Научная статья на тему 'Минералого-литологические особенности песчаника и процессы его деструкции в городской среде (на примере фасада Музея А. Штиглица)'

Минералого-литологические особенности песчаника и процессы его деструкции в городской среде (на примере фасада Музея А. Штиглица) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
399
86
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МУЗЕЙ ШТИГЛИЦА / РАЗРУШЕНИЕ ПЕСЧАНИКА / КАРЬЕР МАЛАЯ РАКОВИЦА / РЕСТАВРАЦИЯ / MUSEUM OF STIGLITZ / WEATHERING OF SANDSTONE / QUARRY MALE RACKOWICZKI / RESTORATION

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Савченок Антон Ильич, Булах Андрей Глебович, Крыза Ришард, Элинг Ангела

В архитектуре Санкт-Петербурга установлено около 30 зданий, в декоре и облицовке фасадов которых использован песчаник. В статье излагаются результаты исследования, связанного с задачами возможной реставрации фасада Музея Штиглица (построен в 1895-1896 годах) Исследование включало минералого-литологическое изучение песчаника из фасада здания и предполагаемых месторождений его добычи для установления точного места добычи камня и подбора реставрационного сырья. В то же время, было произведено выявление процессов деструкции и форм деструкции песчаника путем натурного обследования фасада и составления схемы материалов и дефектов, а также был определен состава темноцветных корок, развивающихся по песчанику. При реставрации фасада Музея Штиглица совершенно необходимо использовать песчаник из карьера Малая Раковица. Это обеспечит сохранение авторского оригинального материала и тоже его поведение в городской среде. Карьере разрабатывается до сих пор. Кроме того, применение песчаника из карьера Шмилув для проведения реставрационных работ считается авторами недопустимым вследствие более рыхлой структуры песчаника отмеченной при петрографическом изучении. Составленные схемы дефектов позволяют оценить состояние облицовки фасада, выполненной из песчаника, как хорошее. Темноцветные корки, развивающихся по поверхности песчаника состоят в основном из гипса с примесью сажи, а также химических соединений с высокими содержаниями свинца, стронция и меди. Библиогр. 10 назв. Ил. 8. Табл. 5.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Савченок Антон Ильич, Булах Андрей Глебович, Крыза Ришард, Элинг Ангела

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Mineralogical and lithological features of sandstone and processes of its destruction in city environment (on the the example of Stiglitz Museum facade)

The results of the investigation concerned with the problems of feasible restoration of Stiglitz Museum facade (built in 1895-1896) are presented. Sandstone from Stiglitz Museum facade was investigated. Its deposit place was determined. Weathering processes of sandstone in the facade were investigated and the main weathering forms and the places of their localization on the facade were mapped. Recommendations for restoration works were made.

Текст научной работы на тему «Минералого-литологические особенности песчаника и процессы его деструкции в городской среде (на примере фасада Музея А. Штиглица)»

УДК 902;721.011

А. И. Савченок, А. Г. Булах, Р. Крыза, А. Элинг

МИНЕРАЛОГО-ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПЕСЧАНИКА И ПРОЦЕССЫ ЕГО ДЕСТРУКЦИИ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ (НА ПРИМЕРЕ ФАСАДА МУЗЕЯ А. ШТИГЛИЦА)

Введение

Песчаник из Польши и Германии является традиционным для европейских стран природным строительным и архитектурно-декоративным материалом. Самые известные примеры—это сплошная облицовка таким камнем здания Бундестага (бывшего Рейхстага), Бранденбургских ворот и кафедрального собора в Берлине.

Во второй половине XIX века песчаники из этих же месторождений поставлялись в Санкт-Петербург. В Петербурге нами выявлено около 30 зданий, в декоре фасадов которых использован этот камень [1, 2, 3]. В исторических справках по архитектуре Петербурга всегда используются географические названия песчаников — штутгартский, бременский, вюртембергский, радомский, куновский, шидловецкий и другие. К сожалению, эти названия являются торговыми и не указывают на точные места добычи камня, которые важно знать при проектировании реставрационных работ.

