ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Вам в помощь представлены эксперты и мастера реставраторы.
 

Опыт применения неразрушающих методов исследования камня на памятниках наскального искусства

Агеева Э.Н., Кочанович А.В.

В изучении феномена деградации памятников наскального искусства важная роль принадлежит неразрушающим методам исследования, поскольку они дают возможность оценить техническое состояние непосредственно самих петроглифов без деструктивного вмешательства в их каменную подложку.

Используемые в настоящее время традиционные классические методы, основанные на отборе проб камня вдали от рисунков, при всей своей важности и необходимости, недостаточно информативны для оценки состояния сохранности поверхностных зон скалы, являющихся носителями древних изображений. У нас в стране предприняты шаги в направлении использования современных неразрушающих методов исследования скальной поверхности «in situ».

Для исследования поверхностных зон камня были применены два наиболее перспективных и апробированных в реставрационной(в основном международной) практике метода:

- измерение скорости прохождения в камне ультразвука [1, 2];

- определение водопоглощения методом трубки Карстена в соответствии с рекомендациями RILEM [3,4].

Для ультразвукового исследования был применен портативный отечественный прибор АТОН-1.

Основные характеристики прибора:

- диапазон измерения времени распространения скорости ультразвука - 10 до 9000 мкс;

- рабочая частота датчиков - 60, 100, 200 кГц; Измеряемые величинами в эксперименте являлись:

Т - время распространения звуковых волн;

X - база измерений.

Скорость распространения звуковых волн (V) определялась по формуле:

V = X/T (км/сек).

Впервые методы были апробированы на сибирских памятниках наскального искусства «Томская писаница» и «Саган-Заба» для изучения поверхностных зон камня. Выбор этих двух памятников был не случаен, а обусловлен значительными структурными отличиями пород карбонатного и терригенного типов. Материал памятника «Саган-Заба» (мрамор) относится к первому типу, а «Томская писаница» (песчаник) -ко второму.

В песчаниках поровая система зависит в основном от сложения, размера и конфигурации минеральных зерен в процессе седиментации осадка. Хотя поровые каналы извилисты, неправильны, они сообщаются между собой и обусловливают наличие открытой пористости и проницаемости.

Система пустот, имеющаяся в карбонатных породах, отличается большим разнообразием по форме и распределению размеров пор. На структуру порового пространства сильно влияют часто встречающиеся в карбонатных породах процессы вторичного растворения, перекристаллизации и образования трещиноватости.

Замеры на «Томской писанице» осуществлялись в непосредственной близости от петроглифов на участках с латинизированным корковым слоем и в местах его утрат (рис. 1,2). Получены следующие результаты.

Характеристикой неразрушенной структуры корковых латинизированных слоев является интервал скоростей у/з колебаний от 2 до 3,5 км/сек.


Рис. 1. «Томская писаница». «Верхний фриз». Исследование кинетики водопоглощения на участке с патинизированным корковым слоем

Рис. 2. «Томская писаница». «Верхний фриз». Исследование кинетики водопоглощения на месте утраты патинизированного коркового слоя

По сравнению с литературными данными по песчанику (скорость 4,75 км/сек) столь пониженные значения скоростей можно объяснить кливажом породы, а существенный разброс в их величинах - направлением кливажа на изучаемых участках. Для корок, сформировавшихся перпендикулярно кливажу, среднее значение скорости ультразвука составляет 2,2 км/сек. Для корок, сформировавшихся параллельно кливажу, эта величина - выше и составляет в среднем 2,75 км/сек. Здесь прослеживается аналогия с закономерностью, выявленной для известняков, когда скорость распространения у/з волн в известняках параллельно напластованию заметно превышает скорость, замеренную вкрест наслоения.

Нарушение целостности корок в виде трещин, прошлифовок приводили к понижению скорости колебаний у/з волн до 0,5 км/сек. Изучение этих же зон «методом трубки Карстена» показало, что корки с ненарушенной структурой являются водонепроницаемыми. Во всех случаях замеров, в течение часа и более, впитывание воды в них не происходило.

При наличии в корках трещин, вздутий проникновение воды шло по имеющимся дефектам. Из-за отсутствия всякой закономерности полученные результаты носили неконтролируемый характер и были несопоставимы между собой.

Участки с утраченными корками составляют значительную площадь Томской писаницы. Выветрелость поверхности и неровности рельефа, обусловленные кливажем, зрительно придают этим участкам разрушенный вид. Основываясь на этом, в целях защиты такие поверхности в 1970-х годах были покрыты слоем искусственной массы на основе эпоксидной смолы. Сейчас можно видеть, что это отрицательно сказалось на эстетическом виде и сохранности камня. Часть обмазок растрескалась, а часть отслоилась вместе с камнем. Микроскопическое изучение шлифов отслоившейся старой реставрационной обмазки показало, что камень на границе с ней деструктирован. В контактной зоне зафиксировано выщелачивание кальцита, открытые трещины. Размер выщелоченных пор сопоставим с размером утраченных зерен.

В местах корковых утрат, там, где не было обмазок приповерхностные зоны камня достаточно уплотнены, что, вероятней всего объясняется не-прерывно идущим процессом коркообразования. Поверхность камня на этих участках оказалась водонепроницаемой. Как и в случае корок, впитывание воды через них в течение часа и более не происходило. Последнее свидетельствовало об отсутствии открытых трещин, полостей и позволяло связать полученные для них низкие значения у/з скоростей не с дефектами структуры, а с неровностями рельефа обследованных участков, обусловленными сланцевым строением породы.

