Array Коллектив авторов - Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

На базе ЗАО «БЛОКФОРМ» (г. Владимир) были проведены экспериментальные работы по изготовлению основы композиции XVIII в. «Избранные святые» из Спасской церкви пос. Морозовица близ Великого Устюга. Для изготовления основы был использован ППУ-17Н. Эта марка напыляемого пенополиуретана в настоящее время нашла применение в строительстве, в холодильной технике, для теплоизоляции и герметизации стыков. Его основные достоинства, по свидетельству разработчиков, – технологичность, низкая коррозионная активность, высокая адгезия к сухим и умеренно влажным поверхностям, отличные прочностные характеристики, длительный срок службы – не менее 40 лет {116}.

В процессе эксплуатации пенопласты, как и полимеры, из которых они изготовлены, подвержены процессам старения под воздействием внешних факторов (кислорода воздуха, солнечной радиации, перепадов температуры и влажности и пр.). На первоначальной стадии, через примерно 10 лет после изготовления, прочность пенопластов (на сжатие) существенно возрастает. По данным М. А. Дементьева для ППУ-17Н она возрастает на 20–40 % по сравнению с первоначальной прочностью {117}. Это указывает на то, что в первые десять лет преобладают процессы сшивки полимерной матрицы. Затем начинается постепенное медленное снижение прочности, обусловленное преобладанием процессов термо-окислительной деструкции полимера; примерно через тридцать лет она достигает первоначального значения. По оценке М. А. Дементьева, долговечность в ненагруженном состоянии пенополиуретана ППУ-17Н, применяемого в строительстве, то есть период времени, в течение которого прочность и другие параметры сохраняются на допустимом для эксплуатации уровне, составляет не менее 80 лет {118}. При этом отмечается также высокая формостабильность ППУ: изменение линейных размеров как в период доотверждения, так и в период, в который преобладают процессы термоокислительной деструкции, не превышает 1 %.

Следует, вместе с тем, заметить, что пока пенополиуретан не доотвержден, температура размягчения его, как показывают, в частности, дилатометрические испытания, – 70–90°С, существенно ниже эксплуатационной, которая указана в техническом паспорте (120°С). Это означает, что пенополиуретан в первые 10 лет более подвержен феномену холодного течения под нагрузкой, чем после окончательного формирования трехмерной структуры.

Наиболее разрушительное воздействие на пенополиуретан оказывает ультрафиолетовое излучение, которое, впрочем, вызывает лишь эрозию поверхности. Эту эрозию можно предотвратить, защитив поверхность изделия слоем покраски, например, акриловой.

Экспериментальные работы по напылению основ из пенополиуретана марки ППУ-17 Н выявили значительные усадки пенополиуретана непосредственно после напыления. Для снижения усадочных напряжений рекомендуется проведение работ и последующее выдерживание изделия в течение трех дней при температуре около 20 оС. Вместе с тем, так как в настоящее время не представляется возможным оценить значения релаксационных напряжений, зависящие от множества факторов, и деформаций пенополиуретановых основ, которые они могут вызвать, то для предотвращения последних необходимо армировать основы по всей площади, жестко закрепив на них фрагменты живописи. Армирующая конструкция должна быть при этом изготовлена из тех материалов, к которым пенополиуретан имеет хорошую адгезию, например из дерева или дюралюминия.

Очевидным достоинством метода напыления является возможность изготовления с его использованием основ для криволинейных фрагментов. В этом случае необходимо изготовить криволинейную армирующую конструкцию.

В соответствии с «Инструкцией по ведению работ на произведениях монументальной живописи» 1987 г. для характеристики состояния настенных росписей используются фотографии и схемы – картограммы живописи, на которых указываются условными обозначениями различные разрушения – разрушения и утраты красочного слоя, трещины и отставания штукатурной основы и т. д. {119}. Метод фиксации состояния стенописи посредством схем-картограмм с соответствующим набором условных обозначений видов разрушений был детально разработан в 1970-х гг. на основе многолетнего опыта реставрационных работ А. П. Некрасовым и Л. П. Балыгиной {120}.

Очевидно, что информация о состоянии стенописи, которую дают изображения на фотографиях, получаемые посредством проекции трехмерных объектов на плоскость, ограничена, а рисуемые от руки с натуры или с фотографий схемы – картограммы росписей весьма неточны.

Одним из характерных видов разрушений настенных росписей являются трещины и утраты штукатурной основы. В случае древнерусских стенописей, в которых штукатурная основа нанесена по левкасным гвоздям, основной причиной ее разрушений, локализованных над шляпками гвоздей, является увеличение последних в объеме вследствие коррозии (ил. 1–3). В этой ситуации необходимо проведение систематических обследований состояния штукатурной основы с целью обнаружения разрушений штукатурки на самых ранних стадиях и своевременного консервационного вмешательства.

Очевидно, такой мониторинг разрушений может быть эффективен только в том случае, если он проводится с достаточной регулярностью и высокой точностью. Причиной, по которой обследования состояния стенописей проводятся сегодня лишь эпизодически, является большая трудоемкость и стоимость установки лесов и тур, с которых только и возможно их проведение.

Одним из возможных путей решения задачи высокоточного мониторинга стенописей, существенно менее трудоемкого и, соответственно, более экономичного, чем обследование с лесов и тур, является использование технологии трехмерного (3D) лазерного сканирования.

При лазерном сканировании производятся измерения расстояний между сканером и отдельными точками поверхности исследуемого объекта. Скорость таких измерений определяется быстродействием сканера и составляет от нескольких тысяч до полумиллиона точек в секунду. В результате формируется так называемое «облако» точек, которое несет в себе информацию о размерах и стереометрической форме предмета. По сути дела, это облако точек есть ничто иное, как объемная виртуальная копия, которая позволяет рассматривать объект с разных сторон, увеличивать или уменьшать его изображение на экране компьютера, делать разрезы, сечения в любой заданной плоскости, вычислять площадь развернутой поверхности и т. д.

Отличительной особенностью лазерных сканеров является высокая точность измерений координат отдельных точек поверхности объекта, которая составляет от нескольких миллиметров до десятков микрон (в зависимости от дальности и принципа действия прибора), что позволяет фиксировать мельчайшие детали рельефа исследуемой поверхности. Другое важное достоинство данной технологии – это возможность дистанционных измерений (с расстояния нескольких десятков метров) {121}.