Zasady postępowania konserwatorskiego przy zabytkach z kamienia

Prace prowadzone przy zabytkach i dziełach sztuki dzielimy na dwie grupy: konserwację profilaktyczną i konserwację z restauracją. Ze względu na dobro obiektów, ale również z przyczyn ekonomicznych, należy przede wszystkim dążyć do sytuacji, w której prowadzone będą działania profilaktyczne. Gdy rzeźba kamienna czy detal architektoniczny utracą swą pierwotna formę, popękają, a kamień ulegnie dezintegracji, wówczas prowadzenie prac przy zabytku staje się czasochłonne i bardzo drogie.

Fragment artykułu pochodzącego z numeru specjalnego Informatora Budowlanego- murator "Obiekty sakralne"

Numer specjalny "Obiekty sakralne" do pobrania

Rodzaje konserwacji kamienia

Konserwacja profilaktyczna.Głównym celem jest bieżąca opieka, polegająca m.in. na monitorowaniu stanu zachowania, usuwaniu powstających nawarstwień, aby nie dopuścić do zmian korozyjnych zachodzących pod nimi, czy wzmocnieniu zdezintegrowanych miejsc, gdy tylko ten proces się rozpoczyna.

Konserwację z restauracją – zadaniem jest ratowanie zabytku, jeśli korozja spowodowała bardzo duże zniszczenia, niekiedy wymagające rekonstrukcji formy rzeźbiarskiej.

Ze względu na dobro obiektów, ale również z przyczyn ekonomicznych, należy przede wszystkim dążyć do sytuacji, w której prowadzone będą działania profilaktyczne. Niestety rzadko tak się dzieje. Konserwator pojawia się dopiero wówczas, gdy rzeźba kamienna czy detal architektoniczny utraciły swą pierwotna formę, są popękane, kamień uległ dezintegracji. Wówczas prowadzenie prac przy zabytku staje się czasochłonne i bardzo drogie.

Podstawowym dokumentem regulującym tego typu działania w Polsce jest ustawa o ochronie i opiece nad zabytkami z dnia 23.07.2003 r. oraz rozporządzenie Ministra Kultury i Dziedzictwa Narodowego z dnia 14.10.2015 r. w sprawie prowadzenia prac konserwatorskich, prac restauratorskich, robót budowlanych, badań konserwatorskich, badań architektonicznych i innych działań przy obiektach wpisanych do rejestru zabytków oraz badań archeologicznych i poszukiwań zabytków.

Zgodnie z zapisem ustawy w art. 3. podstawowe działania zdefiniowane są następująco: „pkt 6. prace konserwatorskie – działania mające na celu zabezpieczenie i utrwalenie substancji zabytku, zahamowanie procesów jego destrukcji oraz dokumentowanie tych działań; pkt 7. prace restauratorskie – działania mające na celu wyeksponowanie wartości artystycznych i estetycznych zabytku, w tym, jeżeli istnieje taka potrzeba, uzupełnienie lub odtworzenie jego części oraz dokumentowanie tych działań; pkt 8. roboty budowlane – roboty budowlane w rozumieniu przepisów Prawa budowlanego, podejmowane przy zabytku lub w otoczeniu zabytku; pkt 9. badania konserwatorskie – działania mające na celu rozpoznanie historii i funkcji zabytku, ustalenie użytych do jego wykonania materiałów i zastosowanych technologii, określenie stanu zachowania tego zabytku oraz opracowanie diagnozy, projektu i programu prac konserwatorskich, a jeżeli istnieje taka potrzeba, również programu prac restauratorskich”. Reasumując, głównym celem działań konserwatorskich jest usunięcie przyczyn zniszczeń, przywrócenie materii pierwotnych właściwości (przyjmując, że jest ona nośnikiem idei rzeźbiarza) i zabezpieczenie obiektu przed dalszą korozją.

Aby to osiągnąć należy zrealizować wiele zadań, które można zebrać w trzy zasadnicze grupy:

• przeprowadzenie kompleksowych badań konserwatorskich,
• realizacja programu prac,
• opracowanie dokumentacji powykonawczej (konieczność ustawowa art. 3. pkt 6. i 7.).

