Elektrokinetyczne metody konserwacji zabytków

Rudolf Molisz

Elektrokinetyczne metody

konserwacji zabytków

Ochrona Zabytków 9/3 (34), 133-150

1956

O C H R O N A Z A B Y T K Ó W

ELEKTROKINETYCZNE METODY KONSERWACJI ZABYTKÓW

RUDOLF MOLISZ

Blisko 150 lat temu fizyk rosyjski F. F. Reuss, Profesor Uniwersytetu Moskiewskiego, dokonał ciekawego odkrycia. W jednym ze swych doświad­ czeń zauważył, że stały prąd elektryczny przepuszczany przez nasycony wodą pył kwarcowy wywołuje w nim ruch wody w kierunku elektrody ujemnej. Aparatura doświadczalna, którą posługiwał się Reuss, była bardzo prosta. Jej główną częścią składową była rurka szklanna, wygięta w kształt litery „U“, w- którą wtopione były platynowe elektrody. Pomiędzy elektrodami rurka wypełniona była pyłem kwarcowym. Po nalaniu do rurki wody i włączeniu elektrod w obwód stałego prądu elektrycznego, Reuss zauważył w ramieniu rurki z elektrodą ujemną podnoszenie się poziomu wody (ryc. 143). Zjawisko to otrzymało nazwę elektro-endo-osmozy, lub krótko elektroosmozy. Dalsze badania wykazały, że elektroosmoza może zachodzić tylko wtedy, gdy kanaliki porowatej masy, utworzonej np. z użytego przez Reuss’a pyłu kwarcowego, posiadają bardzo małe przekroje i tworzą zespół połączonych wzajemnie włoskowatych rurek, zwanych kapilarami. Pory piasku nawet drobno­ ziarnistego są już zbyt dużych wymiarów na to, by mógł w nich powstać elektroosmotyczny ruch wody. Dobre warunki dla elektroosmozy będą w gruntach o bardzo drobnych ziarnach, jak np. w gruntach pylastych, w glinach i iłach. Dobrym środowiskiem jest także każde nasycone wodą porowate ciało stałe, takie jak drewno, beton, cegła, niektóre porowate skały osadowe (piaskowiec, wapień), bibuła, tektura, papier itp. Chociaż doświad­ czenia Reuss'a z powodzeniem wykorzystano w przemyśle ceramicznym, zaś wielu późniejszych uczonych, a między innymi Smoluchowski, profesor Uni­ wersytetu Lwowskiego, kontynuowało takie badania, to jednak odkrycie to przez długie lata nie znalazło żadnego innego praktycznego zastosowania.

Zagadnieniem przyczynowości elektroosmotycznego przepływu cieczy

w środowisku porowatym zajmowali się: Dorn, Nernst i Helmholtz. Według nich siłą poruszającą ciecz w polu elektrycznym są zjawiska elektryczne, w y­ stępujące na granicy powierzchni fazy stałej i ciekłej. Pierwszą grupę sta­ nowią zjawiska elektrokapilame, takie jak napięcie powierzchniowe, napięcie międzyfazowe, adsorpcja itd. Mogą one występować na granicy faz ciała sta­ łego i cieczy, ciała stałego i gazu, cieczy i gazu oraz dwóch cieczy. Ponieważ na granicy faz istnieje różnica potencjałów, to po przyłożeniu zewnętrznej siły elektromotorycznej będzie następowało wzajemne przesuwanie faz. Na­ tomiast podczas ruchu jednej fazy względem drugiej powstanie siła elektro­ motoryczna. Te dwa zjawiska należą już do grupy zjawisk elektrokinetycz- nych. Tak więc pod działaniem zewnętrznej siły elektromotorycznej może nastąpić ruch cieczy względem powierzchni ciała stałego i wtedy ma się do

czynienia z elektroosmozą. W przypadku nadmiaru cieczy, gdy cząstki ciała stałego mają w niej swobodę ruchów, wówczas wystąpi zjawisko elektrofo­ rezy, lub elektrokataforezy, polegające na wędrówce cząstek naładowanych dodatnio do katody, ujemnie do anody.

Znane jest jeszcze trzecie zjawisko, którego nie można pominąć, gdy mó­ wi się o praktycznym wykorzystaniu przepływu stałego prądu elektrycznego przez grunt. Nosi ono nazwę elektrokinetycznej wymiany jonów. Aby zrozu­ mieć, na czym to zjawisko polega, należy zapoznać się z pojęciem gruntu. Wiemy, że grunt jest ciałem niejednorodnym, w którego skład wchodzą cząst­ ki mineralne, woda z rozpuszczonymi w niej substancjami chemicznymi oraz powietrze i gazy. Własności gruntu zależą od wzajemnego stosunku ilościo­ wego i jakościowego wymienionych składników. Nas interesować będzie prze­ de wszystkim skład mineralny gruntu, stanowiący jego główne tworzywo. Zdołano stwierdzić, że im drobniejsze są części gruntu tym większy mają one wpływ na jego własności, szczególnie dotyczy to najdrobniejszych cząstek (koloidalnych) zwanych ilastymi, o wymiarach mniejszych od 0,001 mm.

Cząstka koloidalna, znajdując się w wodzie lub roztworze wodnym, oto­ czona jest warstwą jonów. W środowisku wodnym jony znajdujące się w w o­ dzie mogą przechodzić na powierzchnię cząstek ilastych, wypierając inne zgrupowane tam jony. Zjawisko to nazywamy wymianą jonową. Większą zdolność wymiany posiadają jony o większej wartościowości. W normalnych warunkach gruntowych w iłach zachodzi najczęściej wymiana kationów. Kationy trójwartościowe żelaza lub glinu mają większą zdolność wymiany od kationów dwu lub jednowartościowych, takich jak np. wapń, magnez, po­ tas lub sód. Stały prąd elektryczny przepuszczany przez grunt ułatwia i przy­

śpiesza wymianę jonową. Zauważono, że kationy glinu wprowadzone do

gruntu wpływają korzystnie na pewne jego własności. Niektórzy uczeni, jak Casagrande w Niemczech, a prof. Cebertowicz w Polsce wykorzystali to zja­ wisko dla praktycznych celów budowlanych. Obaj posłużyli się elektrodami aluminiowymi wbitymi do gruntu. Pierwszy z nich w r. 1935 badał sposoby zwiększenia nośności pali fundamentowych. Stosował on elektrody aluminio­ we w formie osłony nałożonej na pal, stwierdzając, że nadają się one najzu­ pełniej do elektrokinetycznego wzmacniania gruntów w drodze opisanej po­ przednio wymiany jonowej, tj. przez wprowadzenie do gruntu kationów glinu. Drugi wykorzystał tę metodę w czasie odbudowy kościoła św. Anny w War­ szawie, używając jako elektrod prętów aluminiowych 0 10 mm, wbijanych w grunt. Ważniejsze szczegóły tej pracy podane będą w dalszej części niniej­ szego artykułu.

