Janusz Lehmann
Zagadnienie soli rozpuszczalnych w
wodzie w procesie niszczenia i
konserwacji zabytków kamiennych
Ochrona Zabytków 23/1 (88), 47-50KOMUNIKATY, DYSKUSJE
JANUSZ LEHMANN
ZAGADNIENIE SOLI ROZPUSZCZALNYCH W WODZIE
W PROCESIE NISZCZENIA I KONSERWACJI ZABYTKÓW KAMIENNYCH
Od połow y X IX w. do chw ili obecnej obser w u je się poszu kiw an ia sk u teczn y ch m etod za bezpieczania i w zm acniania kam ien ia w za b y tk ach . W poszukiw aniach ty c h zanotow ać m ożna osiągnięcia, obok znacznie w iększej licz by niepow odzeń i rozczarow ań po początko w ych sukcesach.
W ypracow ano ju ż szereg sk u teczn y ch m etod zabezpieczania przed w ie trz en ie m i w zm acnia n ia k a m ie n ia zab y tk ó w z n a jd u ją c y c h się w m uzeach i zdobiących w n ętrza. W te j k ateg o rii zab y tk ó w stosunkow o rzad k o notow ano znaczne p og arszanie się sta n u zachow ania po w odow ane obecnością w k am ien iu soli ro zp u szczalnych w wodzie. S tan zachow ania k a m ie n n y ch rzeźb w o ln osto jących i kam ien neg o w y stro ju zab y tk o w ej a rc h ite k tu ry p rzed staw ia się znacznie gorzej. Stosow ane dla te j k a te gorii zab y tk ó w sposoby zabezpieczania i k o n serw acji okazy w ały się jak d o tąd najczęściej niesk u teczne na dłuższy okres czasu, a często w ręcz pow odow ały w tó rn e, szybsze niż n o r m alne niszczenie zabytków . Szczególnie n iebez pieczne okazało się stosow anie do zabezpiecze nia i w zm acn ian ia k am ien ia rozpuszczalnych w w odzie krzem ian ó w i flu o ro krzem ian ów oraz in n y ch zw iązków , k tó re pozostaw iały w k a m ie n iu sole rozpuszczalne, jako p ro d u k ty uboczne re a k c ji aplikow anego środk a i k am ienia.
Obecność soli rozpuszczalnych w wodzie w za b y tk ac h k a m ien n y ch nie zawsze pow odow ana jest ich w prow ad zeniem w tra k c ie niew łaści wego zabiegu k onserw atorskiego. Z in n y ch n a j częściej sp o ty k an y ch p rzyczyn zasolenia k a m ienia w ym ien ić n ależy podciąganie soli roz puszczonych w w odzie g ru n to w ej, k u m u lację zanieczyszczeń pow ietrza sp alin am i, n a tu r a l n y rozk ład m in e raln y c h skład n ik ó w kam ien ia, działan ie b a k te rii, porostów , m chów , zanieczy szczanie k am ien ia odchodam i p tasim i, w resz cie nasy cenie dym em z kom inów czy w w y n i ku pożarów .
Skład chem iczny soli rozpuszczalnych pow odu jących przyspieszone w ietrzen ie k am ienia jest
różny. S p oty kam y najczęściej w ęglany sodu i po tasu (czasem przejściow o w odorotlenki), siarczan y sodu, potasu, m agnezu, glinu, c h lo r ki sodu, potasu, w apn ia, m agnezu, glinu, w re szcie azotany, azo ty n y i sole kw asów organicz nych.
M echanizm niszczącego k am ień działania soli opiera się n a procesach fizycznych i chem icz nych. Przebieg ty ch procesów w aru n k o w an y jest obecnością w ody. W oda pow oduje m ig ra cję soli rozpuszczalnych, ich h y d rata cję , k r y stalizację, a w p rzy p a d k u n iek tó ry ch soli — hydrolizę. N iedoceniana w procesie niszczenia k am ienia w p rzy p ad k u jego zasolenia jest rola w ody hyd ro sk o p ijn ej. Sole zaw arte w k a m ie niu w różnym stopniu, zależnie od ro dzaju , k o n d e n su ją wilgoć z pow ietrza, aż do u zy sk a nia sta n u rów now agi stop n ia u w odnienia soli z w ilgotnością w zględną pow ietrza. O kresom zm ian w ilgotności pow ietrza odpow iadają o k re sy h y d ra ta c ji i k ry sta liz a c ji soli z aw arty ch w kam ieniu. Sole h y d ro lizu jące zaw arte w k a m ien iu w y k azu ją, zależnie od rodzaju, odczyn alkaliczny lub kw aśny. Zdolne są one do che m icznego reago w an ia ze sk ład nik am i kam ienia. W p rzy p ad k u tw o rzenia się w trak cie rea k c ji p ro d u k tó w nierozpuszczalnych (np. kw asu siarkow ego z zanieczyszczeń p ow ietrza z w ę glanem w apn ia tw o rzy się nierozpuszczalny siarczan w apnia) m am y do czynienia ze znisz czeniam i lokalnym i o ograniczonym zasięgu. W p rzy p a d k u tw o rzenia się p ro du któ w ro zp u szczalnych (jak np. z kw asu siarkow ego z za nieczyszczeń p ow ietrza i w ęglanu m agnezu z k am ienia rozpuszczalnego siarczanu m agnezu) proces jest ciągły i może w stosunkow o k ró t kim czasie doprow adzić do znacznych znisz czeń. J a k stą d w y nik a, stopień przy sp ieszają cego w ietrzen ie działan ia soli zależny je st nie ty lk o od ilości soli z aw arty ch w kam ien iu, sto pn ia zaw ilgocenia kam ienia, stopnia higrosko- pijności soli, ale rów nież od odczynu soli (kw aśnego czy alkalicznego) i ro d zaju p ro d u k tu pow stającego w tra k c ie rea k c ji soli h y d ro - lizującej z m ateriałem kam ienia.
