Министерство культуры Российской Федерация
Проектный институт по реставрации
памятников истории и культуры "Спецпроектреставрация"
ОСНОВЫ РЕСТАВРАЦИИ АРХИТЕКТУРНОГО МЕТАЛЛА
Часть 2
Москва 1992
Вторая часть справочника по основам реставрации архитектурного металла посвящена конкретным вопросам консервации в реставрации металлических элементов архитектурных сооружений. Приводятся основные правила техники безопасности при производстве работ с архитектурным металлом. Издание сопровождается терминологическим словарем.
Автор - бывший главный технолог объединения "Росреставрация", член технологической комиссии по реставрации металла Методического совета Министерства культуры - Л.С. Гельфельд.
Справочник адресован рабочим-реставраторам, архитекторам, учащимся специализированных учебных заведений, мастерам и прорабам для практической работы при реставрации памятников архитектуры, имеющих металлические элементы.
© Институт Спецпроектреставрация, 1992
I. КОНСЕРВАЦИЯ И РЕСТАВРАЦИЯ АРХИТЕКТУРНОГО МЕТАЛЛА
I.I. Основные принципы
Всестороннее научное изучение архитектурного металла теснейшим образом связано с памятником архитектуры: его общестроительными конструкциями и материалами (кирпичной, каменной кладкой, деревом, штукатуркой, росписью, предметами прикладного искусства); датировку металла проводят по характеру об работки и его клеймам.
Изучение особенностей архитектурного металла; назначение конструкций, их коррозионное состояние, прочность (балочные перекрытия, фермы, конструкции крыш, глав, шпилей; каркасы, ограждения, решетки, подставы, связи и т.п.).
Изучение архивных материалов, договоров со строителями, кузнецам, установление поновлений и реставраций.
Лабораторные исследования металла на виды коррозии, прочность конструкций, составы сплавов, возможность применения различных видов пайки, сварки, расчистки от коррозии и масляных покрасок и т.п.
Выработка технологической "тактики" реставрации: с разборкой конструкций из металла (строительных конструкций из камня, кирпича, дерева и других материалов с временным укреплением и подпором основных архитектурно-строительных элементов - сводов, арок, колонн, столбов, элементов, стен и т.п.) или без разборки.
Разработка технологии консервации методами катодной и протекторной защиты от коррозии, а также шпатлевок, грунтовок, герметиков и покрасок.
Разработка методов монтажа металлоконструкций с производством общестроительных работ, предварительной вычинкой кирпича, камня, дерева и других видов материалов, заготовкой гнезд для последующей установки металлических элементов (балочных конструкций), связей, перемычек, парапетов, балконных и лестничных ограждений, лестничных маршей, настила металлических полов, оконных решеток, ставен и т.п.
Разработка методов реставрации архитектурного металла (литья, ковки чеканки, гальванопластики, металлопластики, наплавок) с предварительным изготовлением моделей недостающих элементов декора или включением в модель элементов подлинника для последующей формовки и отливки.
Определение вида материала, применяемого в реконструкции и воссоздании декоративных элементов архитектурного металла: легкоплавкий сплав алюминия, полимерные и кремнийорганические материалы и т.п.
Разработка методов и видов креплений элементов между собой (пайка, кузнечная сварка, газо- или электросварка, клепка, склейка и т.п.) и установка на памятнике с разборкой фрагментов, демонтажом и транспортировкой для реставрации в мастерские или производство работ на месте с последующим монтажом на памятнике, с применением определенных механизмов и приспособлений для этого. На кровельные покрытия должны быть даны развертки, лекала и рабочие чертежи с указанием видов сочленений картин (например, "в фальц", "в рейку", "в заклепку"), а также шаблоны на фигурные элементы.
В проекте реставрации архитектурного металла должны найти отражение вое технологии работ по расчистке, окраске, позолоте и другим видам декоративной отделки с максимальным сохранением подлинных элементов и фрагментов памятника, с особым бережным отношением ко всем способам отделочной художественной техники древних металлов.
В каждом конкретном случае вопрос об определении квалификации и специальности прямых исполнителей реставрационных работ должен решаться комиссией (архитекторами, искусствоведами, представителями органов инспекции охраны памятников) на месте с составлением соответствующего акта на производство работ.