Wszystkie dotychczasowe prace, dotyczące praktycznego wykorzystania zjawisk elektrokinetycznych w zakresie budownictwa lądowego i wodnego szły w trzech zasadniczych kierunkach:

1. Elektroosmotycznego osuszania silnie nawodnionych gruntów spoistych. 2. Elektrochemicznej konsolidacji gruntów z zastosowaniem elektrod, biorą­

cych w tym procesie aktywny udział, jak np. aluminium (wymiana jonowa). 3. Elektrokinetycznej stabilizacji gruntów przez wprowadzenie do nich roz­

tworów chemicznych drogą elektroosmozy (cebertyzacja).

Skuteczność zjawiska elektroosmozy wypróbowana była po raz pierwszy w r. 1940. Przy budowie wykopu na trasie linii kolejowej z Salzgitter (Niem­ cy) natrafiono na grunt tak plastyczny, iż nie można było uformować skarp nawet przy bardzo łagodnym pochyleniu 1 :3. Po zastosowaniu elektroos­ mozy dalsze wykonywanie tego 7,5 m głębokości wykopu było możliwe nawet

pod k ą te m n a c h y le n ia s k a rp ró w n y m 70°. P ra c e trw a ły 8 tygodni. E le k tro ­ d am i d o d a tn im i (katodam i) b y ły p rę ty żelazne ( 0 20 m m ) w b ija n e n a g łę ­ bokość 7,5 m w o d stęp a ch co 10 m. W połow ie odległości m iędzy k a to d a m i za k ła d a n e b y ły s tu d n ie z r u r s ta lo ­

w ych 0 10 cm, p e rfo ro w a n y c h i o w in ię ty c h filtre m z m ied zian ej sia tk i. R u ry obłożone b y ły w okół żw irem , m ając y m u ła tw ić d opływ w ody g ru n to w e j do stu d n i. S tu d n ie podłączone do b ie g u n a ujem nego, były an o d am i. K a to d y (pręty) i an o ­ dy (studnie) tw o rz y ły szereg i e le k ­ tro d o ro z sta w ie 5 m. (ryc. 144). M e­ ch an iczn y p rzeb ieg p ro cesu e le k tro - osm otycznego odw odnienia, z w a n e ­ go e le k tro d re n a ż e m , lu b ele k tro -o d - w o d n ien iem p olegał n a w ęd ró w ce w ody g ru n to w e j do stu d z ie n w łączo­ nych w obw odzie e le k try c z n y m do

b ieg u n a ujem nego. W odę g ro m a d ząc ą się w s tu d n i u su w an o p o m p ą ręczną. O gólne napięcie p rą d u e lek try czn eg o w yn io sło 90— 180 V, sp ad ek p o te n ­ cjału m iędzy e le k tro d a m i 0,18—0,36 V /cm p rz y p rz e c ię tn y m n a tę ż e n iu p rą d u

20 A n a je d n ą stu d n ię. N a osuszenie 1 m 3 g ru n tu zużyto około 27 KW h. P o m y śln y w y n ik p ra c o sią g n ięty w S a lz g itte r zachęcił do stosow ania e le k tro d re n a ż u i w in n y ch p rz y p a d k a c h . W r. 1944 w L e rk a n d e l b udow ano tu n e l, k tó re g o w y lo t m ia ł zn ajd o w ać się w o tw a rty m w y k o p ie głębokości około 15 m. W czasie ro b ó t n a tra fio n o n a tzw . k u rz a w k ę (g ru n t pły n n y ) i ty lk o e le k tro d re n a ż , w y k o n a n y w sposób p o d o b n y do opisanego poprzednio, um ożliw ił p o m y śln e głęb ie n ie w ykopu. P rz y ro z sta w ie e le k tro d ró w n y m 4,5 m , n ap ięcie p rą d u e lek try czn eg o w ynosiło ty lk o 30 V, sp ad ek p o te n c ja łu około 0,066 V/cm , zaś śre d n ia n atę ż e n ia p rą d u 15 A n a 1 stu d n ię.

Ryc. 143. Schem at przyrządu, na którym Reuss badał zjawisko elektroosmozy.

Rys. J. Nowiński

fbm pa

5,Om

f i I b *

żwirowy

5,Om

G r 4 .

u

n , f

5 0 m

po

2

. wody gr

:1 V

studnia pręt

ф 100 mm stalowy <p 20 mm _{-kierunek dążenia}

woda

Ryc. 144. Schem at instalacji elektrodrenażu. Rys. J. Nowiński.

t-W tym sam ym roku w porcie T ront- heim budow ano fundam enty pod schron dla łodzi podwodnych. B yła to potęż­ na budow la o w ym iarach 230X 100m, położona tuż nad brzegiem m orza na głębokości 14 m. I tu taj n atrafio n o na m ułek i pły nn e piaski, k tó re w ykona­ nie tej budow li postaw iły pod znakiem zapytania. Dzięki zastosow aniu elek- troodw odnienia zdołano pokonać w szel­ kie trudności. M etodyka pracy podobna była do poprzednio opisanych. Rozstaw elektrod w ynosił 4,5 m, ogólne napię­ cie prąd u elektrycznego 40V, spadek

potencjału 0,09 V/cm, a zuży­ cie p rą d u na 1 m 3 osuszonego g ru n tu wynosiło tylko 0,4 KWh. Ryc, 145 i 146. K o śc ió ł św . A n n y w W a rs z a w ie w c z a sie p r a c z a - i b e z p ie c z a j ący ch — p la n s y t u a c y j-- 7 ° * -— - — i n y i p r z e k r ó j. R y s. J . N o w iń s k i. I O z n a c z e n i

granm pot* s/eitf

oź>£Z*r rbâfptfhlêÿo l&tięga ruzftof* zmj *ra*ty<Jt OàsZ&r beipZ/fr&drtm objętij osfofpuni njcĄpm/

ь

> tfeihvckf

- аЫ*гх*/ ufepvte (ifuc/me г mr)

Przekrój T — 7

W kilka lat później w r. 1949 prof. Cebertowicz, obecny dyrektor Insty­ tutu Budownictwa Wodnego P.A.N. i profesor Politechniki Gdańskiej po rąz pierwszy w Polsce zastosował zjawiska elektrokinetyczne dla ratowania ko­ ścioła św. Anny w Warszawie. W czasie budowy trasy W—Z zauważono, że wzniesienie terenu, na którym znajdował się kościół, zaczęło ulegać zsuwowi, zagrażając katastrofą pięknemu zabytkowi architektury polskiej. Zauważony w maju 1949 r. zsuw wzgórza naruszył równowagę świątyni. Liczne rysy i pęknięcia ścian z zatrważającą szybkością powiększały się z dnia na dzień. Sytuacja tym bardziej była przykra, że w dniu 22 lipca tegoż roku miało nastąpić uroczyste otwarcie trasy W—Z. Na zarządzenie Władz Ludowych powołana została komisja rzeczoznawców, w skład której wchodził również prof. Cebertowicz.