1. Opherdicke, kościół para fialny, ukamienowanie św. Stefana, ostatnia ćw ierć X II w., fot. z 1893 r.
1. Parish Church, O pherdic ke — Stoning of St. Stephen, last quarter of the 12-th cen tury; after a photograph ta ken in 1893
2. Opherdicke, kościół para fialny, ukamienowanie św. Stefana, fot. z 1969 r.
2. Parish Church, Opherdic ke — Stoning of St. Stephen; photograph from 1969
K o n se rw a c ja zagrożonego p rzez obecność soli rozpuszczalnych w w odzie z a b y tk u k a m ie n n e go u w zględniać m u si w p ierw szy m rzędzie w y k ry cie i u sunięcie przy czy n zasolenia oraz e k stra k c ję soli z kam ienia. Obok b a d a ń tec h
nicznych i m ineralogicznych obiektu k a m ie n nego konieczna jest analiza chem iczna soli za w a rty c h w k am ien iu d la u sta le n ia przy czyn zasolenia i o kreślenia stopnia zagrożenia za b y tk u . N iektóre przy czyny zasolenia, ja k pod
3. Mühlhausen-Thüringen, k o ściół Marii Panny ок. r.
1380, półfigura z gru py O tto na, fot. z 1965 r.
3. The Holy Virgin Church,
Mühlhausen-Thüringen, built ca 1380 — Half-figure from Otto group; photograph from 1965
ciąganie w ody gru n to w ej, zaciekanie w ody z opadów m ożna usunąć p ro sty m i sposobam i tech n iczn y m i — drenażem , izolacją, zadasza- niem . Inne, jak np. zanieczyszczenie pow ietrza spalinam i, w y m ag ają działań b ard ziej skom plikow anych, często o ograniczonej sk u teczn o ści. Z darza się, że jed y n ą m ożliw ością jest p rze niesienie zab ytk u w odpow iedniejsze m iejsce, c h a ra k te ry z u ją c e się k o rzy stn iejszy m i w a ru n
kam i.
E k stra k c ję soli przeprow adza się różnym i spo sobam i, w zależności od w aru nk ó w . S to su je się w ielokrotne zm yw anie w odą, w ielo k ro tn e o k ła d y zmoczoną ligniną, przeciąg anie przez k a m ień w ody przy zastosow aniu pom py próżnio w ej, zan urzan ie obiektu w w odzie, odsalanie
p rzy pom ocy p rą d u elek try czn eg o . P o u su n ię ciu przyczyn zasolenia i p rze p ro w ad zen iu eks tra k c ji soli może okazać się konieczne w zm oc nienie osłabionej przez w ie trz en ie s tr u k tu ry kam ienia. Mimo niep ow od zeń dotychczas sto sow anych w odniesieniu do zab y tk ó w w ekspo zycji zew nętrzn ej m etod w z m acn ian ia k am ie nia, konieczne są dalsze b a d a n ia i p ró b y p ra k tycznych rozw iązań k o n se rw ato rsk ic h .
P oszukiw ania w ty m z a k re sie ro zw ija ją się w dw u głów nych k ie ru n k a c h . P o pierw sze dąży się do określenia w a ru n k ó w i su b sta n c ji sp rz y jający ch re k ry sta liz a c ji z w ie trza ły c h sk ła d ników m in e raln y c h k am ien ia. P ew ne nad zieje wiąże się ze stosow aniem k a ta liz a to ró w r e k ry stalizacji, tak ic h ja k a k ty w n a k rzem io nk a, roz
tw o ry koloid aln e siarczanu i w o d o ro tlen k u b a r u i n ie k tó re zw iązki chrom u. D ru g i k ieru n e k to poszuk iw anie środków , któ re w ekspozycji ze w n ę trz n e j zap ew niałyby zw ietrzałem u m a te ria ło w i k am ien nem u trw a łą konsolidację, a rów nocześnie hy drofobizację. N ad anie m a te ria łow i w łasności hydrofobow ych ograniczyłoby w zn aczn y m stopniu m ożliw ość p e n e tra c ji w o d y do k am ien ia, nie uniem o żliw iając o d p aro w y w a n ia jej z k am ienia, i ty m sam y m zw ięk szyłoby znacznie trw ało ść zakonserw ow anego o biektu. P o szuk iw ania w ty m k ie ru n k u k o n c e n tru ją się głów nie na zag adn ien iu silikonów i u z y sk an iu ro dzajó w odznaczających się pożą d a n y m i w łasnościam i.