Ниже излагаются результаты исследования, связанного с задачами будущей реставрации фасада Музея технического рисования барона А. фон Штиглица (Соляной переулок, дом № 15). Для проведения реставрационных работ будет необходим песчаник для замены отдельных блоков и выполнения вставок. Это обстоятельство требует знаний о месте добычи первоначального камня, его минералогических, литологических особенностях и физико-механических свойствах, а также о процессах его деструкции в городской среде. Необходимо также оценить возможность добычи блоков сходного песчаника на других месторождениях. В случае такой замены подбор камня из других карьеров потребует сравнения всех характеристик камней, для того чтобы новый камень не только имел аналогичный внешний вид, но и подвергался аналогичным процессам деструкции и с той же скоростью, что и первоначально использованный на объекте.

Песчаник в фасаде Музея Штиглица и задачи исследования

Музей Штиглица построен архитектором М. Е. Месмахером в 1895-1896 годах [4]. Его фасад решен в формах итальянского ренессанса (рис. 1). Здание стоит на высоком цоколе, имеет центральный и два боковых ризалита. Центральный ризалит завершен треугольным фронтоном с акротерием. Высокий цоколь выполнен из розового микроклинового гранита (рапакиви). Выше все архитектурные элементы фасада выполнены из песчаника. В облицовочных блоках песчаника легко выделяются его две цветовые разновидности: серая и желтая. Все гладкие поля стен, скульптура, полуколонны и их основания выполнены

© А. И. Савченок, А. Г Булах, Р. Крыза, А. Элинг, 2009

Рис. 1. Общий вид фасада Музея Штиглица.

из серого песчаника, а оконные проемы на уровне первого этажа и филенки под окнами второго этажа — из желтого (рис. 2 а).

Из альбома немецкой фирмы «Zeidler & Wimmel» [5] известно, что песчаник был добыт этой фирмой в каменоломне Малая Раковица (Rakowice Male). Она располагается в Нижней Силезии в 12 км на юг от города Болеславец (юго-западная часть территории Польши). Фирма выполнила все подготовительные технические, каменотёсные и скульптурные работы с песчаником на месте добычи, а затем смонтировала его на стенах здания. Также в альбоме есть указания на то, что эта фирма была удостоена за эту работу медалью Министерства финансов России «За трудолюбие и искусство». А. ГБулах и Н. Б. Абакумова [6] неверно указали, что камень был добыт в Польше и назван радомским.

Основываясь на различиях в литературных сведениях о месте добычи песчаника, а также на запросах будущих реставрационных работ это исследование включало следующие задачи: 1) изучение песчаника с фасада здания Музея Штиглица и из предполагаемых месторождений его добычи; 2) выявление процессов и форм деструкции песчаника в облицовке фасада здания; 3) рекомендации по использованию песчаников из выбранных для исследования месторождений при реставрационных работах.

Объемы и методы выполненных работ

Было выполнено натурное обследование фасада здания (с земли с применением оптических приборов). Нарисована схема распределения различных природных каменных

розовый микроклиновыи гранит

б)

Нт пп пп пг п ] í~\ г Л г V SSA V S SA о ГЛГЛ ГЛГЛ ГЛГЛ ,лЛЖЖ Я

№ CLSXS] Щ Щ Dpi 10, D Ü G * сз 1

] сильной степени (рМкС1)

средней до слабой степени (р!^кС2)

—jm 111111111111111111111111111 if| 1111 и ^

S г г г г i¡¡i,, iiii— ..........

1111-I-I-I-I-I-I-11IIIII111111

I

‘g > JI _ 1д

сш

7=^

G

1.

о

1111111111| сильной степени (Бе1)

средней до слабой степени (Бе2)

Рис. 2. Расположение облицовочных материалов на фасаде музея Штиглица и их состояние: (а) типы камня; (б) степень загрязнения темноцветной коркой (р!-(1кС); (в) степень изменения цвета (Бе)

материалов, использованных в облицовке фасада (рис. 2 а) и схемы дефектов, распространенных по части облицовки из песчаника (рис. 2 б и 2 в). Отобраны образцы песчаника со стен первого этажа и темноцветной корки, развивающейся на поверхности печаника.

Помимо натурного обследования фасада здания, были посещены работающие карьеры песчаников Малая Раковица (Rakowice Male) и Шмилув (Smilow), расположенные в Республике Польша. Карьер Малая Раковица был выбран на основании информации из альбома немецкой фирмы «Zeidler & Wimmel», а карьер Шмилув — как один из крупнейших карьеров песчаников, которые исторически называются радомскими.