Szczegółowe badania wykazały, że przyczyną zsuwu była woda gruntowa nasycająca warstwy gruntu, dość silnie nachylone w kierunku trasy W—Z. (ryc. 145 i 146). Poślizgowi uległy warstwy piasku, spełzające po rozmokłej warstwie gliny. W tych warunkach zatrzymanie zsuwu było bardzo trudnym zadaniem. Wyliczono, że niezabezpieczenie zsuwu w przeciągu 10—14 dni, spo­ woduje nieuchronną katastrofę. W takich okolicznościach prof. Cebertowicz uznał za najbardziej wskazane zastosowanie elektroosmozy i boksytyzacji (w y­ miany jonowej). Pierwsza miała na celu zahamowanie wód gruntowych napły­ wających w kierunku zsuwu, druga wzmocnienie gruntu przez wymianę jo­ nową, tj. zastąpienie w koloidalnych cząstkach gruntu jonów o niskiej war­ tościowości jonami glinu (trójwartościowymi).

Już po kilku dniach dostrzeżono zahamowanie zsuwu, a ruchy murów znacznie zmalały. Po niespełna 2-ch miesiącach prace zabezpieczające, przed­ sięwzięte dla ochrony kościoła św. Anny zostały zakończone.

Metodyka prac związanych z elektrodrenażem polegała na wywołaniu elektroosmotycznego ruchu wody w gruncie w kierunku wierconych studni (z rur stalowych), włączonych w obwód prądu stałego do bieguna ujemnego. Elektrodami dodatnimi były pręty aluminiowe wbite w skarpę zsuwu (ryc. 145 i 146). Dzięki temu wymiana jonowa zachodziła równocześnie z elektrodrena­ żem. Ogólne napięcie prądu elektrycznego wynosiło 50—80 V, zaś spadek po­ tencjału 0,02 do 1,0 V/cm. Rozstaw elektrod aluminiowych (dodatnich) zawie­ rał się w granicach 1—4 m, zaś odległość katod od studni anodowych docho­ dziła do 25 m. Zużyto 3000 KWh na 34.000 m3 zabezpieczonego gruntu.

Oprócz opisanych przeze mnie prac elektrokinetycznych, którymi urato­ wano cenny zabytek warszawski, komisja rzeczoznawców zaleciła jeszcze inne, dodatkowe zabezpieczenia, których szczegóły znajdzie Czytelnik w publikacji

prof. W. Żenczykowskiego 1 i prof. P. Biegańskiego ,

Grunt nie jest jedynym środowiskiem odpowiednim do wykorzystania zjawiska elektroosmozy. Z równym powodzeniem można je stosować do susze­ nia zawilgoconych murów z kamienia, cegły lub betonu. W Polsce nie było dotąd okazji do zrobienia takich prób. W niektórych państwach zachodnich, jak np. w Szwajcarii istnieją specjalne przedsiębiorstwa, wykonujące tego rodzaju prace. Ogólna zasada elektroosmotycznego suszenia murów jest taka sama jak w gruntach, opracowanie zaś odpowiedniej metodyki prac na skalę

1 W. Z e n c z y k o w s k i , Walka z żyw iołem zsuwu na wzgórzu kościoła św. Anny w Warszawie, „Przegląd B udow lany”, 1949, nr 7—3.

2 P. B i e g a ń s k i , Zabezpieczenia w kościele św. Anny (oo. Bernardynów) w Warszawie, „Ochr. Zab.”, 1950, nr 1, str. 60.

przemysłową nie nastręczałoby u nas w kraju większych trudności. Jest rzeczą oczywistą, że w wypadku, gdy mur jest stale od zewnątrz zawilgacany, jednorazowy zabieg osuszania nie ochroni go od ponownego zawilgocenia Nieodzowna jest impregnacja uszczelniająca lub wprost odcięcie muru od

źródła wilgoci. Tak więc elektroosmozą można osiągnąć tylko efekty

przejściowe.

Również nie są trwałe zmiany własności fizycznych i mechanicznych gruntu elektroosmotycznie osuszonego. To też zakres stosowania wyłącznie samej tylko elektroosmozy jest ograniczony.

Prof. Cebertowicz, który zagadnieniem tym zajmował się w latach 1940— 1945 w czasie swego pobytu w Szwajcarii, rozpoczął badania, w których zja­ wisko elektroosmozy wykorzystał jako czynnik pomocniczy w metodzie znanej dziś pod nazwą „cebertyzacji“. Na czym.metoda ta polega? Głównym jej zało­ żeniem jest wprowadzanie do gruntu takich roztworów chemicznych, które posiadałyby zdolność wytrącania się w postaci żelu, uszczelniającego grunt i sklejającego poszczególne jego ziarna w spoistą bryłę. Ponieważ zasadniczym tworzywem gruntów są związki krzemowe, za podstawowy składnik wytw a­ rzający lepiszcze przyjął prof. Cebertowicz szkło wodne, które jako koloidalny roztwór krzemianu sodowego uznał za najodpowiedniejszy. Dobór drugiego składnika poprzedziły liczne doświadczenia. Względy ekonomiczne i łatwość otrzymywania substancji w handlu skłoniły do stosowania przede wszystkim chlorku wapnia. Pierwsze doświadczenia laboratoryjne b. Instytutu Wodnego P.G. w Gdańsku już w 1946 r. doprowadziły do opracowania tzw. dwuroztwo- rowej metodyki prac terenowych, polegającej na kolejnym wprowadzaniu do gruntu roztworów sodowego szkła wodnego i chlorku wapnia. Równocześnie z nasycaniem roztworami chemicznymi przepuszcza się przez grunt stały prąd elektryczny. Jego zadaniem jest wywołanie zjawisk elektrokinetycznych, a głównie elektroosmozy. Po nasyceniu gruntu roztworem szkła wodnego, dalsze kolejne wprowadzanie roztworu chlorku wapnia wywołuje niezwłocz­ nie koagulację żelu i szybkie uszczelnianie się gruntu w najbliższym sąsiedz­ twie rury nasycającej. W związku z tym grawitacyjne przenikanie roztworów do gruntu jest wtedy utrudnione i ograniczone.

Prąd elektryczny staje się czynnikiem pomagającym infiltracji płynów w początkowym okresie nasycania. Dalsze stosowanie prądu elektrycznego odnosi się do okresu późniejszego (po zakończeniu nasycania) kiedy pory gruntowe już są wypełnione żelem. Świeżo wytworzony żel jest silnie uwod­ niony. Nadmiar wody nadaje mu konsystencję galaretowatą o niewielkich własnościach wytrzymałościowych i lepiących. To też elektroosmotyczne od­ wodnienie zagęszcza go i powiększa stopień zeskalenia gruntu.

