Кроме того, представляют интерес составы на основе частично гидролизованного тетраэтоксисилана, известные под разными торговыми марками: «Steinfestiger-OH» («Wacker-Chemie», Германия), «Funcosil-Steinfestiger OH-300, -510» («Remmers», Германия) и др. [25]. Первые два состава имеют около 25 % растворителя, а препарат «Funcosil-Steinfestiger OH» с маркировкой -300 или -510 отличается от них степенью поликонденсации и не содержат растворителей. Эти составы обладают хорошей способностью капиллярного проникновения в пористую подложку, отвердевают под действием водяного пара, содержащегося в окружающей среде и адсорбированного порами.
Качество укрепления зависит от температурно-влажностных условий, в которых находится обрабатываемый участок. Оптимальными условиями обработки растворами частично гидролизованного тетраэтоксисилана являются: влажность 70–80 % и температура около 20оС.
Применение указанных выше материалов может быть необходимо в следующих случаях:
а) при значительном разрушении красочного слоя и штукатурного грунта;
б) при расчистке от загрязнений сильно разрушенных участков живописного слоя.
Цель наших исследований состояла в поиске материалов и разработке технологий глубинного укрепления живописного слоя.
В лаборатории ХТРП нами были проведены испытания по проникающей и укрепляющей способности ряда материалов на основе кремнийорганических и акрилат-кремнийорганических материалов для известковых штукатурок.
Для укрепления штукатурного основания использовались кремнийорганические соединения: 3 и 5 %-ные растворы полиорганосилазановой смолы 174-74 (К-15/3) в толуоле; раствор исходной концентрации ST-OH на основе тетраэтоксисилана и нейтрального катализатора в органических растворителях (МЭК, АЦ); 3–5 %-ные растворы в органических растворителях акрилаткремнийорганических соединений марки «Акрисил 50А».
Содержание полимеров в штукатурке при использовании низких концентраций (3–5 %) консолидантов Акр. 5ОА и К-15/3 находилось в пределах 0,016–0,03 г/см2, для ST-OH (исходная концентрация) – более 0,3 г/см2.
В результате выполненных исследований были получены следующие результаты:
1. Степень упрочнения разрушенной штукатурки известково-карбонатного состава убывает в ряду консолидантов: ST-ОН (исходная концентрация) > Акр. 50А (5 %) > К-15/3 (5 %).
Наиболее высокий укрепляющий эффект наблюдается при пропитке штукатурки консолидантом ST-OH (исходной концентрации) при 2–3-кратных обработках (упрочнение от 6,3 до 2,6 раз на глубине 4,5 мм).
Укрепляющая способность Акр. 5ОА (3 % и 5 %), К-15/3 (5 %) составляет 1,5–2,5 раза по сравнению с необработанной штукатуркой и сопоставима с результатом укрепления штукатурки ST-OH (исходная концентрация) после одного цикла обработки (включает 3 последовательные пропитки «мокрым по мокрому»).
2. По способности адсорбировать влагу укрепленные штукатурки можно расположить в следующей последовательности: ST-ОН (30 %) > Акр.50А (5 %) > К-15/3 (5 %).
Минимальное количество воды (10–15 %) адсорбируется штукатурками, укрепленными растворами К-15/3 и Акр. 50А.
3. В отношении всех укрепленных штукатурок присутствует градиент распределения полимера по глубине пропитки.
По результатам исследований, глубина проникновения всех консолидантов значительна и составляет до 20 и более мм. Максимальное количество полимера находится в пределах нескольких мм: для консолиданта Акр. 50А (5 %) – 2 мм, для ST-OH (исходной концентрации) – 4,5 мм. В пределах этой глубины достигается максимальный эффект упрочнения, дальше, на более значительной глубине, количество консолиданта убывает и, соответственно, убывает прочностной эффект.