Таблица 1

Перечень изученных образцов

№ образца Месторождение или архитектурный объект Краткое описание

Образцы песчаников из карьеров на территории современной Польши

PS 2 a Малая Раковица (Kcn [7]) Желтоватый тонкозернистый песчаник

PS 2 b Светло-серый тонкозернистый песчаник

PS 2 с Светло-серый тонкозернистый песчаник с глинистыми прослоями

PK 7 a Шмилув (Jlias [7]) Светло-серый участками желтый тонкозернистый песчаник

Образцы песчаников из фасадов зданий Санкт-Петербурга

П-Г-21 фасад Музея Штиглица Архитектор М. Е. Серый тонкозернистый песчаник

KPK-2 Темноцветная корка, развивающаяся по поверхности песчаника

Изучение образцов (табл. 1) проводилось с применением комплекса инструментальных методов:

1. Макроскопическое изучение образцов песчаников с применением стереомикроскопа.

2. Изучение минерального состава и структурно-текстурных особенностей отобранных образцов песчаников в поляризационном микроскопе (анализ петрографических шлифов). Одновременно проводился гранулометрический анализ обломочной составляющей песчаников в шлифах по стандартной методике [8].

3. Качественный рентгенофазовый анализ. Во-первых, изучен цемент песчаников (частицы размерной фракции < 2 мкм) в ориентированных препаратах на дифрактометре Siemens D5005 (CoKa излучение) в рентгенговской лаборатории Вроцлавского Университета (Польша). Во вторых, исследована темноцветная корка, развивающаяся на поверхности песчаника в условиях городской среды. Анализ проведен на дифрактометре ДРОН 2.0 (CoKa излучение) в рентгеновской лаборатории геологического факультета СПбГУ.

4. Электронномикроскопические исследования. Они проводились в двух лабораториях — во Вроцлаве и Петербурге. На кафедре петрографии и минералогии Вроцлавского университета (Польша) с применением растрового электронного микроскопа Cambridge Microscan MK9. Эти электронномикроскопичексие исследования носили качественный и полуколичественный характер и заключались в получении изображений во вторичных электронах, карт распределения химических элементов по площадям данных изображений, профилей распределения химических элементов по экваториальной линии полученных изображения и спектров энерго-дисперсионного рентгеноспектрального анализатора

(EDS) для минералов на исследованных участках. В Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ был использован электронный микроскоп CamScan MX2500. Анализ полученных изображений дал возможность оценить пористость и содержание главных минералов в песчаниках, а также изучить деструктированный песчаник с темноцветной коркой, развивающей на его поверхности.

5. Рентгенофлюоресцентный анализ. Он проводился в Центральной лаборатории

ВСЕГЕИ с применением спектрометра ARL 9800 фирмы ARL (Applied Research Laboratories).

6. Кулонометрический анализ для определения в пробах серы и углерода (общего, карбонатного, органического). Он проводился в Центральной лаборатории ВСЕГЕИ на анализаторах: АС-7932 для серы и АН-7529 для углерода.

Результаты лабораторных исследований

Макроскопическое изучение. Все изученные образцы песчаников плотные с тонкозернистой структурой и массивной, однородной текстурой. В отдельных образцах отмечается либо полная, либо пятнисто-полосчатая окраска в желтовато-ржавый цвет. В незначительном количестве на отдельных участках песчаника с фасада наблюдаются каверны и полости размером до первых миллиметров. В целом при макроскопическом изучении не было выявлено резких и значительных отличий в образцах песчаника с фасада здания и из карьеров.

Петрографическое изучение и гранулометрия в шлифах. Все серые песчаники в данной группе обладают псаммитовой структурой и однородной текстурой, и на 90-95 % без учета пористости выполнены зернами кварца. В незначительном количестве присутствуют включения лейст слюды и равномерно распределенных рудных минералов. Цемент этих песчаников поровый и соприкосновения. На контактах зерен наблюдается кремнистый цемент с отдельными незначительными по площади и распространению участками ожелез-нения. Поровый цемент развит в меньшей степени и представлен глинистыми или слюдистыми минералами или их смесью, и на отдельных участках обогащён тонкодиспесной примесью оксидов и гидрооксидов железа (рис. 3).

При петрографическом изучении были выявлены различия в контакте и форме зерен

Рис. 3. Структура песчаников (ширина поля зрения 2,85 мм)

(а) — с фасада Музея Штиглица,

(б) — из месторождения Малая Раковица, (в) — из месторождения Шмилув.

обломочной составляющей песчаников. По этим двум признакам наиболее близкими являются песчаники из месторождения Малая Раковица (образцы РБ 2 а, РБ 2 Ь) и из фасада Музея Штиглица (П-Г-21). В данных песчаниках обломочные зерна имеют как округлую, так и угловатую форму, и плотно примыкают друг к другу. Песчаник из карьера Шмилув (РК 7 а) состоит преимущественно из округлых окатанных обломочных зерен, с меньшей плотностью их упаковки и соответственно с более «рыхлой» структурой всей горной породы.

Результаты гранулометрического анализа обломочной составляющей песчаников (рис. 4 и табл. 2) позволили сделать некоторые предварительные выводы. Песчаник в изученных образцах является очень хорошо сортированным. Песчаники месторождения Малая Раковица (РБ 2 а, РБ 2 Ь) являются тонкозернистыми, а песчаники с фасада Музея Штиглица (П-Г-21) и песчаники месторождения Шмилув (РК 7 а) являются тонкозернистыми до очень тонкозернистых. Судя по среднему арифметическому, медиане, моде и процентным содержания выделяемых размерных фракций (см. табл. 2), а также по положению и формам кумулятивных кривых (см. рис. 4), песчаники из фасада Музея Штиглица (П-Г-21) и песчаники месторождения Шмилув (РК 7 а) являются схожими, а песчаники из месторождения Малая Раковица (РБ 2 а, РБ 2 Ь) немного отличаются от них. Это отчетливо видно по смещению их кумулятивных кривых в область более крупных размеров зерен.

Результаты рентгенофлюоресиентного химического анализа. Для сравнения химического состава песчаников (табл. 3) была использована диаграмма классификации песчаников Ф. Дж. Петтиджона [9]. Все изученные песчаники относятся к кварцевым песчаникам (кварцевым аренитам). При этом фигуративные точки химического состава

%

Размер зерен (мм)

Рис. 4. Кумулятивные кривые для изученных песчаников

Распределение зерен песчаника по размеру

Характеристики номера проб

П-Г-21 РБ 2 а РБ 2 Ь РК 7 а

Число измерений 503 500 499 500

Процентное содержание размерных фракций 0,010-0,031 0,00 0,80 0,00 0,00

0,031-0,063 4,18 2,00 0,60 2,80

0,063-0,125 36,45 13,60 19,44 35,00

0,125-0,250 58,37 71,00 73,55 62,20

0,250-0,500 1,00 12,20 6,41 0,00

>0,500 0,00 0,40 0,00 0,00

Размер зерен (мм) Среднее арифметическое 0,14 0,18 0,17 0,13

Медиана 0,14 0,17 0,17 0,14

Мода 0,12 0,17 0,17 0,12

Максимум 0,27 0,57 0,41 0,24

Нижняя квартиль 0,12 0,14 0,13 0,12

Верхняя квартиль 0,16 0,22 0,20 0,16

Коэффициент сортировки 1,18 1,26 1,24 1,18

Таблица 3

Химический состав песчаников

Компоненты Нижний предел Номера проб

П Г 21 РБ 2 а 1 РБ 2 а 2 РБ 2 Ь РК 7 а

БіО2 0,02 98,00 97,30 97,70 97,90 99,00

Л1А 0,05 1,02 1,56 1,23 1,01 0,46

Ті02 0,01 < 0,01 0,010 < 0,01 0,05 0,11

Ре2О3 + ЕеО 0,01 0,10 0,33 0,091 0,29 0,11

МпО 0,01 < 0,01 0,05 < 0,01 0,01 < 0,01

]^О 0,05 < 0,05 0,050 < 0,05 < 0,05 < 0,05

СаО 0,01 0,23 0,01 0,20 0,24 0,21

Ыа2О 0,05 0,12 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05

К2О 0,01 0,08 0,13 0,06 0,07 0,03

Р2О5 0,05 < 0,05 0,05 < 0,05 < 0,05 < 0,05

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ППП 0,1 0,47 0,49 0,60 0,54 0,13

Сумма - 100,00 99,80 99,80 100,10 100,10

V 0,005 < 0,005 0,005 < 0,005 < 0,005 < 0,005

Сг 0,002 < 0,002 0,002 < 0,002 < 0,002 < 0,002

Ва 0,005 0,018 0,018 0,015 0,022 0,011

песчаников с фасада Музея Штиглица (П-Г-21) и карьера Малая Раковица (РБ 2 а_1, РБ 2 а_2, РБ 2 Ь) на этой диаграмме образуют как бы отдельное поле и располагаются вдоль изолинии 2,5. Точка песчаника из месторождения Шмилув (РК 7 а) располагается несколько обособлено. В целом же, все точки лежат в области типичных кварцевых песчаников (кварцевых аренитов)(рис. 5).

+0,5

^ 0-

о ^/ о

-0,5-

-1,0

0,5 1,0 1,5 2,0

log(SiO2/А1203)

Рис. 5. Поля песчаников разного типа (РеНуоЬп ГЛ., 1973) и точки состава изученных проб песчаника

Таблица 4

Результаты качественного рентгенофазового анализа песчаников

Номер пробы Установленные фазы

П-Г-21 Каолинит , кварц, слюда, один пик на 7,94 А — фаза не определена один пик на 7,60 А — предположительно гипс

РБ 2 Ь Каолинит , кварц, слюда, один пик на 7,94 А — фаза не определена

РК 7 а Каолинит , кварц, слюда один пик на 7,95 А — фаза не определена один пик на 7,60 А — предположительно гипс

/ I РК7а

/ /' I /

I ! ' «?/

I/ //

^ I | / •

^ $ РБ 2 Ь

// 1 II

& П-Г-21

РБ 2 а 2

• РБ 2 а 1

I 1 I»

аркоз ^ | | кварцетьш

песчаник

\

Л.

Рентгенофазовый анализ цемента песчаников. Установлены следующие основные особенности песчаников (табл. 4): 1) цемент во всех исследованных образцах состоит преимущественно из каолинита. Кварц и слюда, фиксируемые на дифрактограммах, по всей видимости, большей частью относятся к обломочной составляющей песчаников. Содержание слюды в пробах крайне низкое и не позволяет определить её видовую принадлежность; 2) незначительное содержание двух фаз, пики которых соответствуют 7,95А и 7,60 А. Эти две фазы содержатся во всех пробах песчаников либо вместе, либо по отдельности. Точно диагностировать фазу по одному пику невозможно. Мы предполагаем, что фаза с 7,60 А. является гипсом.

Электронная микроскопия. Результаты электронно-микроскопических исследований, проведенных во Вроцлавском Университете (рис. 6),показали, что песчаник из облицовки

Рис. б.Карты распределения химических элементов в зернах и цементе песчаника и профиль

по линии а-б (образец П-Г-21).

Музея Штиглица (П-Г-21) является преимущественно кварцевым с каолинитовым цементом; песчаник из месторождения Малая Раковица (РБ 2 а) является преимущественно кварцевым с каолинитовым и иллитовым по составу цементом; песчаник из месторождения Шмилув (РК 7а) является преимущественно кварцевым с незначительным содержанием мусковита и с каолинитовым и иллитовым по составу цементом. Для электронномикроскопических изображений песчаников во вторичных электронах, сделанных в ЦИИ ВСЕГЕИ, был выполнен компьютерный анализ изображения с количественной оценкой пористости

100

80

60

^ 40

20

0

П-Г-21 РБ 2 а РБ 2 Ь РБ 2 с

Ц кварц [Щ]поры ■ рудные минералы 0 каолинит и полевые шпаты

Рис. 7. Состав песчаников по результатам электронной микроскопии.

и содержания кварца, каолинита и полевых шпатов и рудных минералов. Анализ этих изображений (рис. 7) отчетливо показывает сходство песчаников с фасада здания Музея Штиглица (П-Г-21) и с карьера Малая Раковица (РБ 2 а, РБ 2 Ь, РБ 2 с). По компьютерному анализу электронномикроскопических изображений пористость занимает порядка 10-20 % их площади, зерна кварца — 70-85 %, каолинит и полевые шпаты — 5-10 %, рудные минералы — менее 1 %.

Сравнительный анализ в этих песчаниках по результатам электронной микроскопии показал, что песчаники очень схожи между собой, и их различия заключаются в незначительных микропримесях слюд и составе цемента (иллит или иллит и каолинит).

Выветривание песчаника в фасаде музея Штиглица.

При натурном обследовании фасада Музея Штиглица выявлены следующие формы выветривания: (1) изменение цвета из-за химического выветривания минералов, преимущественно окисление Ге соединений сильной степени (Бс^ и средней до слабой степени (Ос2), (2) загрязнения частицами из атмосферы до темноцветной корки, изменяющей поверхность сильной степени (рМкС^ и средней до слабой степени (рМкС2)), (3) колонии микрофлоры (грибы, водоросли, лишайник) и бактерий (Ы), (4) отделение тёмной корки меняющей поверхность камня (&К), (5) сколы из-за человеческого воздействия (сколы из-за войны, вандализма и т. д.) (аО), (6) поверхностная обмазка искуственными мастиковочными составами и растворами, (7) трещины независящие от структуры камня (уЬ), (8) историческая покраска, (9) загрязнение (краской) из-за человеческого вмешательства — современная покраска (а1). Буквенные индексы в скобках даны нами по системе Б. Фитцнера и К. Хейнрикса [10].

На составленных нами схемах дефектов отчетливо фиксируется, что среди форм выветривания доминируют—изменение цвета песчаника (Ос) и его загрязнение частицами из атмосферы (pI-dkC). Отчетливо выделяются (см. рис. 2 б) участки загрязнения песчаника частицами из атмосферы вплоть до образования на них темноцветной корки, изменяющей поверхность. Эти корки чаще всего развиты на выступающих (базы колонн, тумбы и тд) и рельефных (резьба, скульптура, балясины и др.) частях облицовки. Такие части фасада

Ж

ж

^ I тг| 1 2 ¡г

ш

' ' |'| 1 | 'I 1 1 "Г 1 1 г

III

III

III

Таблица 5 Содержание микроэлементов, г/т

наиболее интенсивно принимают на себя воздействие внешней влаги и загрязнения частицами из атмосферы, аккумулируют их на поверхности с образованием поверхностной темноцветной корки.

По результатам качественного рентгенофазового анализа соскобов таких корок было установлено, что основной минеральной фазой в них является гипс. Его присутствие также было подтверждено результатами кулонометрического анализа. Он показал содержание серы в пробе в количестве 8,30-8,45 масс. %. Также кулонометрический анализ выявил содержание в корках неорганического углерода в количестве 7,00 масс. %. Отметим, что в корке отсутствуют минералы класса карбонатов (по результатам качественного рентгенофазового анализа). Очевидно, что углерод является компонентом сажистых веществ в составе корки. Результаты рентгенофлюоресцентного анализа (табл. 5) показывают высокие содержания в корке свинца, стронция, меди и др. химических элементов, что характерно для загрязнения воздуха в городе.

Изучение поверхности темноцветной корки с применением электронного микроскопа (рис. 8) показало наличие многочисленных пластинчатых кристаллов. Они, по всей

Компонент КРК 2 Нижний предел

Со 4,68 2

N1 31,2 2

Си 187 2

ЯЬ 31,4 1

Бг 393 1

гг 112 3

Мо 7,67 1

У 11,2 1,5

и 2 2

РЬ 226 3

№ 6,01 1

1Ъ 4,41 2

Л8 10,7 9

Бе 1,5 1,5

Рис. 8. Изображение поверхности песчаника с темноцветной коркой (изображение во вторичных электронах).

видимости, являются гипсом. Биологические поражения не обнаружены. Последнее подтверждается также отсутствием органического углерода в пробе темноцветной корки по результатам кулонометрического анализа.