W dążeniu do udoskonalenia sposobów zeskalania gruntów metodami eiektrokinetycznymi Instytut Budownictwa Wodnego PAN w Gdańsku pod­ jął w r. 1953 badania mające na celu opracowanie metodyki jednoroztworo- wego zeskalania. Chodziło głównie o to, by zamiast dwóch roztworów wpro­ wadzać do gruntu tylko jeden i to taki, w którym koagulacja żelu następo­ wałaby dopiero po zakończeniu czynności nasycenia. Dzięki temu możliwe byłoby uzyskanie znacznego skrócenia czasu trwania robót zeskalających l.iczne próby laboratoryjne doprowadziły do opracowania mieszanin, w k tó ­ rych jako podstawowy składnik występuje zawsze szkło wodne. Drugim rea­ gentem może być chlorek wapnia, mleczko wapienne, ałun potasowy, kwas fosforowy itd. Dobór odpowiednich stężeń wymienionych składników i wza­ jemnych proporcji dozowania pozwala dowolnie regulować czas zachowania

p ły n n o ści m iesza n in y żelotw órczej w g ra n ic a c h od k ilk u m in u t do k il­ k u n a s tu dób.

A te ra z n ie k tó re w ażniejsze szczegóły, dotyczące m e to d y k i p rac w te ren ie.

R o z tw o ry w p ro w a d z a się do g r u n ­ tu za pom ocą sta lo w y c h r u r o ś re d ­ nicy 1,5 do 2 cali. D olna część ru ry , s k le p a n a w fo rm ie g ro tu lu b w ie r­

tła, p e rfo ro w a n a je s t n a długości 1,0— 1,5 m o tw o ra m i 0 5— 8 m m. O dległość m ięd zy ru ra m i n ie p rz e ­ k ra c z a 1,5 m . R o ztw o ry d o p ro w ad za się do r u r w ężam i g u m o w y m i ze z b io rn ik ó w u sta w io n y c h w pobliżu m iejsca ro b ó t. P r ą d e le k try c z n y sto su je się o ta k im o g ólnym n a p ię ­ ciu, k tó re w y n ik a z założonego s p a d ­ k u p o te n c ja łu . Z azw yczaj sp ad ek p o te n c ja łu p rz y jm u je się w g ran ica ch

0,25— 0,50 V /cm , w y ją tk o w o 1,0 V /cm . J e ś li więc ro zstaw e le k tro d w ynosi 150 cm , a sp a d e k p o te n c ja łu p rz y jm u je m y 0,5 V /cm to ogólne n ap ięcie p rą d u elek try c z n eg o obliczy m y z ilo czy n u 150 cm X 0,5 V /cm = 75 W olt. E le k ­ tro d a m i m ogą być te sam e ru r y (ryc. 147), przez k tó re w p ro w a d z a m y do g ru n tu ro ztw o ry . C zęsto są n im i p rę ty sta lo w e 0 16—20 m m . Do b ie g u n a ujem n eg o zaw sze p o d łączam y ru ry , do k tó ry c h w lew a n e są ro z tw o ry c h e ­ m iczne.

Ilość p ły n ó w p o trz e b n y c h do n a sy cen ia p ew n ej b ry ły g r u n tu w yliczam y z jeg o p orow atości, za k ła d a jąc , że w g ru n ta c h piaszczy sty ch objęto ść w p ro ­ w a d z an y ch p ły n ó w n ie p o w in n a w ynosić w ięcej niż 50— 70°/o o b jęto ści porów-S tęż en ia ro z tw o ró w n a le ż y d o b ierać do ro d z a ju g ru n tu przeznaczonego do z esk ala n ia. W d w u ro ztw o ro w ej m eto d zie zesk ala n ia stężen ie ro ztw o ru szk ła w odnego z a w ie ra się w g ra n ic a c h 20— 40° B é, ch lo rk u w a p n ia 6— 15°Bé N ajczęściej u ż y w a n y sto su n e k objętościow y ro z tw o ru szkła w odnego do c h lo r­ ku w a p n ia 1 : 1 d a je n a jle p sz e w y n ik i.

S p rz ę t u ż y w a n y do ro b ó t zesk alen io w y ch je s t p ro sty i n ied ro g i. G łów ­ n y m i jeg o p o zy c jam i są zb io rn ik i m e talo w e n a ro ztw o ry chem iczne, ru ry , w ęże gum ow e, p rz y rz ą d y do w b ija n ia , lu b w k rę c a n ia r u r oraz a g re g a t e le k ­ try c z n y z p rzew o d am i e le k try c z n y m i i p rz y rz ą d am i p o m iaro w y m i (am pero­ m ierze, w oltom ierze).

P rz e b ie g p ra c je s t ta k ż e p ro sty . W u sta lo n e j k olejności n a s tę p u je w bicie żelazn y ch e le k tro d i p o łączen ie r u r ze zb io rn ik a m i ro ztw o ró w za pom ocą w ężów gum ow ych. R u ry łączy się ze źró d łem p rą d u e le k try c z n eg o i rozpo­ czy n a n a sy c a n ie ro z tw o ra m i w sposób g ra w ita c y jn y . Z e sk a la n ie w a rstw y g ru n tu o p ew n ej m iąższości w y k o n u je się e ta p a m i przez sto p n io w e p o d cią­ g a n ie r u r do góry. P o zak o ń czen iu n a sy c a n ia n a stę p u je elek tro o sm o ty czn e osuszanie g ru n tu , tr w a ją c e 6— 8 dni.

W la ta c h 1948— 1956 o p isan ą m e to d ę z e sk alan ia zastosow ano sk u teczn ie w k ilk u d z iesię ciu p rz y p a d k a c h . W je d n y c h w zm ocniono g r u n t pod fu n d a ­ m e n ta m i now ych b u d o w li, w in n y c h zw iększano nośność g ru n tu pod b u d y ń -Ryc. 147. Sposób umieszczenia elek ­ trod rurowych dla zeskalenia gruntu

pod fundamentami budynku. Rys. J. Nowiński.

kami już istniejącymi. Korzystano z tej metody przy uszczelnianiu gruntu nabrzeży morskich, obwałowań rzecznych, śluz wodnych, piwnic i wykopów pod fundamenty obiektów przemysłowych. Wykonano także kilka prac zwią­ zanych z ochroną zabytków i tym poświęcimy dalszą część artykułu.

Oprócz opisanego już zabezpieczenia kościoła św. Anny w Warszawie należy tu wymienić konserwację reliktów katedry poznańskiej, wzmocnienie gruntu pod fundamentami zamku kórnickiego i zabytkowego kościółka w Gieczu oraz próby mumifikacji drewna z wykopalisk z Gdańska i Bisku­ pina.