Niezmiernie istotnym elementem działań przy zabytku są badania konserwatorskie, które mają doprowadzić do pełnego rozpoznania zabytku, jego historii, zakresu i metod zastosowanych przy wcześniejszych pracach konserwatorskich, a także ustalenia techniki i technologii wykonania dzieła. Równolegle do tych działań istnieje konieczność prowadzenia podstawowych badań nad nowymi materiałami i metodami konserwacji. Jest to konieczne, aby dobór materiałów konserwatorskich mógł odbywać się na zasadzie podobieństwa budowy chemicznej oraz właściwości. W dobie komputeryzacji często mówimy o kompatybilności materii zabytkowej i materiałów konserwatorskich. Nadrzędną zasadą konserwatorską jest zachowanie autentyczności materii zabytkowej, przy jednoczesnym przejęciu z medycyny zasady przypisywanej Hipokratesowi: „Primum non nocere” – po pierwsze nie szkodzić.

Dla konserwatora dzieł sztuki każdy zabytek czy dzieło jest wyjątkowe i rtaktowane indywidualnie. Wszystkie obiekty badane są z wykorzystaniem nowoczesnej aparatury. Na podstawie otrzymanych wyników przygotowuje się program prac konserwatorskich oraz dobiera odpowiednie metody i materiały.

Metody i materiały wykorzystywane w konserwacji zabytków kamiennych

Wśród prac realizowanych przy obiektach kamiennych najczęściej wykonywanymi zabiegami są: dezynfekcja, wstępne wzmocnienie, zabezpieczenie polichromii, usunięcie korozyjnych nawarstwień, odsolenie, wzmocnienie strukturalne, uzupełnienie ubytków, hydrofobizacja. Prace konserwatorskie rozpoczyna się od dezynfekcji, której celem jest zniszczenie i usunięcie bakterii, grzybów czy porostów. Do najczęściej używanych preparatów należą: Aseptina M w postaci 3% roztworu w alkoholu etylowym, Lichenicida 264 jako 1% roztwór w alkoholu etylowym, preparat handlowy Algat, będący roztworem wodnym czwartorzędowej soli amoniowej, stosowanym bez rozcieńczenia. Środków tych należy użyć na 2–3 tygodnie przed rozpoczęciem dalszych prac, poczynając od usunięcia obumarłych drobnoustrojów. Gdyby w wyniku wykorzystania substancji biobójczych te ostatnie nie zostały zniszczone, zabieg dezynfekcji trzeba powtórzyć.

Miejsca, które uległy silnemu zniszczeniu i rozwarstwiły się (w szczególności pozostałości mono- czy polichromii), należy zabezpieczyć przed ewentualnym uszkodzeniem podczas dalszych prac. W tym celu materiał jest wzmacniamy, podklejany, a szczeliny wypełniane. Materiały konserwatorskie do przeprowadzenia ww. zabiegów powinny być hydrofilne, porowate oraz odporne na rozpuszczalniki stosowane w dalszych pracach, tj. usuwaniu nawarstwień, odsalaniu, strukturalnemu wzmacnianiu czy hydrofobizacji. Z powyższych względów najkorzystniejsze jest użycie do tych prac preparatów zawierających oligomery tetraetoksysilanu (np. Steinfestiger OH – Wacker Chemie, KSE 500, KSE 500E – Remmers, Sarsil OH 100, 300 i 500 – Silikony Polskie, Złoty Wiek SW-100 i Złoty Wiek SW-300, Atlas), które, ulegając hydrolitycznej polikondensacji, wydzielają hydrofilną krzemionkę. Są one stosowane do wzmacniania zdezintegrowanego kamienia oraz jako spoiwo do zaprawek zabezpieczających.

Usuwanie szkodliwych, korozyjnych nawarstwień jest jednym z najważniejszych zabiegów podczas konserwacji kamiennej rzeźby i detalu architektonicznego. Wykonuje się je nie ze względów estetycznych, ale konserwatorskich, aby z powierzchni usunąć warstwy uszczelniające i uniemożliwiające swobodne „oddychanie” kamienia. Najstarsze metody polegały na skuwaniu warstw uszczelniających dłutem i ścieraniu kamieniami ściernymi, najnowsze zaś wykorzystują promieniowanie laserowe. Stosowane techniki powinny charakteryzować się:

• wysokim bezpieczeństwem,
• brakiem możliwości tworzenia produktów ubocznych np. soli rozpuszczalnych w wodzie, które mogłyby stanowić zagrożenie dla materii zabytku,
• zachowaniem właściwości oryginalnego materiału,
• pełnym zachowaniem oryginalnej powierzchni, bez najmniejszych śladów jej naruszania,
• wysoką skutecznością.

