czarnego. W ciągu ponad dziesięciu lat kompleksowych badań ustalono, że dominującym typem historycznych konstrukcji odkrytych w Basenie Morza Czarnego są nieregularne mury kamienne na zaprawie glinianej. W przypadku historycznych murów w Kerczu daty powstania badanych murów są bardzo zróżnicowane – od V wieku p.n.e. do V wieku n.e. W przypadku Tanais jest to okres od III wieku p.n.e. do III wieku n.e. Budowle te zostały wzniesione przy użyciu ciosów kamiennych i/lub kamieni pochodzących z różnych formacji wapiennych. Charakteryzują się niską wytrzymałością i spójnością wewnętrzną, co prowadzi do ograniczonej trwałości oraz konieczności przeprowadzenia działań rekonstrukcyjnych. Zgodnie z wytycznymi do dokonania oceny kompatybilności historyczno-estetycznej zaprawy rekonstrukcyjnej z istniejącym materiałem zabytkowym należy dokonać oceny koloru i tekstury nowej zaprawy w odniesieniu do zaprawy istniejącej. Ponadto wygląd powinien być trwały i stabilny w różnych warunkach środowiskowych (starzenie i wietrzenie). W przypadku analizy koloru w badaniach stosowane są kolorymetry lub spektrofotometry, ale również bardzo często analizę wykonuje się bazując na próbnikach kolorystycznych. W przeprowadzanych badaniach ocena została dokonana przy pomocy próbnika kolorów RAL K7 i uzupełniona o badanie kolorymetrem PCE-XXM 30 przy zastosowaniu przestrzeni barw L∗a∗b∗.W przypadku doboru tekstury zaprawy porównuje się uziarnienie zaprawy (odpowiednio dopasowany skład frakcyjny – jak najbardziej zbliżony do składu oryginalnej zaprawy) oraz kształt ziaren. Często używa się także zdjęć o dużej dokładności – w tym przypadku wykorzystano zdjęcia robione mikroskopem Keyence Vhx 7000, w celu porównania tekstury zaprawy rekonstrukcyjnej do zaprawy bazowej. Do analizy kolorystycznej wykorzystano 5 zaproponowanych składów zapraw, będących wyniki pierwszego etapu badań wytrzymałościowych i trwałościowych opisanych w osobnej publikacji. Analizę kolorystyczną przeprowadzono zarówno na świeżej zaprawie, jak i na zaprawie po 28 dniowym okresie twardnienia. Do analizy wykorzystano zaprawy rozprowadzone na powierzchni elementów kamiennych. Analiza przy pomocy kolorymetru PCE-XXM 30 potwierdziła wnioski z oceny dokonanej przy pomocy próbnika RAL K7 o najlepszym dopasowaniu kolorystycznym zapraw 3366-15C i 3366-25C. W celach badawczych do oceny tekstury wykonano zdjęcia mikroskopem cyfrowym Keyence Vhx 7000 dla składu zaprawy 3366-25C (skład spełniający wszystkie założenia wytrzymałościowe i trwałościowe analizowane we wcześniejszych etapach projektu) oraz dla zaprawy najbliższej składem i teksturą oryginalnej zaprawie stosowanej w konstrukcjach kamiennych w Basenie Morza Czarnego – skład 4060 Na tej podstawie można uznać, że zgodność wybranego składu pod względem tekstury będzie wystarczająca do celów rekonstrukcyjnych. W ramach badań w skali półtechnicznej wykonano dodatkowo murki z kamienia wapiennego trzeciorzędowego dostępnego w Polsce (wapień pińczowski) na wybranych składach zaprawy glinianej w okresie jesiennym (wrzesień 2022). Do lipca 2025 nie odnotowano zmian w kolorze zaprawy, nie zaobserwowano również żadnych widocznych zmian tekstury ani wykwitów na jej powierzchni. Można zatem stwierdzić, że analiza kompatybilności historyczno-estetycznej została przeprowadzona prawidłowo. Na podstawie przeprowadzonych analiz sformułowano następujące zalecenia dotyczące rekonstrukcyjnych zapraw glinianych pod kątem zgodności historyczno-estetycznej: Najważniejszymi cechami zapraw do renowacji na bazie gliny pod kątem zgodności historycznej i estetycznej są odpowiedni kolor i faktura; – właściwości te powinny być zawsze połączone z innymi parametrami niezbędnymi dla zapraw renowacyjnych, tj. właściwościami mechanicznymi i trwałością oraz zgodnością zastosowanego rozwiązania z materiałem kamiennym; – oprócz oceny wizualnej wskazane jest potwierdzenie prawidłowego doboru koloru za pomocą odpowiednich pomiarów, np. kolorymetrem, w celu znalezienia rozwiązania, które najlepiej odzwierciedla prawdę historyczną; – w przypadku prawidłowego doboru tekstury zaprawy ziemnej kluczowe znaczenie ma jej odpowiedni rozkład frakcyjny, który powinien być zawsze jak najbardziej zbliżony do rozwiązania historycznego; – aby określić odpowiednią teksturę rozwiązania rekonstrukcyjnego, niezbędnym narzędziem mogą być zdjęcia wykonane za pomocą mikroskopu cyfrowego przy dużym powiększeniu; – analiza zgodności historycznej i estetycznej powinna być przeprowadzona w różnych warunkach eksploatacyjnych konstrukcji, tj. z uwzględnieniem możliwego wpływu środowiska; – przed przystąpieniem do jakiejkolwiek rekonstrukcji zaleca się przeprowadzenie próbnego zastosowania i analizowanie go przez co najmniej rok w celu zweryfikowania zmian zachodzących w zaprawie.Bibliografia
[1] M. Apostolopoulou, E.Aggelakopoulou, A. Bakolas, and A. Moropoulou, “Compatible mortars for the sustainable conservation of stone in masonries”, in Advanced Materials for the Conservation of Stone, Springer International Publishing, 2018, pp. 97-123, doi: 10.1007/978-3-319-72260-3_5.