Prace wykopaliskowe, prowadzone od roku 1946 w katedrze na Ostrowiu Tumskim w Poznaniu, doprowadziły do odkrycia murów fundamentowych katedry romańskiej z XI wieku oraz pozostałości jeszcze starszej świątyni z okresu pierwszych Piastów. Rozpoznano wśród nich szczątki narożnika muru, płytę baptisterium o średnicy około 4 m i grobowiec kamienny (ryc. 148). Odsłonięte relikty, będące bezcennym dokumentem wczesno-śred- niowiecznej architektury polskiej, należało niezwłocznie zabezpieczyć przed niszczącymi wpływami atmosferycznymi. Ponieważ zamierzeniem było udo­ stępnienie wykopalisk dla szerokich rzesz zwiedzających, należało wybrać sposób, który pozwoliłby na trwałe zachowanie reliktów w stanie odsłonię­ tym i widocznym. Powołana przez Prezydium Rady Ministrów w roku 1952 Komisja Zabezpieczeń Katedry Poznańskiej przyjęła projekt członka tejże Komisji prof. R. Cebertowicza, którego koncepcją było zeskalenie wykopa­ lisk własną metodą. Na życzenie Komisji i Wydziału Kultury przy Prezy­ dium Woj. Rady Narodowej w Poznaniu projekt został opracowany przez Instytut Budownictwa Wodnego PAN w Gdańsku.

Analiza warunków gruntowych terenu katedry poznańskiej wykazała, że do głębokości 2,5 m znajduje się grunt nasypowy, będący mieszaniną gruzu, piasku, zaprawy wapiennej i humusu. Poniżej do 6,0 m zalega bardzo nie­ jednorodna warstwa mułków piaszczystych z domieszkami drewna, próch­ nicy i skorup glinianych. Głębiej położone są warstwy piasków o różnym uziarnieniu a na głębokości około 6,5 m poniżej terenu znajduje się woda gruntowa, której zmienny poziom zależny jest od stanu wody rzeki Warty. Stwierdzono również, że przy wysokim stanie wód gruntowych relikty mogą być częściowo zatapiane.

Zasadnicze obiekty zeskalania (relikty), budowane były z polnego kamie­ nia, układanego na zaprawie wapiennej, wykazującej obecnie silny stopień zwietrzenia. Laboratoryjne próby zeskalania odłamków murów pobranych z Katedry Poznańskiej pozwoliły ustalić metodykę postępowania, według któ­ rej prace zabezpieczające podzielono na dwa etapy. W pierwszym etapie chodziło o zatrzymanie procesów rozkładowych o charakterze biologicznym i chemicznym, drugi miał na celu powierzchniową i wgłębną konserwację zabytków z równoczesnym wzmocnieniem i uszczelnieniem podłoża. Jako środek konserwujący w pierwszym etapie robót przyjęto jednoprocentowy roztwór ałunu. Odsłonięte i oczyszczone z ziemi relikty pokryto warstwą czystego piasku. Po zwilżeniu go ałunem wbito w piasek 3 rzędy elektrod z stali zbrojeniowej 0 16 mm i długości około 2 m (ryc. 149). Elektrody w łą­ czono w obwód stałego prądu elektrycznego o napięciu 40—50 Wolt. W cza­ sie przepływu prądu, którego kierunek zmieniano na przeciwny co 2—3 dni, piasek pokrywający relikty zwilżano systematycznie roztworem ałunu. Po upływie miesiąca pracę 1-szego etapu zakończono. Usunięto elektrody, pozosta­ wiając osłonę piaskową w stanie nienaruszonym. Drugi etap robót (ryc. 150)

ppzE

T

kiR

cU

с-с:

* £ f a p ^

I E l e k t r o d y ф 16mm (Fe). —- K i e r u n k i prz ept ywu prą du elektr. Z as ypka z piasku.

Ш Relikty.

ш 'Ściany i dno wykopu

P R Z d K R cS -J

P R Z C K f S d J B>“ G>

P R Z E K R C Ó -J

C 2 - C 2

P R Z £ K R Ö J - Я -

P R Z d K R C Ó - J В - В

£fap /7.

Æ a r t / wkręcane w grunt. Rury formowane w piasku. 4

Prętu e le k tr o d o w e <p 16** J — , „ — .. — . ф 26 mm I

Krata elektrod, ф

16

mm

T

— „ ---•»— ф 2 6 mm »■

Kier. prądu przy powierzchni.

— , , — w gtębi. Z a s y p k a z p ia s k u .

Ryc. 151. Katedra poznańska — obsypka piaskowa jednego z re­ liktów. Na zdjęciu widoczne są w piasku otwory do wlew ania

roztworów chemicznych.

objął zesk alen ie w szy stk ich zab y tk ó w ja k o całości. P ra c ę podzielono znów na dw ie części. Część p ie rw sza d otyczyła fra g m e n tó w pow ierzch n io w y ch i d ru g a podziem nych. T ok p o stęp o w a n ia p ra c p ow ierzchniow ych podobny b y ł do ro ­ bót e ta p u pierw szego z tą ty lk o różnicą, że każdy z obiektów zabezpieczenia zesk alan o osobno. Po p rz y k ry c iu re lik tó w w a rstw ą p iask u gru b o ści około 40 cm, potw orzono p ry zm y w k ształcie m ogił, k tó re zlew ano szkłem w o d n y m 25°Bé i ch lo rk iem w a p n ia 10°Bé. K ażd ą z p ryzm okolono n a g ó rn ej p o ­ w ierzchni rzędem e le k tro d (prętów ) k ró tk ic h , zaś u stopy s k a rp długich (do głęb. 3,5 m) w o d stępach co 0,4— 1,2 m. R oztw ory szkła w o d n eg o i ch lo rk u w ap n ia w lew an o kolejno, porcjam i, w pew n y ch o d stęp ach czasu do w g łęb ień

ф

5 cm n a k łu ty c h ostro zakończonym i ru ra m i (ryc. 151). S to ­ su n ek objętościow y p o rc ji szkła w odnego do ch lo rk u w ap n ia p rz y ję to ja k 1 : 1

D olny rząd p rę tó w w b ity ch w okół p ry zm y i gó rn e p rę ty w k o ro n ie p r y z ­ m y były e le k tro d a m i u jem n y m i, a stalo w e k ra ty w łożone poziom o w p iasek n a w ysokości 10— 15 p o n ad relik ta m i, e lek tro d am i dodatnim i.

W lew y ro ztw o ró w o d b y w ały się p rzy rów noczesnym p rz e p ły w ie p rą d u elektrycznego. N asycanie trw a ło ta k długo, dopóki o bserw ow ano w sią k a n ie płynów .