O wyborze metody decyduje stan zachowania zabytku oraz właściwości i budowa chemiczna nawarstwień. Wszystkie znane metody możemy podzielić ze względu na sposób ich działania na:

• mechaniczne (przekuwanie, ścieranie, piaskowanie, gumkowanie, suchy lód),
• fizyczne (natrysk wody, para wodna, działanie środków powierzchniowo- czynnych, rozpuszczalników, laserów),
• chemiczne (działanie alkaliów, kwasów oraz soli).

Z najnowszych badań wynika, że w największym stopniu ww. kryteria spełniają metody fizyczne, a wśród nich niestety ciągle jeszcze najdroższa ablacja laserowa, wykorzystująca lasery neodymowe, emitujące promieniowanie o długości fal λ = 1064, 532, 266 i 213 nm. Technologia ta była rozwijana i stosowana w Polsce przez prof. Jana Marczaka z WAT-u, we współpracy z Międzyuczelnianym Instytutem Konserwacji i Restauracji Dzieł Sztuki.

Do nowoczesnych metod należy zaliczyć gumkowanie – „Le gommage” – opracowane przez firmę Thomann-Hanry, z wykorzystaniem bardzo drobnych kruszyw (nawet do 50 μm), podawanych przy niskim ciśnieniu, oraz użycie suchego lodu (stały CO₂). Pierwsze próby z wykorzystaniem stałego dwutlenku węgla były prowadzone w latach 50. XX w., jednak technologia ta nie znalazła szerszego zastosowania. Obecnie podkreśla się zalety suchego lodu, który jest bezzapachowy, bezwonny, nietrujący, obojętny chemicznie, biostatyczny, o twardości w skali Mohsa równej 2. Jedyny problem stanowi bardzo niska temperatura suchego lodu (–78,9°C), co może okazać się szkodliwe w przypadku zawilgoconych obiektów i powodować szok termiczny, z gwałtownym zamarzaniem wody w porach.

Po zdjęciu nawarstwień, z otwartych w ten sposób porów kamienia, należy usunąć sole rozpuszczalne w wodzie. Jest to warunek niezbędny celem zabezpieczenia obiektu przez dalszym niszczeniem. W przypadku małych rzeźb czy detali, które można przenieść do pracowni stosuje się metody migracji do rozszerzonego środowiska w postaci kąpieli statycznej lub dynamicznej. Gdy zachodzi konieczność przeprowadzenia tego zabiegu „in situ” – w miejscu ekspozycji obiektu – pozostaje nam metoda migracji do rozszerzonego środowiska w postaci okładów. W przeszłości wykonywano je z papieru toaletowego, waty, ligniny, pulpy celulozowej. Obecnie najczęściej przygotowuje się je z pulpy celulozowej z piaskiem szklarskim oraz niewielką ilością bentonitu. Ten ostatni składnik dodaje się w celu zwiększenia plastyczności okładu oraz efektywności zabiegu, gdyż bentonit charakteryzuje się dużą zdolnością jonowymienną. Okład powinien mieć dużą pojemność, by mógł kumulować sole, rozkład porów dostosowany do podłoża, aby umożliwić dobre przemieszczanie kapilarne wody z solami z podłoża do okładu. Najczęściej okłady pozostawia się do swobodnego, wolnego, całkowitego wysuszenia.