Для К-15/3 (5 %) наибольшее содержание консолиданта наблюдается на глубине до 10 мм. Гидрофобный эффект для К-15/3 и Акр. 50А сохраняется до 20–25 мм.
Эти данные подтверждаются результатами испытаний по сопротивлению истиранию.
4. Проведенные исследования показали, что смола К-15/3 при небольших содержаниях в штукатурке не дает значимого укрепляющего эффекта, но высокая проникающая способность и создаваемый ею гидрофобный эффект позволяют сохранить штукатурку от вымывания; консолидант ST-OH обладает высокой проникающей и укрепляющей способностью и может быть использован для укрепления деструктированной штукатурки с учетом общих ограничений применения этого материала (низкая засоленность кладки и пониженная влажность); консолидант «Акрисил 50А» обладает меньшей проникающей способностью, но укрепляющая способность этого материала достаточна для укрепления разрушенного приповерхностного слоя достаточно плотной штукатурки.
Поиск и разработка материалов для укрепления порошащего красочного слоя и верхней части штукатурного грунта и глубинного укрепления живописного слоя характеризуют два разных подхода к реставрации памятников настенной живописи.
В первом случае, например, материалы на основе извести и гидроокиси бария укрепляют достаточно тонкий ослабленный поверхностный слой и не проникают вглубь штукатурного грунта.
Делая прочным красочный слой, восстанавливая его адгезию к штукатурному грунту, эти материалы не предохраняют живописный слой от намокания при конденсации влаги на поверхности стен и не уменьшают существенно их гигроскопичность. Это означает, что в наиболее неблагоприятных условиях – при выпадении конденсата в неотапливаемых сооружениях и повышении влажности воздуха из-за скопления народа в храмах во время службы – стенопись может адсорбировать влагу, намокать, притягивать к себе грязь и копоть, терять прочностные свойства в увлажненном состоянии.
Намокание, кроме того, будет вызывать вымывание минеральной основы штукатурного грунта.
Таким образом, укрепление живописного слоя с помощью известковых составов или на основе минерального вяжущего целесообразно, если внутри памятника отрегулирован температурно-влажностный режим.
Для неотапливаемых памятников и памятников с нерегулируемым температурно-влажностным режимом, где возможно выпадение конденсата на стенах, для сохранения настенной живописи необходима защита ее от намокания.
В этом случае представляют интерес консолиданты глубокого проникновения на кремнийорганической или акрилаткремнийорганической основе, которые могут укрепить красочный слой и верхнюю часть штукатурного грунта и придать им гидрофобность при незначительном уменьшении паропроницаемости.
Согласно экспериментальным данным [26] гигроскопичность чистого известкового грунта без наполнителя в 5 раз выше, чем известково-песчаного (соотношение 1: 3) и составляет 0,565 %. Это означает, что в случае вымывания со временем минерального вяжущего увеличивается пористость грунта и, соответственно, повышается его гигроскопичность.
Таким образом, максимальная степень укрепления может быть оценена с учетом данных по гигроскопичности и воздухопроницаемости штукатурного грунта.
1. Лелекова О. В. Консервация красочного слоя росписей Дионисия в с. Рождества Богородицы Ферапонтова монастыря [Текст] / О. В. Лелекова // Ферапонтовский сб.1. – М., 1991. – С. 273–314.
2. Юнг В. Н. О древнерусских строительных растворах [Текст] / В. Н. Юнг // Основы технологии вяжущих веществ. – М., 1951.
3. Виннер А. В. Материалы и техника монументально-декоративной живописи [Текст] / А. В. Виннер. – М., 1953.
4. Виннер А. В. Фресковая и темперная живопись [Текст] / А. В. Виннер // Материалы и техника древнерусской стенной живописи ХI–XVII вв. – М.—Л. – Вып. II, 1948.
5. Значко-Яворский И. Л. Очерки истории вяжущих веществ от древнейших времен до сер. ХIХ в. [Текст] / И. Л. Значко-Яворский. – М.—Л., 1963.