[2] J. D. Rodrigues and A. Grossi, “Indicators and ratings for the compatibility assessment of conservation actions”, Journal of Cultural Heritage, vol. 8, no. 1, pp. 32-43, 2007, doi: 10.1016/j.culher.2006.04.007.
[3] Nara Document of Authenticity. Nara, 1994.
[4] Council of Europe, “European Convention on the Protection of the Archaeological Heritage (Revised)”, European Treaty Series, 1992, no. 143, pp. 1-8. Available: https://rm.coe.int/168007bd25.
[5] “Karta Ateńska,” 1931.
[6] J. Tajchman, “Konserwacja zabytków architektury – uwagi o metodzie”, Ochrona zabytków, vol. 48, no. 2 (189), pp. 150-159, 1995.
[7] E. Sobczyńska and A. Garbacz, “The influence of additives on the characteristics of earth-based mortar on the example of ancient stone structures in the Black Sea Basin”, in Proceedings of SUBLimeConference 2024 – Towards the Next Generation of Sustainable Masonry Systems: Mortars, Renders, Plasters and Other Challenges, 2024, doi: 10.1051/matecconf/202440302014.
[8] W. Terlikowski and K. Wasilewski, “Technical issues of ancient Masonry maintenance for future open-air exposition, for example, the Tyritake excavation in Kerch,” in Proceedings of the 2nd International Conference on Protection of historical constructions PROHITECH’14, 2014, pp. 759-766.
[9] W. Terlikowski, K. Wasilewski, E. Sobczyńska, and M. Gregoriou-Szczepaniak, “Approach to conservation of irregular stone masonry based on archaeological excavations in the Black Sea basin”, in E3S Web of Conferences, vol. 49, 2018, doi: 10.1051/e3sconf/20184900117.
[10] W. Terlikowski, M. Matera, K. Wasilewski, M. Gregoriou-Szczepaniak, and E. Sobczyńska, “Conservation of irregular stone masonry in Tanais in Russia”, in MATEC Web of Conferences, vol. 196, pp. 1-7, 2018, doi: 10.1051/matecconf/201819602041.
[11] E. Sobczyńska, W. Terlikowski, and M. Gregoriou-Szczepaniak, “Stability of treatment from earth-based mortar in conservation of stone structures in Tanais, Russia”, Sustainability, vol. 13, no. 4, pp. 1-20, 2021, doi: 10.3390/su13042220.
[12] ASTM C1713-17 Standard Specification for Mortars for the Repair of Historic Masonry,2023.
[13] P. Maurenbrecher and C.Groot, Repair mortars for historic masonry. State-of-the-art report RILEM TC 203-RHM. RILEM Publications S.A.R.L., 2016. Available: https://www.rilem.net/publication/publication/453
[14] Y. Govaerts, W. Meulebroeck, A. Verdonck, and M. de Bouw, “Measuring the colour of rendering mortars”, in Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, 2014, doi: 10.1117/12.2052309.
[15] Y. Zhang and D. Kruger, “Repair mortar colour matching by colourimetric method,” in Proceedings of 9th International Conference on Inspection, Appraisal, Repairs and Maintenance of Structures, 2006.
[16] L. Rampazzi, A. Pozzi, A. Sansonetti, L. Toniolo, and B. Giussani, “A chemometric approach to the characterisation of historical mortars,” Cement and Concrete Research, vol. 36, no. 6, pp. 1108-1114, 2006, doi: 10.1016/j.cemconres.2006.02.002.
[17] B. Punmia and A. Jain, Soil Mechanics and Foundations. New Delhi, India: Laxmi Publications, 2005.
[18] B. Karpiński and M. Szkodo, “Clay Minerals – Mineralogy and Phenomenon of Clay Swelling in Oil & Gas Industry”, Advances in Materials Science, vol. 15, no. 1, pp. 37-55, 2015, doi: 10.1515/adms-2015-0006.
[19] W. Terlikowski, M. Gregoriou-Szczepaniak, E. Sobczyńska, and K. Wasilewski, “Structural Assessment of Mosque Building in Old Dongola.” In Proceedings of Nile’s Earth 2023 International Conference: Study and Conservation of Earthen Archaeological Sites in Ancient Egypt and Sudan, 2023.
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