Znajom ość zagadnienia działania soli rozpusz czalnych w wodzie w procesach niszczenia i konserw acji zaby tk ów kam ien n y ch pozw ala w w ielu p rzy p adk ach zapew nić skuteczn ą och ronę p ro sty m i środkam i technicznym i, bez po trz e b y in g eren cji p o w odujących zniekształce nie p ierw o tn ej postaci zaby tku . Stanow i poza ty m kluczow e zagadnienie w yp racow an ia i sto sow ania m etod k o n serw ato rsk ich , k tó re zapew nią zabytkom k am ien n y m podd aw any m zabie gom stosunkow o najw ięk szą m ożliw ą trw ałość.
dr Janusz Lehmann Muzeum (Narodowe Poznań
LITERATURA
1. K o n se rw a c ja kamienia w architektu rze i rzeźbie, W arszawa 19-67, (Biblioteka M uzealnictwa i Ochrony Zabytków, iseria B, t. X IX .
2. Colloques sur l’altération des pierres, B ruxelles 1966—67, IGOMiOß 1968, iParis, UNESCO.
3. P e n k a l a B., K on serwacja kamienia w b u d o w n i
ctwie , W arszawa 1966, „Zakład P odstaw ow ych Pro
b lem ów A rchitektury”, Seria X, Zeszyt 8.
4. K r a n z M., L e h m a n n J., Badania nad z a b e z
p ieczeniem re lik tó w a rchitektu ry rom ań skie j w k r y p cie pod K a t e d r ą w Poznaniu, „Ochrona Zabytków ”,
X IV (1963), nr 4. s. 39.
5. K r a n z M., L e h m a n n J., Badania p rzy c zy n za
wilgocenia i zasolenia m u ró w Starego Ratusza i Z a m ku P r z e m y s ła w a w Poznaniu, „Studia M uzealne”, t.
VI i(1968).
6. V u n j a k М., O ćiścenju eflorescenija soli (śali-
tre) sa zid nic h slika, „Zbornik Z aśtite Spom enika K u l
tu rę”, 8 (1957) i 9 <1958).
7. V u n j a k M., M e d i к M., Radovi na skidanju i prenosenju zidnich slika Nubiji. Organizacija i m e tod rada, „Zbornik Z aśtite Spom enika K ulturę”, 16
(1965).
8. S c h a f f e r R. J., Causes of the Deterrioration of
Building Materials. I. Chemical and Physical Causes,
„Chemistry and Industry” (Londyn), nr 38 <1967). 9. P o c h o n J., J a t o n C., Causes of the Deteriora
tion of Building Materials. The Role of Microbiologi cal Agencies in the Deterioration of Stone, „Chemi
stry and Industry”, nr 38 <1967).
10. C a m m e r m a n n C., Sur les cas d ’altération des
pierres de taille par les fumées, „Annales ITBTP”, III,
1948, nr 14.
11. S c h m i d t - T h o m s e n K., Z um Problem der
Steinzerstörung und Konservierung. „Deutsche Kunst
und D enkm alpflege”, 1969. Sonderdruck.
12 G i l e w i c z J., K r a n z M i L e h m a n n J. Ż y
wice organiczne w kon serw acji z a b y tk ó w kamiennych.
Warszawa 1969, B iblioteka M uzealnictwa i Ochrony Zabytków, seria B, t. XXV.
THE PROBLEM OF WATER-SOLUBLE SALTS IN DECAY AND PRESERVATION PROCESSES REFERRING TO THE STONE M ONUM ENTS .
In the recen t preservation and research w orks a good deal of attention has been paid to the sa ltin g of objects the state of w hich deteriorates w ith the accelerated w eathering. As th e cause o f saltin g m ay be quoted pre servation processes carried out w ith application of m edia con taining or producing w ater-solu ble salts, and also the m oistening o f objects, further the action of biological factors, and the air contam ination by com bustion gases. The m echanism of stone destruc tion by w ater-solu b le salts consists in solvin g of its
com ponents in basic or acidic products of sa lt hydro- lisis and in th e blowing action of hydratating or cry stallizing salts in w hich the actions an important part is being played by hygroscopic properties possessed by th e salts them selves. Thus, the preservation o f historical m onuments endangered w ith destruction in effect of their salting should, above the all, comprise the revealing and rem oving the causes of their sa l ting, the salt extraction, and finally, w here n ecessa ry, their consolidation.