Заключение

Исследования песчаника в фасаде музея Штиглица комплексом лабораторных минералого-петрографических методов показало хорошую сохранность камня и стойкость его к процессам выветривания в экологической среде Петербурга. За 112 лет существования фасада единственным явно выраженным процессом было развитие по поверхнсти песчанка темноцветных корок. Их площадь составляет около 15 % от общей площади фасада и они приурочены главным образом к выступающим (базы колонн, тумбы и т. д.) и рельефным (резьба, скульптура, балясины и др.) частям облицовки (см. рис. 2 б). Составленные схемы дефектов позволяют оценить состояние облицовки фасада, выполненной из песчаника, как хорошее. Вместе с результатами анализа состава темноцветных корок эти схемы в дальнейшем помогут предварительно оценить объем реставрационных работ на данном объекте, а также разработать технологии их проведения.

В случае реставрации фасада в будущем и при необходимости замен оригинального материала нельзя повторить ошибку, допущенную при реставрации здания бывшего Русского для внешней торговли банка (Большая Морская ул., дом N° 32): вместо немецкого песчаника был куплен и использован песчаник из карьера Шмилув. При реставрации фасада Музея Штиглица совершенно необходимо использовать песчаник из карьера Малая Раковица. Это обеспечит сохранение авторского оригинального материала и то же его поведение в городской среде. Карьер разрабатывается до сих пор. Кроме того, применение песчаника из карьера Шмилув для проведения реставрационных работ считается авторами недопустимым вследствие более рыхлой структуры песчаника отмеченной при петрографическом изучении.

Необходимо отметить, что окончательные рекомендации по применению песчаников в реставрационных работах на данном объекте можно давать только после проведения дополнительных исследований физико-механических свойств песчаников (открытая пористость, водопоглощение, водонасыщение, водоабсорбция, паропроницаемость, прочность) как из архитектурного объекта, так и из карьеров, сырье с которых предлагается к использованию в реставрационных работах.

По результатам изучения состава темноцветных корок, развивающихся по поверхности песчаника, было установлено, что их основной составляющей является гипс с примесью сажи, а также химических соединений с высокими содержаниями свинца, стронция и меди. Важно отметить отсутствие органических соединений в темноцветной корке, что соответственно дает возможность рекомендовать не использовать при реставрационных работах, связанных с удалением темноцветных корок, биоцидные и антисептические составы.

Работа проведена при поддержке гранта INTAS Ref. Nr 06-1000014-5923 и выполнялась при двустороннем сотрудничестве Вроцлавского университета и Санкт-Петербургского государственного университета

Литература

1. Булах А. Г., Власов Д. Ю., Золотарёв А. А, Маругин В. М., Морозов М. В, Савченок А. И., Фитцнер Б., Франк-Каменецкая О. В., ХейнрихсК., Щигорец С. Б. Экспертиза камня в памятниках архитектуры. Основы, методы, приемы. СПб., 2005.

2. Савченок А. И. Песчаники в архитектуре Санкт-Петербурга. Путешествие на забытые месторождения / Занимательная геология. СПб., 2008.

3. Савченок А. И., Золотарёв А. А., Крыза Р. Здания Санкт-Петербурга, декорированные польскими и немецкими песчаниками. / Геология и эволюционная география. СПб., 2005.

4. Памятники истории и культуры СПб, состоящие под государственной охраной» (Справочник, администрация СПб, Комитет по государственному контролю, использованию и охране памятников истории и культуры) / Под ред. Явейна Н. И., СПб., 2000.

5. 225 Jahre Architektur mit Naturstein Zeidler & Wimmel, 2001.

6. Булах А. Г., Абакумова Н. Б. Каменное убранство главных улиц Ленинграда. СПб., 1993.

7. Natkaniec-NowakL., Heflik W. Kamienie Szlachetne i ozdobne Polski. Krakow, 2000.

8. Шванов В. Н. Песчаные породы и методы их изучения. Л., 1969.

9. Pettijohn F. J., Potter P. E., Siever R. Sand and Sandstone. Springer-Verlag NewYork-Heidelberg-Berlin, 1973.

10. Fitzner B., Heinrichs K. Damage diagnosis on stone monuments — weathering forms, damage categories and damage indices. / Understanding and managing stone decay, Proceeding of the International Conference «Stone weathering and atmospheric pollution network (SWAPNET 2001)» / In Prikryl, R. & Viles, H. A. (ed.), Charles University in Prague, The Karolinum Press.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.