Kolejnym zabiegiem, który wykonuje się, gdy detal kamienny jest silnie zdezintegrowany, a naturalne spoiwo utraciło zdolności wiążące, jest wzmacnianie, mające na celu wprowadzenie w pory nowego spoiwa i poprawę właściwości mechanicznych. Pierwsze próby sięgają XIX w., kiedy to w warstwy powierzchniowe wprowadzano przy pomocy pędzla takie materiały, jak oleje schnące, roztwory szelaku, damary, szkła wodnego. Nie chroniło to jednak przez zniszczeniem, a nawet przyczyniało się do przyspieszania tego procesu. W XX w., gdy rozwijała się synteza sztucznych polimerów, podejmowano próby stosowania żywic winylowych epoksydowych czy akrylowych. Ale wówczas roztwory te starano się wprowadzać „strukturalnie”, opracowywano i rozwijano nowe metody impregnacji „wgłębnej” min. na 10–15 cm. Obecnie najczęściej stosuje się roztwory organicznych związków krzemu. Są one bezbarwne, zapewniają szybkie przemieszczanie kapilarne w materiale i możliwość pełnego nasycenia elementu. Ponadto nie migrują do powierzchni w czasie wiązania (wymagają jedynie sezonowania obiektu w atmosferze o zwiększonej do ok. 75–80% wilgotności względnej w temp. ok. 15–20°C). Wzmacniają kamienie w zależności od rodzaju preparatu od 60 do 120% i podwyższają ich odporność na korozję.

Powstałe w wyniku starzenia kamienia ubytki należy wypełnić naturalnym materiałem (tzw. flekowanie lub taszlowanie) oraz odpowiednio przygotowanymi zaprawami. Robi się to nie tylko z powodów estetycznych, ale przede wszystkim, aby zabezpieczyć obiekt przed zniszczeniem. Powstałe zgłębienia w sposób naturalny gromadzą śnieg bądź wodę, która może zamarzać. Bez względu na wybór metody, materiał musi wykazywać zbliżone do oryginału właściwości w zakresie: natury chemicznej/mineralogicznej, tekstury, barwy, rozszerzalności termicznej, właściwości kapilarnych, nasiąkliwości i porowatości, odporności na zabrudzenie i starzenie. W przeszłości, w czasie flekowania skuwano zdezintegrowany materiał, nadając ubytkowi formy geometryczne, usuwano bezpowrotnie oryginalny kamień. Dodatkowo flek montowano na bolce lub klej, co mogło przyczynić się do szybszej korozji. Obecnie coraz częściej stosowane są zaprawy, które w przeszłości przygotowywano ze spoiwami organicznymi, aby zachować kompatybilność z materiałem używanym do strukturalnego wzmacniania, np. żywice akrylowe lub epoksydowe. W ostatnich latach zaprawy wykorzystywane do uzupełniania ubytków z detalu kamiennego zawierają najczęściej mineralne spoiwa, głównie wapienne, z ewentualnymi dodatkami przymieszek hydraulicznych (puzzolany, tras).

Popularnym zabiegiem służącym zabezpieczaniu zabytków kamiennych przed działaniem wody jest hydrofobizacja. Podobnie jak przy wzmacnianiu można ten zabieg przeprowadzić metodą powierzchniową, wprowadzając preparat hydrofobizujący na głębokość kilku milimetrów, bądź wgłębnie (strukturalnie) na kilka do kilkunastu centymetrów. Najczęściej stosowanymi preparatami są roztwory, emulsje, mikroemulsje lub kremy zawierające alkilopolisiloksany. Ich skuteczność jest zróżnicowana. Przeprowadzając ten zabieg, zmianie ulegają naturalne właściwości hydrofilne kamieni na hydrofobowe, co uniemożliwia kapilarne przemieszczanie wody, jednakże nie chroni przed przenikaniem pary wodnej i jej kondensacją we wnętrzu kamienia.

Podstawowym kryterium podjęcia decyzji o wykonaniu hydrofobizacji jest pewność, że obiekt jest w pełni zabezpieczony przed przenikaniem wody oraz nie zawiera soli w niej rozpuszczalnych. W innym przypadku hydrofobizacja nie tylko może nie zabezpieczyć obiektu, ale przyczynić się do jego bardzo szybkiego zniszczenia.

Podsumowując, o efektywności przeprowadzonych prac konserwatorskich decyduje profesjonalne przygotowanie zespołu realizującego projekt, w którym dokonano wyboru odpowiednich metod i materiałów.

Numer specjalny "Obiekty sakralne" do pobrania
"Obiekty sakralne" - numer specjalny „Informatora Budowlanego-murator" ukazał się przy współpracy: