Несмотря на значительные успехи в понимании причин разложения камней, складывается впечатление, что гораздо меньший прогресс был достигнут в оказании помощи хранителям памятников природы в решении ряда давних проблем сохранения.
Комментарии исследователей также подчеркивают главный парадокс в консервации: прогресс неизбежен, время и элементы неуклонно сказываются на культурном наследии, а возможности для действий, направленных на сохранение истории для будущих поколений, ограничены.
- Каменный распад.
Ухудшение состояния камня знакомо всем, кто внимательно присматривался к историческому каменному зданию или памятнику. Хотя есть несколько камней, которые, как представляется, мало подвержены влиянию многовекового воздействия погоды, большинство камней претерпевают постепенное и эпизодическое ухудшение. Это не имеет большого значения, является ли камень необработанной частью массивной стены. Однако для полной утраты первоначального замысла скульптора не требуется значительного ухудшения качества резного камня.
Значительная часть мирового культурного наследия построена из камня, и оно медленно, но неуклонно исчезает. Если человечество хочет хоть что-то сделать для уменьшения или предотвращения потери нашего наследия, то необходимо сначала дать характеристику многим камням, вовлеченным в этот процесс. Также нужно описать распад и измерить его масштабы, тяжесть и скорость. Затем необходимо понять причины и механизмы распада. Только тогда уже можно надеяться понять поведение того или иного камня в данной среде.
- Характеризующий камень.
Литература полна статей, посвященных характеристикам камней. Соберите все материалы конференции, и вы найдете множество статей, в которых сначала описывается ситуация и история того или иного памятника, а затем излагаются физические свойства камней, о которых идет речь. Будут даны петрологические описания с последующими измерениями поверхностной твердости, пористости, капиллярности, гиогенного и теплового расширения, распределения размеров пор, механической прочности, скорости звука, устойчивости к кристаллизации соли и так далее.
Фотоснимки неизменно будут делаться на сканирующем электронном микроскопе и, в хорошем случае, возможно, с помощью энергодисперсионного рентгеновского анализа. С какой целью? Эта информация, несомненно, будет представлять интерес для тех, кто заботится об этом конкретном памятнике, но она будет иметь сомнительное значение для более широкой аудитории, если только свойства камня не будут связаны с его эксплуатацией.
На данном этапе месторождению необходимо перейти от базовой характеристики к лучшему пониманию поведения материала и техническому обслуживанию, необходимому для поддержания долгосрочной производительности.
Большинство методов характеризации хорошо зарекомендовали себя. Многие из них обобщены Робертсоном, а также Борелли, Урландом и Сваном. Adams и MacKenzie предоставляют полезный атлас петрографических разрезов, а более поздние петрографические атласы и приложения микроскопии поляризованного света для сохранения строительных материалов представлены Bläuer, Kueng и Reedy.
В процессе характеризации камня важно понимать, что, х некоторые камни имеют похожий состав, но их поведение может иметь мало общего. Например, истрийский камень, леччий известняк и каррарский мрамор являются карбонатными материалами, но их контрастные режимы разрушения больше зависят от их пористости, формы пор, распределения размеров пор и размера зерна, чем от химического состава.
Одно деление типов камней основано на процентном и относительном соотношении поровых и трещинообразных пустот. Второе деление может быть сделано на основе степени набухания камня, а третье деление на прочность. Последующие разделения, основанные на составе, структуре и однородности, позволяют проводить дальнейшие различия, но они могут быть менее важными при оценке общей эффективности, чем первые три. Камни с высокой пористостью, высокой скоростью набухания и низкой прочностью, как правило, являются относительно плохими строительными материалами.
Обзор взаимосвязи между структурой пор и другими характеристиками камня представлен Буржесом и другими учеными. Gauri и Bandyopadhyay рассматривают интерпретацию данных ртутной порозиметрии и приводят ряд фундаментальных документов по определению структуры пор. Анализ положительной корреляции между фрактальным размером, поверхностью пор камня и степенью естественного выветривания показал, что увеличение поверхностного фрактального размера является более точным дескриптором степени выветривания, чем распределение размеров пор.
- Описывая распад.
Разложение камней принимает различные формы. Камень может постепенно выветриваться, оставляя после себя звуковую поверхность; иногда большие объемы камня могут исчезнуть за один эпизод. Иногда поверхность вспыхивает волдырями, иногда камень теряет целостность и просто рассыпается. Иногда камень может выглядеть идеально звучащим для невооруженного глаза, а под поверхностью утратил свое сцепление. Одной из проблем, присущих обсуждению распада камней, является поиск общего языка.
Вывод:
За последние пятнадцать лет экспертные системы постоянно выходили из моды, однако необходимость учета экспертного опыта и суждений становится все более острой, учитывая большое число специалистов по сохранению наследия, приближающихся к пенсионному возрасту.
Компания Fitzner разработала важную классификацию форм выветривания в качестве основы для картирования износа фасадов зданий. Эта система была также представлена в тематических исследованиях. Такие сложные системы подвергались критике за количество измеряемых параметров, а также за соображения стоимости и необходимость в обширной подготовке. Классификация Fitzner признает девятнадцать различных форм выветривания и позволяет определить степень тяжести каждого из них на основе визуального контроля.
Аналогичные, но более простые системы описаны в работах Масса, Нальдини, Рорро и Вергес-Бельмин. Зезза использовал цифровую обработку изображений для картирования различных форм распада поверхности. Начиная с фотографий и другой неразрушающей информации, такой как ультразвуковые измерения, создаются ложные цветные изображения, идентифицирующие конкретные формы распада.
В следующих статьях подробнее раскроем тему распада камней.