Полученные результаты позволили уточнить перечень консервационных обработок, в частности, отказаться от применения в качестве защиты обмазочных материалов и гидрофобизаторов, поскольку скальная поверхность оказалась практически водонепроницаемой, а также рекомендовать удалить старые эпоксидные обмазки, способствующие разрушению камня и негативно влияющие на его внешний вид.

На памятнике «Саган-Заба» замеры проводились на участках с патиной, на местах корковых утрат, а также на подшлифованном прибойной волной мраморе в нижней части массива, так как они в наибольшей степени отвечали характерным видам разрушения памятника. Помимо этого, были «прозвучены» валун, лежащий у подножия массива и упавший сверху кусок сильно гранулированного мрамора.

Скальная плоскость с петроглифами находится в той зоне скального массива, которая, согласно ранее проведенным сейсморазведочным работам, характеризуется скоростями ультразвуковых волн, лежащими в пределах 2,28-2,32 км/сек. Расположенная на большей глубине относительно сохранная порода имеет скорости в пределах от 4,1 до 4,5 км/сек [5].

Согласно ранее разработанной для мрамора классификационной таблице, диапазон скоростей от 2,2 до 2,8 км/сек характеризует мрамор со структурным разрушением. Наши замеры дали еще более низкие значения скоростей распространения у/з волн. Минимальные скорости, в пределах 0,6-0,9 км/сек, были получены для гранулированного мрамора с осыпающейся поверхностью (валун, отвалившийся кусок мрамора). Скорости у/з волн, замеренные в нижней части скального массива на шлифованной волнами поверхности, были чуть выше: 1,06-1,49 км/сек. Отсутствие внешних видимых признаков разрушения естественно отполированного и крепкого на ощупь камня позволяет предположить, что такие низкие значения связаны с развитием межкристаллитной коррозии в приповерхностной зоне камня. Полученные для участков с уплотненной коркой низкие значения у/з скоростей (1,4-2,14 км/сек) также свидетельствует о прогрессирующем развитии межкристаллитной коррозии (грануляции) в подкорковой зоне и говорят о реальном риске утраты корок, что довольно часто и наблюдается на памятнике. По величине эти скорости в ряде случаев сопоставимы со скоростями распространения у/з колебаний в местах утраты корок (1,2-2,1 км/сек).

Патинизированный корковый слой оказался практически водонепроницаемым, на протяжении более чем одного часа впитывание воды на участке не происходило, а уменьшение объема ее в трубке не превышало 0,1 см3 можно отнести за счет испарения или погрешности опыта. На участках с отслоившейся коркой и на сглаженной волнами мраморной поверхности наблюдалась другая картина — происходило заметное впитывание воды в камень. На графике 1 представлена кинетика водопоглощения.

График 1 Измерение водопоглощения методом трубки Карстена


График 2. Измерение водопоглощения методом трубки Карстена

Из приведенного графика следует, что скорость впитывания воды для этих двух участковразличная. Наибольшее наблюдается в нижней части скального массива, т. е. на поверхности, периодически подвергающейся действию байкальских волн. На основании этого можно говорить о том, что структура мрамора на этом участке разрушена сильнее.

Коэффициенты водопоглощения мрамора для этих участков, согласно графику 2 соответственно равны. V1 =1,625, V2 =0,875 [кг/м2/час].

* коэффициент водопоглощения ( V ) определялся графически (график 2), как тангенс угла наклона полученной кривой к оси времени ( t ).

Полученные результаты показали, что мы имеем дело с конечной стадией выветривания мрамора, характеризующейся интенсивной грануляцией и отслоением корковых слоев. Это подтверждает правомерность и необходимость проведения на аварийных участках вблизи петроглифов структурного укрепления камня и закрепления отслоений методом «отбортовки».

Выявленная в процессе исследования почти полная водонепроницаемость самих корок говорит о необходимости корректировки технологии процесса структурного укрепления. Пропитку подкорковых зон мрамора следует осуществлять не с поверхности, а инъектируя укрепляющий раствор с помощью шприца под корку в местах ее отслоения.

Литература

1. Kohler W. Investigations on the increase in the rate of Carrara marble in Central Europe. 8th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone. Berlin, 1996. Vol. 1. P. 167-174.

2. Sizov В., Antonova E., Orlov I., Simon S., Evdokimova V. Previous results of the marble sculpture investigation in country museum "Archangelskoye" near Moscow. Proceedings of the 9 EUROKARE-EURO-MARBLE, Work-shop. Munhen, 1999.

3. Wendler E., Snetlage R. Der Wassereindring nach Karsten - Anwendund und Inerpretation der Mebwerte // Bautenschuts + Bausanierung, 1989. Vol. 12. P. 110-115.

4. Recommended of treatment methods. UNESCO -RILEM, Deterioration and protection of stone monuments. Paris, 1978.

5. Литвин В. М., Демьянович Н. И., Шенькман Б. М. и др. Предварительная инженерно-геологическая оценка скальных массивов Шишкинских писаниц, Саган-Заба. Отчет Института земной коры. Иркутск, 1999.

Первоисточник: 
Художественное наследие. №21(51)РИО. ГосНИИР – М. 2004
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2018)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2018)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РАБОТ ВЕРНИСАЖА И ВЕБ-ПОРТФОЛИО
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.