W części d ru g ie j d ru g ieg o eta p u ro b ó t m iały m iejsce p race w g łę b n e (głęb. 3 m), p o leg ające n a łącznym z e sk a lan iu g ru n tu i podziem n y ch części re lik tó w . M usiano tu zastosow ać r u ry p e rfo ro w a n e w b ite pionow o, lu b skoś­ nie, w o d stęp ach co 0,7 do 1,0 m n a głębokość 3,0 m. R u ry p o łączone b yły gum ow ym i w ężam i ze zb io rn ik am i, w k tó ry ch z n ajd o w ały się ro ztw o ry . N asycanie o dbyw ało się w k ie ru n k u od dołu do g ó ry p rzez sto p n io w e p o d

-Ryc. 152. Zamek w K órniku — rozmieszczenie rur żelaznych do nasycania gruntu roztworami chemicznymi.

c ią g a n ie r u r (co 1 m). W lew y ro z tw o ró w o stężen iac h ta k ic h ja k w l~szej części ro b ó t n a stę p o w a ły k o lejn o p o rc ja m i po 50 litró w , aż do całkow itego n asy c e n ia g r u n tu i re lik tó w . R u ry w lew o w e dołączono do b ie g u n a d o d a t­ niego, p rę ty i k r a ty do u je m n e g o . P r ą d e le k try c z n y przepuszczono w czasie n asy can ia i po zak o ń czen iu w lew ó w , w o k resie tzw . suszenia (około tygo­ dnia).

P ra c e tr w a ły od 13 s ie rp n ia do 21 g ru d n ia 1953 r. z p rz e rw ą od 12 w rześn ia do 15 p a ź d z ie rn ik a.

Z e sk a la n ie re lik tó w w y k o n y w a ł zespół p ra c o w n ik ó w I n s ty tu tu B u d o w ­ n ic tw a W odnego P A N w G d ań sk u .

D ru g im zab y tk o w y m o b iek tem , k tó ry zabezpieczono m eto d ą zesk alan ia b y ł zam ek w K ó rn ik u , z b u d o w a n y w X V w iek u . T u zag ad n ien ie różniło się od p o p rzed n ieg o . Z am ek, p o sad o w io n y n a d re w n ia n y m ruszcie palow ym , p rz e trw a w szy k ilk a w ieków , zaczął w la ta c h o sta tn ic h u leg ać in te n sy w n e m u o siad an iu , k tó re d o p ro w a d ziło do g roźnego sp ę k a n ia ścian i sk lep ień tej p ięk n e j i cen n ej b u d o w li (ryc. 153 i 154). N ajw ięk sze z a ry so w an ia p o k az ały się w części p ó łn o cn o -w sch o d n iej. Szczegółow e b a d a n ia d o p ro w ad ziły do w n io ­ sku, że p rzy c z y n ą tego s ta n u rzeczy b y ło o bniżenie się poziom u w ody g r u n ­ tow ej, co z k olei pociąg n ęło za sobą w y n u rz e n ie się z w ody g ó rn ej części ru s z tu fu n d am e n to w eg o , jego gnicie, a n a s tę p n ie o siad an ie b udow li. N ieró w ­ n o m iern eg o o sia d an ia n ale żało d o szu k iw ać się w n ie k o rz y stn y m u k ład zie geo­ logicznym i n ie je d n a k o w e j m iąższości w a rs tw g ru n to w y c h . F u n d a m e n ty z am k u p osadow ione b y ły w g ru n c ie n asy p o w y m , pod k tó ry m n a głębokości 3 m z n a jd o w a ła się k lin o w a w a rs tw a p iaszczy sto -żw iro w a.

P o n ie u d a ły c h p ró b a c h zab ezp iecz en ia b u d o w li p a la m i W olfsholz’a (1948 r.) p rz y ję ta z o stała m eto d a prof. C eb e rto w ic z a (1952), k tó re j p ro sty m założeniem było zesk a len ie g ru n tó w łączn ie z ru sz te m fu n d a m e n to w y m . W edług p rz e w i­

d y w a ń nasycenie ro z tw o ra m i ch em ic zn y m i p o w in n o było zw iększyć nośność g ru n tó w i p rz e rw a ć p ro cesy biochem iczne, niszczące d re w n o ru sztu .

P rz e b ie g p ra c zabezpieczających b y ł n a stę p u ją c y : do n asy c a n ia użyto ro z tw o ró w szkła w odnego o stę ż e n iu 25— 30°Bé i c h lo rk u w a p n ia 10°Bé. Do m e tra sześciennego g r u n tu piaszczystego w p ro w ad zo n o po 160 litró w każdego z ro ztw o ró w . W p rz e w a rstw ie n ia c h żw iro w y ch p o rc je w y n o siły po 180 litró w , w w a rstw a c h g lin ia sty c h i m u łk a c h ty lk o po 140 litró w . P o n iew a ż m u sian o p raco w ać w p iw n icach , r u r y ( 0 2 cale) b y ły sk ła d a n e z k ró tk ic h o dcinków 0,8— 1,5 m. G łębokość w bicia r u r w y n o siła około 3,0— 3,5 m poniżej stopy fu n d a m e n tó w , ro zsta w 0,7— 0,8 m. K u ry rozm ieszczano rzęd am i, opasującym i o b u stro n n ie fu n d a m e n t każdej ścian y (ryc. 152), s ta r a ją c się a b y ich odległość od k ra w ę d z i fu n d a m e n tó w b y ła ja k n a jm n ie jsz a (około 40 cm). O bok co d ru g ie j r u r y w b ija n o e le k tro d y p rę to w e 0 22 m m i długości 5,6 m. Po w p ro w a d z e n iu w g ru n t p rzez k ażd ą r u r ę 70— 90 litró w szk ła w odn eg o i ta - k ie jż e ilości ro z tw o ru c h lo rk u w a p n ia r u r y d o b rze przeczyszczano, i o b r u ­ szano po czym w lew an o d alsze po rcje. P o c a łk o w ity m n a sy c e n iu d an ej w a r ­ s tw y g ru n tu , podciągano ru r y o 1 m e tr w górę. A n o d a m i w czasie trw a n ia w lew ó w b y ły ru r y n asy cające, k a to d a m i — stalo w e p rę ty . O gólne n ap ięcie p rą d u elek try czn eg o (stałego) w ynosiło około 90— 100 V. S u szen ie trw a ło od 6— 10 dób. W ty m czasie b ieg u n y p rą d u zm ieniano co 6 godzin.

Szkło w odne (sodowe) d o s ta r­ czono n a m iejsce ro b ó t c ię ż a ro ­ w ym i sam o ch o d am i w c y stern ach o p o jem n o ści 3000 litró w . S ta m ­ tą d p rzep o m p o w y w an o je do p o ­ do b n y ch zb io rn ik ó w , u staw io n y ch n a p lacu b udow y. C h lo rek w a p ­ n ia sp ro w a d z a n o w p o staci k r y ­ staliczn ej (p łatk i) w b la sz a n y c h b eczkach w ag i 130 kg. R ozcień­ czanie obu sk ła d n ik ó w o d b y w ało się w sześciu z b io rn ik a c h (poj. 1000 litró w każdy) u staw io n y ch n a d re w n ia n y m ru sz to w a n iu o w y ­ sokości 3 m . W odę d o starczan o p ro w izo ry czn y m ru ro ciąg iem . R oz­ cieńczone ro z tw o ry d o p ro w ad zan o w ężam i g u m o w y m i 0 2,5— 4 cali do 4 b a te rii rozdzielczych, z k tó ­ ry c h k ażd a p o sia d a ła po 10 w y lo ­ tó w z a m y k an y ch w ła sn y m i z a ­ w o ram i.