К реставрационным работам могут быть допущена только аттестованные комиссией органов культуры реставраторы-художника по металлу определенной категория или класса, в то время как к реставрации кровельных покрытий, орнаментальных чугунных элементов и т.п. могут быть допущены рабочие - реставраторы кровельных покрытий, реставраторы металлических конструкций или реставраторы художественных изделий и декоративных предметов не ниже 4 6 разрядов.
В отдельных случаях для производства реставрационно-консервационных газет могут привлекаться различные группы реставраторов с конкретным определением видов и места работ.
В акте на производство реставрационных работ также должна быть определена категория сложности архитектурно-конструктивных и декоративных элементов памятника (I,II или III категории) и сформулировано заключение по техническому состоянию металлических конструкция памятника с приложением фиксационного (по металлу) чертежа, карт утрат и выводами по результатам исследований.
Акт на производство реставрационных работ должен быть составлен в 5 экземплярах: для заказчика, для инспекции по охране памятников, для исполнителей, для проектной организации, для архива учреждения.
В процессе производства реставрационных работ проводится фотофиксация до начала работ, в процессе и после их окончания (фотоотпечатки 13x12 см с четким изображением сюжета) в количестве 5 экземпляров каждого сюжета.
В отдельных случаях, когда это необходимо, составляются акты на скрытые виды работ по существующим правилам (при расчистке от коррозии и покрасок, при восполнении утрат с последующей покраской и т.п.).
В технологической части проекта реставрации архитектурного металла и в акте на производство работ должны излагаться правила техники безопасности, производственной, санитарной и противопожарной безопасности (так как при производстве реставрационных работ по металлу исполнители имеют дело с огневыми работами, механизмами, химическими реактивами, растворителями, смывками, окрасочными составами на различной основе, герметиками, кислотами и щелочами), а также правила техники безопасности при работе на высоте.
Учитывая специфику производства реставрации архитектурного металла, необходимо строго соблюдать последовательность операций и технологию работ, особенно это касается реставрации художественного металла - золотой наводки, гравированных на металле рисунков и т.п.
Замена материалов должна быть, письменно согласована с технологами-химиками. При использовании золота и серебра в процессе реставрации архитектурного металла автор проекта реставрации - архитектор должен выдать исполнителям всю необходимую документацию: расчеты площадей под золочение, нормы расхода драгоценных металлов и т.д. согласно существующим правилам. Например, должен быть указан вес сусального зелота в книжках в зависимости от условий эксплуатации позолоты (в интерьере, при позолоте глав, крестов, подзоров), вид золоченая (на "мордан", "на гульфарбу" или Ян-52), методы промывки и очистки старой позолоты /42/ .
Необходимо отметить, что снятая позолота методом соскабливания или позолота вместе с металлическим покрытием, а также остатки позолоты от нового золочения подлежат сдаче на специальные заводы по переработке отходов цветных и драгоценных металлов / 42 /.
I.2. Рекомендации по расчисткам, покраскам,
тонировкам металла
После тщательного наружного осмотра предметов архитектурного металла, определения его вида, состава, художественной ценности, конструктивных особенностей, внешних факторов, воздействующих на памятник (температурно-влажностный режим, экологическая обстановка), необходимо определить технологическую тактику, приемы и методы реставрации, последовательность проведения работ, а также методы консервации, укрепления, защиты от коррозии и другие.
I.2.1. Расчистка и подготовка поверхности
Металла
Первым этапом в исследовании металла и его дальнейшей реставрации и консервации является расчистка и подготовка поверхности под различные виды обработки.
В зависимости от вида металла и сплавов, наличия декора, его характера, технологии изготовления (просечка, ковка, чеканка, литье, гальванопластика, выколотка и т.п.) выбирается вид расчистки: химический, огневой или термический, пескоструйный, водопескоструйный, дробеструйный, абразивный, пароотпарочный, физический, осуществляемый ударными и режуще-скоблящими инструментами (скальпелями, царапками, клюкарзами, иглами, стальными щетками и т.п.) с последующей промывкой, нейтрализацией и обезжириванием объектов реставрации.
