Обработка дерева при реставрации
Химические материалы в реставрации дерева.
1.ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕСТАВРАЦИИ ДЕРЕВЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ.
Дерево было практически первым материалом, который использовал человек. Поэтому в реставрационной практике дерево встречается в зданиях и сооружениях, при археологических раскопках („сухое» и „мокрое»), как основа различных предметов искусства (скульптура, деревянная основа для живописи, резьба по дерегву, мебель и т. д.). Дерево как органический материал подвержено старению и воздействию различных разрушающих факторов, из которых основными являются биологические . Поэтому практически во всех случаях реставратор имеет дело с частично разрушенным деревом, т.е. материалом с измененными прочностными и структурными характеристиками, в большей или меньшей степени зараженным грибами и дереворазрушающими насекомыми. Со временем изменяется и химический состав древесины, а из-за разрушения структуры сильно повышается водопоглощение. Так, максимальное содержание воды в простоявшей в воде древесине в зависимости от степени ее разрушения меняется в пределах 120-600%.
Процессы, связанные с реставрацией объектов или предметов из дерева, имеют несколько направлений: очистка поверхности, в случае мокрой древесины — обезвоживание или замещение воды, антисептирование, огнезащитная обработка, глубинная пропитка консервантами, защитная и декоративная обработка поверхности. При этом используются растворы консервантов в воде или органических растворителях. Количество поглощенного консерванта зависит от степени разрушенности древесины и свойств поглощаемого материала. При поглощении растворов полимеров наблюдается постепенное проникновение раствора в структурные элементы древесины, причем полимер отстает от фронта растворителя. После завершения пропитки происходит перераспределение полимера между раствором в межклеточном пространстве и структурными элементами древесины — древесина постепенно обогащается более высокомолекулярными фракциями полимера, что положительно сказывается на физико-механических свойствах образующегося композита. Это определяет желательность длительной пропитки древесины с целью более глубокого проникновения консервантов в структуру древесины.
Знание кинетики пропитки и зависимости поглощаемого количества консерванта от свой ств др евесины позволяет рассчитать время, необходимое для создания оптимального защитного слоя, и глубину пропитки.
Распределение водорастворимых антисептиков, антипиренов между раствором и древесиной при ее погружении в раствор практически не зависит от концентрации солей в растворе и близко к единице. В случае полимерных растворов имеет место зависимость поглощения от концентрации полимера, его молекулярной массы и наличия функциональных групп, способных взаимодействовать с активными центрами образующих древесину веществ. Как правило, необходимо использовать высококонцентрированные (5-20%-е) растворы полимеров.
2.ДЕРЕВО В ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ
В зданиях и сооружениях дерево может служить основным строительным материалом, из него часто изготовлены различные конструкционные или декоративные детали. Чтобы сохранить для будущего частично разрушенную древесину исторических зданий, необходимо обеспечить защиту от биоразрушителей и возможных возгораний, придать древесине механическую прочность, достаточную для несения основной конструкционной нагрузки.
ОГНЕ — И БИОЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ
Древесина исторических зданий и сооружений в большей или меньшей степени поражена комплексом био разрушителей, способствующих ее разрушению. Сильно страдают сооружения из дерева и от пожаров.
Обычно для зданий и сооружений из дерева мероприятия по био- и огнезащите проводят одновременно. При этом если борьба с био разрушителями и возможностью пожаров в новых или новодельных зданиях осуществляется достаточно просто, то предотвращение возгораний и приостановление развития биоразрушителей в зданиях из частично разрушающей древесины, особенно при условии их музеефикации, — сложная задача, поскольку требуется обеспечить безопасность обслуживающего персонала и посетителей.
Введение в древесину защитных и укрепляющих средств может осуществляться с разборкой и без разборки сруба здания. При полной разборке зданий и сооружений появляется возможность тщательного осмотра всех бревен и деревянных деталей. Выявляются места полного разрушения древесины, наличие гнили и пустот, прикрытых внешним слоем здоровой на вид древесины. Все бревна, пораженные грибами или бактериями, изъеденные личинками насекомых, маркируют и откладывают для последующего удаления участков разрушенной древесины и протезирования. Остальные бревна направляют на пропитку.
Бревна с выявленными участками разрушенной древесины подвергают механической обработке. Гнилую и трухлявую древесину удаляют из бревен стамесками, долотом, щетками и кистями. Древесную пыль можно удалить с помощью пылесоса. В вычищенное место вставляли протез-врубку, который должен быть подогнан таким образом, чтобы после его установки не требовалась механическая обработка. Места в которые устанавливать протез-врубку нецелесообразно, можно заполнить массой, приготовляемой из древесных опилок и мочевиноформальдегидного или кремнийорганического связующего.
Все способы глубинной пропитки древесины длительны. Пропитку бревен и деревянных конструкций полностью разобранного здания можно проводить в ваннах или в автоклавах. Наиболее удобными являются ванны из разрезанных вдоль стальных труб диаметром 1,3–1,5 м с приваренными днищами. В этом случае легко осуществляется слив отработанного раствора, для чего к нижней части ванны приваривается патрубок с краном. Для защиты от коррозии внутренние поверхности ванны покрывают лаком КО-921 или органосиликатным материалом ВН-30 с отвердителем — тетрабутоксититанатом (2 %), АГМ-3 (1 %) или силазаном МСН-7 (20%).
При обработке зданий без разборки применяется метод прерывистого орошения. Бревна пропитывают в радиальном направлении путем нанесения раствора до насыщения и дают выдержку, в течение которой происходит диффузия раствора не только в глубь массива древесины, но и в ее структурные элементы – полости и стенки клеток. Затем следует повторное нанесение раствора, выдержка и еще 2-3 цикла. Особенно тщательно необходимо обработать торцы бревен. Их обрабатывают в каждом цикле до полного пропитывания древесины консервантом. При условии высокой радиальной трещиповатости старых бревен пропитка практически всего объема бревна при таком методе обработки достигается за 2–3 недели.
При устойчивой и сухой погоде через 10–15 сут после обработки водными огн е- и биозащитными растворами сруб в основном просыхает, и можно приступить к следующей операции – гидрофобизирующему укреплению растворами полимеров.
Наиболее распространены огнезащитные составы на основе фосфата и сульфата аммония. Хорошим огнезащитным действием обладают соединения бора — бура (тетраборат натрия), борная кислота и их смеси. Необходимо учитывать, что при изменении соотношения бура: борная кислота меняются растворимость смеси и свойства раствора. Оптимальное соотношение бура : борная кислота — 1,54:1. В этом случае в растворе образуется сильнорастворимый пентаборат натрия и растворимость смеси при 20 °С достигает 30%. Ниже приведены рецептуры огнезащитных растворов на основе буры и борной кислоты, которые проявляют также хорошее антисептическое действие, ч. (масс.):
Источник