Od każdego w y lo tu w iódł k ró tk i, 10-m etro w y w ąż gum o w y , p o łączony z r u r ą n asy cającą.

N a jp ie rw w zm ocniono ze­ w n ę trz n e ścian y p o łu d n io w ą i w sc h o d n ią w ra z z w ieżą, p o tem g łó w n y m u r śro d k o w y od stro n y Ryc. 153. Zamek w K ó rn ik u pęknięcia w sch o d n iej, m u r w e w n ę trz n y od

ze-Rye. 154. Ogólny widok zamku kórnickiego.

w n ę trz n ą zachodnią. P o zo stałe m u ry w e w n ę trz n e (poprzeczne) w zm acn ian o k olejno, p o su w ając się od s tro n y w schodniej k u zachodow i. O gółem w b ito 2367 m b. r u r i 1016 m b. p rę tó w stalow ych. O bjętość zeskalonego g ru n tu w y ­ nosiła 2800 m 3. Z użyto 190 to n szk ła w odnego i 40 ton ch lo rk u w ap n ia.

P o w y k o n a n iu w zm ocnienia podłoża nie stw ierd zo n o ża d n y ch dalszych osiadań fu n d am e n tó w .

Z końcem r. 1954 n a te re n ie p o w ia tu Ś ro d a W ielkopolska p o d jęto p ra c e podobne do w y k o n an y ch w zam k u K ó rn ick im . W m iejscow ości G iecz za­ chow ał się m a ły kościół ro m ań sk i, pochodzący z X II w iek u (ryc. 155). O d­ b u d o w an o go w la ta c h 1952— 53, w y k o n u ją c szereg p ra c w zm acn iający ch m u ry (zastrzy k i cem entow e), p o z a k ład an o u sz ty w n ia ją c e żelb eto w e ele m e n ty k o n stru k c y jn e (słupy, w ieńce) podniesiono ścian y o w ysokość 1,60 m. itd P ra c e te n ie u c h ro n iły k o śció łk a od zu p ełn ie n iep rzew id zian y ch , n ie ró w n o ­ m iern y ch osiadań, k tó re, ja k to zw y k le byw a, p o cią g ają za sobą p o ch y lan ie się i p ę k a n ie ścian i in n y c h części k o n stru k c y jn y c h b u d y n k u . P o czątk o w o niezn aczn e p ęk n ięcia i ry sy m u ró w ab sy d y zaczęły się coraz b ard ziej p o ­ w iększać, zm u szając do sto so w an ia d o raźn y ch zabezpieczeń (przypory). Do­ k ła d n e oględziny zagrożonego b u d y n k u i b a d a n ia g ru n tu d o p ro w ad ziły do w niosku, że n a d m ie rn e o sia d an ie ab sy d y m a p rzy czy n ę w złych w a ­ ru n k a c h o d w o d n ien ia pow ierzch n io w eg o o bszaru, otaczająceg o kościół. O p a ­ dy a tm o sfery czn e, sp ły w a ją c e z d ac h u i o k alająceg o te re n u , g ro m ad ziły się w n ie w ielk im w k lęśn ięciu te re n o w y m w ła śn ie tu ż koło m u ru absydy, m a ­ jąc d o sk o n ałą o k azję do n a w a d n ia n ia d ro b n o i śre d n io z ia rn isty c h p iask ó w , stan o w iący ch podłoże p ły tk ic h i słab y ch fu n d a m e n tó w tej części kościoła.

Z p rz e k ro ju geologicznego w y n ik ało , że do głębokości 4,0 m od po­ w ie rzch n i te re n u za le g a ją g r u n ty piaszczyste, sp o czyw ające n a stro p ie glin piaszczystych. Poziom w o d y g ru n to w e j n o to w a n o n a głębokości 3,5 m. W ta k ic h w a ru n k a c h g ru n to w y c h d la zw ięk szen ia nośności g ru n tu w y d a ło

się n a jb a rd z ie j celow e zasto so w an ie m eto d y zesk alan ia. Z in ic ja ty w y U rzędu K o n se rw ato rsk ieg o w P o z n a n iu In s ty tu t B u d o w n ictw a W odnego w G d ań sk u p rz y stą p ił do p ra c w d ru g im p ółroczu 1954.

Z godnie z p ro je k te m , dla n asy c en ia g ru n tu ro ztw o ram i, po obu stro n a c h fu n d a m e n tó w ab sy d y w b ito 2 rzęd y r u r do głębokości około 3,5 m (ryc. 156). R ozstaw r u r w y n o sił 1,0 m . E le k tro d a m i b y ły p rę ty stalo w e śre d n icy 20 m m , w b ite o 0,5 m głębiej od ru r. W czasie n a sy can ia ru r y p o d łączano do b ieg u n a dod atn ieg o , p rę ty do u je m n eg o i n a d a w a n o ta k i k ie ru n e k p rz e ­ p ły w u p rą d u e lek try czn eg o , k tó ry p o m ag ałb y w p rz e n ik a n iu ro ztw o ró w pod fu n d a m e n ty ścian absydy. O gólne n ap ięcie stałeg o p rą d u elek try czn eg o , do starczan eg o p rzez p rą d n ic ę nie p rz e k ra cz a ło 60 W olt. S tężen ie ro ztw o ró w chem icznych w ynosiło dla szkła w odnego 25°Bé, d la c h lo rk u w a p n ia 10°Bé- D la u z y sk an ia pełn eg o n a sy c en ia 1 m 3 g ru n tu zużyto po 160 litró w każdego roztw oru. N asy can ie rozpoczynano od w a rstw g ru n to w y c h n ajn iż ej położo­ nych, p o stę p u ją c stopniow o k u górze. T ak ja k to zaw sze b y w a w p ro cesie ze­ sk a la n ia po zak o ń czen iu n a sy cen ia g ru n tu n a stą p ił 7 dn io w y okres suszenia,

w k tó ry m k o rz y sta n o z e le k tro d p rę to w y c h , zm ien iając co 6 godzin k ie r u ­ n e k p rz e p ły w u p rą d u elek try czn eg o .

N a zakończenie n ależy w spom nieć o w y k o n y w an y ch w I.B.W . w G d a ń ­ sk u p ró b ach p e try fik a c ji o dłam ków d re w n a , pochodzących z w y k o p alisk . M iały one c h a ra k te r w y łączn ie la b o ra to ry jn y . M im o to n a p o d staw ie u zy s­ k a n y c h w y n ik ó w m ożna w y razić pogląd, że k o n se rw a c ja p rzed m io tó w d r e ­ w n ian y ch o w y m iarze długości sięg ający m n a w e t rzęd u k ilk u m e tró w m oże b yć z pow odzeniem d o k o n y w an a w w a ru n k a c h la b o ra to ry jn y c h .