Расчистки в реставрации имеют различное назначение:
- расчистки-зондажи, связанные с научным изучением памятника в целях реставрации, служат уточнению первоначального облика, состояния, характера изменений, ремонтов, поновлений, выявлению художественных, конструктивных и технологических особенностей конструкций и материалов памятника (документируемые специальными актами, ведением журналов, обмерами, фотографиями, графической документацией и т.п.);
- пробные расчистки определяют и отрабатывает методы, рецептуры и технологии расчистки металлических элементов памятника архитектуры;
- расчистки - "марки" - послойное раскрытие красочного слоя для выявления характера и видов красочных наслоений, первоначальных окрасок, рельефа, рисунка, масляно-лаковых покрытий, позолоты. Расчистки - "марки" документируется так те, как и расчистки-зондажи; они имеют ограниченный характер (несколько см2) и оставляются на объекте (фрагменте) постоянно для контроля правильности определения цвета, фактуры, вида окраски и декоративной обработки в процессе реставрации;
- фрагментарные расчистки - расчистки металла в отдельных местах для выявления и сохранения подлинных фрагментов, уцелевших на памятнике в процессе его существования;
- полная расчистка металла от покрасок, наслоений и коррозии для последующей антикоррозионной обработки и окончательной декоративной отделки как с сохранением первоначальных окрасок и отделки глубины рельефа, так и с полной расчисткой мест утрат до поверхности металла (в зависимости от реставрационного задания).
В ходе расчисток определяется общее состояние металла, вид металла и его сплавов, прочность, характер, скорость образования коррозии, технология изготовления металлических элементов методами литья, ковки, прокатки, чеканки, выколотки, гальванопластики, гравировки, различных видов "наводки", лужения, золочения т.п.
Необходимо отметить, что каждый вид архитектурного металла требует своей специфики осмотра к реставрации. Например, декоративный металл ( просечной, золотая наводка, серебрение, золочение, росписи полихромная окраска) требует особой технологии и материала, а также мастеров - позолотчиков и художников высокого класса мастерства.
Химический способ расчистки металла - наиболее распространенный. Он относительно безвреден для металла и отделочных покрытий, но требует особой осторожности там, где, предположительно, под покрасками - серебрение, позолота, золотая наводка я т.д.
Кроме того, необходимо иметь в виду, что в XVI—XVII вв. существовала монохромная и полихромная раскраска металлических связей и штанг в интерьерах церквей и палат.
Химические способы расчистки металла обеспечивают сохранность рельефа, послойную расчистку поверхности металла как без разборки фрагментов, так и с разборкой. В отдельных случаях, в зависимости от величины, очистка фрагментов осуществляется погружением в ванну с раствором.
Так, для расчистки чугунных лафетов пушек в Московском Кремле от покрасок и коррозии экспериментами были установлены наиболее эффективные химические составы травления (в граммах на 1 литр раствора): серная кислота - 175±25, хлорид натрия - 120±10, сульфакол- 4±1 при экспозиции травления до 90 мин. Это дало возможность полностью удалить краску и продукты коррозии; но этот метод исключается при глубокой коррозии, так как интенсивное насыщение металла водородом повышает хрупкость металла.
Ускорить расчистку Фрагментов из чугуна от покрасок удалось предварительным травлением раствором (г/л): серная кислота - 150-180, хлористый натрий - 30-40, ингибитор ПБ-5 - 5-7 (экспозиция травления 1 час, температура 20°С).
Химическая расчистка предполагает в основном три технологических приема: травление; очистка красочных слоев смывками и ручными инструментами; обезжиривание и защита металла от коррозии /60/. Наиболее широкое применение при расчистках поверхностей металла от покрасок нашли смывки, растворители и специальные пасты, Мелкие детали - съемные элементы декора, фурнитура, накладные детали - обрабатывают в специальных ваннах с раствором кислот и щелочей, после чего их обезжиривают в органических растворителях. В качестве обезжиривающих средств используют уайт-спирит, хлорэтилен, дихлорэтан, тетрахлорэтилен.
I.2.2.Составы и технологические режимы обезжиривания металлов /60/, г/л
Стали (прокат, литье):
|
Тринолифосфат натрия - 2-3
Тринатрийфосфат - 20-30
Сода кальцинированная -15-20
Едкий натр - 8-10
Силикат натрия- 1-3
Синтанол ДС-10 или ДТ-7 (ила сульфанол) - 1-3
|
Обезжиривание производят при температуре 60-70 °С от 5 до 20 мин.
Медь и ее сплавы: Тринатрийфосфат - 20
Сода кальцинированная - 5
Эмульгатор типа "Новость",
"Лотос" - 5
Обезжиривание производят при температуре 60-70°С от 5 до 20 мин.
Цинк и его сплавы: Сода кальцинирования - 15-20
Тринатрийфосфат - 5-10
Силикат натрия - 5-10
ПАЗ - 0,6-1,0
ПАВ - поверхностно-активные вещества типа "Вепос","Лотос" "Прогресс" и др.; обезжиривание производят при температуре 60-70°С от 5 до 15 мин.
Алюминий и его сплавы: Сода кальцинированная - 10-15
Тринатрийфосфат - 5-10
Силикат натрия - 3-4
Эмульгатор (синтанол ДС-10, сульфанол, ОП-7,
ОП-10) - 3-5
Обезжиривание производят при температуре 60-70°С в течение 3-5 мин.
Загрунтованные или окрашенные изделия
|
Тринатрийфосфат - 20-30
ПАВ - 0,6-1,0
|
Обезжиривание производят при температуре 60-70°С 5-20 мин. Обезжиривание старой позолоты и росписей должно производиться только по рекомендациям специальных лабораторий, занимающихся реставрацией памятников.
Составы травильных паст для черных металлов /60, с.7/
Травильная паста (для удаления ржавчины), %
Вода 17,0
Ингибитор (ПБ—5, катапин и др.) 0,5
Нефтяной контакт 0,5
Серная кислоте (уд. вес 1,84) 7,7
Фосфорная кислота ( уд. вес 1,70) 2.4
Соляная кислота (уд. вес 1,19) 21,3
Сульфитцеллюлозный щелок 14,6
Трепел (инфузорная земля) 36,0
После нанесения пасты выдержать 1-3 часа, после чего промыть и пассивировать.
Пассивирующая паста (после удаления ржавчины), %
Едкий натр 0,9
Бихромат натрия или калия 2,3
Сульфитцеллюлозный щелок 9,6
Инфузорная земля (трепел) 36,0
Вода 47,2
После обработки промыть и просушить.
Время выдержки с наложенной пастой 0,5-1,0 час.
Травление в щелочах и кислотах съемных деталей из черных и цветных металлов производят в эмалированных и фарфоровых ваннах (емкостях). Состав травильного раствора приведен в табл.1.
Таблица 1
Состав травильного раствора /60/
Металл
|
Раствор-состав
|
Концентрация, г/л
|
Режим обработки
|
температура, °С
|
продолжительность, мин
|
Черный
|
Соляная кислота (уд. вес 1,19)
|
110±15
|
50-70
|
10-30
|
Серная кислота (уд. вес 1,84)
|
35±5
|
|
|
Ингибитор катапин
|
|
|
|
Черный
|
Серная кислота (уд. вес 1,84)
|
110±10
|
18-20
|
5-15
|
Ингибитор – формалин
|
1-3
|
|
|
Примечание: травление можно производить раствором каустической соды (NaOH) в концентрации 240 г на 1 литр раствора при 93-95°C от 5 до 15 мин.
При реставрации кровельных покрытий из черного металла, а также для обработки полосового металла и чугунов после травления и расчисток перед покрасками можно рекомендовать для устранения ржавчины толщиной до 100 мкм грунт-преобразователь ВA-0112. Такой грунт можно наносить на поверхность, покрытую тонкой плотной окалиной, в один слой. Он также будет одновременно и защитным покрытием. Толщину ржавчины и равномерность покрытия грунтом можно определить прибором-толщиномером ИТП-1 (измеритель толщины покрытия). Измерение основано на зависимости силы притяжения постоянного магнита к металлу от толщины покрытия. Вращая выдвижную часть прибора, растягивают его пружину до момента отрыва магнита от металла.
Показания прибора тарированы по толщине покрытия /14, с.44/.
|