P ró b k i d re w n a z w y k o p a lisk zesk a lan e (m um ifikow ane) w In sty tu c ie B u d o w n ictw a W odnego w G d ań sk u b y ły n iew ielk ich ro zm iaró w , ich d łu ­ gość n ie p rz e k ra c z a ła 20 cm. Z asad n iczy m celem dośw iadczeń In s ty tu tu

Ryc. 155. Kościół romański z XII w. w Gieczu.

Ryc. 156. Kościół w Gieczu — elektrody rurowe wbite w grunt wokół spękanych ścian absydy.

było zn alezien ie odpow iedzi n a p y ta n ia , czy d rew n o jak o m a te ria ł p o ch o d ze­ n ia organicznego m oże być z e sk ala n e m eto d ą p ro f. C ebertow icza, a je śli ta k , to w ja k im sto p n iu polepszą się w łasności d re w n a i czy ich zm ian y są trw ałe.

Do b a d a ń uży to suchego d re w n a sosnow ego pochodzącego z w y k o p alisk z B isk u p in a i G d ań sk a oraz m ą te w k i z B isk u p in a. R o ztw o ram i n asy cający m i b y ły szkło w odne i c h lo re k w a p n ia o ró żn y ch stężeniach. N ie k tó re p ró b k i n asy can o p rzez z a n u rz a n ie ich w ro z tw o ra c h (ryc. 157), in n e obsypyw ano u p rzed n io p iask iem (ryc. 158), n a p o d o b ień stw o re lik tó w K a te d ry P o zn ań sk iej.

M etodą z a n u rz e n ia zm u m ifik o w an o m ą te w k ę z B isk u p in a. U m ieszczono ją w n ie w ie lk im n acz y n iu (o w y m ia ra c h 1 0 X 9 X 1 5 cm) z ro z tw o re m szkła w odnego o stęże n iu 30°Bé( w k tó ry m z a n u rzo n e b y ły 2 e le k tro d y żelazne. N apięcie w łączonego p rą d u ele k try c z n e g o w ynosiło 6 W olt. P o 2 godzinach szkło w odne w n acz y n iu zastąp io n o ch lo rk iem w ap n ia (10°Bé) i p rze z d a l­ sze 2 godziny przep u szczan o p rą d o n a p ię c iu 2— 4 W olt. C ały op isan y zabieg p o w tórzono jeszcze raz, lecz w czasie nieco dłuższym (2X 3,5 godzin), n a ­ stę p n ie m ą te w k ę w y ję to i po o p łu k a n iu pozostaw iono ją przez dobę n a w olnym p o w ie trz u d la p rzesch n ięcia. P ó źn iej w ciągu 7 godzin jeszcze suszono ją ele k try c z n ie (elektroosm oza) n a p ły tc e a lu m in io w ej, k tó ra b y ła e le k tro d ą u je m n ą. G ó rn e k ońce m ą te w k i ow in ięto d ru te m m iedzianym , łącząc go do b ieg u n a d o d a tn ieg o (napięcie p rą d u 30 W olt). N a ty m m u m ifi- k a cję m ą te w k i zakończono. P o ty g o d n iu m ą te w k a sta ła się ta k tw a rd a , że n acisk poznokcia n ie p o zo staw iał n a n iej żadnego ślad u . M ą te w k a z n a jd u je się w chw ili obecnej w zb io rach I n s ty tu tu B u d o w n ic tw a W odnego P A N w G dańsku. Po u p ły w ie 5 la t n ie w y k a z u je żad n y ch zm ian, poza u z y sk a ­ niem jeszcze w iększej tw ard o ści. Z re sz tą o stateczn a ocena jak o ści m u m ifik acji w ty m p rz y p a d k u m u si należeć do archeologów , dla k tó ry c h m ą te w k a je st w każdej chw ili dostępna.

* 1 Ryc, 157. L a b o r a to r y jn e z e sk a la - n ie d r e w n ia n e j m ą te w k i z B i­ sk u p in a . R ys. J , N o w iń sk i. R yc. 158. L a b o r a t o r y jn e z e s k a la n ie k a w a ł­ k ó w z a b y tk o w e g o d r e w n a z w y k o p a lis k g d a ń s k ic h . R y s. J . N o w iń sk i.

M etoda zeskalania w piasku je st również bardzo prosta. Aby ją w y ­ próbow ać w ykonano doświadczenie z dwoma próbkam i drew na z B iskupina o w ym iarach około 8 X 8 X 3 ,5 cm. D rew ienka umieszczono w szklannej w a ­ nience o długości 32 cm na lekko ubitej w arstw ie piasku grubości 1,5 cm (ryc. 158). E lektrody mosiężne ustaw ione na krań cach dłuższego w ym iaru w anny znajdow ały się w jednej linii z próbkam i drew na. Po zasypaniu próbek piaskiem tak, aby przyk rycie wynosiło 1,5 cm, w lano najp ierw 400 cm8 roztw oru szkła wodnego 20°Bé, a n astęp nie tyleż cm3 roztw oru chlorku w apnia o gęstości 6°Bé, w łączając równocześnie p rąd elektryczny o napięciu 3—5 W o lt W lewy roztw orów trw a ły 5 godzin (porcjam i po 30 cm3), elektryczne suszenie 4 doby.

P róbki w yjęte z piasku przesuszono ostatecznie n a wolnym pow ietrzu. Stw ierdzono znaczne stw ardnienie drew na. Dziś m ożna w yrazić pogląd, że wzmocnienie drew na jest trw ałe. W ciągu 5 lat nie dostrzeżono bowiem żadnych deform acji próbek, ani objaw ów psucia się.

T rudno jest n a podstaw ie sam ych tylko badań laboratoryjny ch wypo­ wiedzieć się zdecydowanie, czy w odniesieniu do d re w n a m etoda zeskalania znajdzie praktyczne zastosow anie na dużych obiektach w ykopaliskow ych w terenie. P otrzebne są tu dalsze doświadczenia w skali terenow ej, które pozwoliłyby opracować i w ypróbow ać właściw ą m etodykę zeskalania. To samo dotyczy odwilgocania m urów . Teoretycznie zagadnienia te są najzu­ pełniej możliwe do rozwiązania, tak jak rozw iązano je w odniesieniu do gruntów s.

3 A r ty k u ł o p ra c o w a n y zo sta ł n a p o d s ta w ie m a te r ia łó w Z a k ła d u Z ja w is k E le k tî'o k in e ty c m y c h w G ru n c ie — I n s ty tu tu B u d o w n ic tw a W o d n eg o P A N w G d a ń ­

sk u .