KŐ A MÉRNÖKI SZERKEZETBEN
Tartalom Ø Bevezető Ø Felhasznált kőzetek típusai, gyakoriságuk Ø Felmerülő problémák Ø Rekonstrukció, vagy kiegészítés Ø Összegzés
Építőmérnöki vagy restaurátori feladat? Van-e közös benne? Mi az? Restaurálás helyreállítás Művészi és mérnöki feladat egyszerre Kátyús aszfalt, helyreállításra szoruló beton elemek stb.
Bevezető Építőmérnökök és építészek leginkább károsodott teherhordó szerkezetek kapcsán találkoznak kövekkel: 1. Tartószerkezeti: GERENDA, LÉPCSŐ, OSZLOP, stb. De gyakran sérült díszítőkövekkel is: 2. burkolati: LÁBAZAT, JÁRÓFELÜLET, FALBURKOLAT, stb. Ritkán egyéb sérült alkotások is előfordulhatnak: 3. Falon megjelenő ORNAMENTÁLIS, FIGURÁLIS, stb. elemek Művészeti alkotások, pl. szobrok, emlékművek, stb. azonban inkább a restaurátori feladatok közé sorolhatók.
Bevezető Ø Lepusztult, tönkrement kőzetek helyreállításának igénye nem csak a modern társadalmak sajátossága. Ø A kőzetek javítása, folyamatos ápolása, alakítása az ókori kultúrákkal egyidős. Ø Az igény egyidős azzal, amikor a Homo sapiens elkezdett tárgyakat készíteni, melyek ha károsodtak, meg kellett javítani. (Oddy 1992) Ø Krétán már az i.e. II évezredből van adat kőtárgyak tisztításáról, helyreállításáról. Ø Michelangelo, Bernini is egészített ki ókori emlékeket persze nem feltétlen az eredetiségre törekedve (Balázsy 1999). Ø Thorvaldsen is restaurálta az aiginai dór templom oromzati alakjait (Mélyi 2004), stb.
Bevezető - Alapfogalmak: Károsodás, Pusztulás, Romlás - Pusztulás, károsodás, mely értékvesztéssel jár. - Fizikai és kémiai okokra visszavezethető romlási folyamatok összefoglaló neve. - Minőség és/vagy állapot csökkenés, mely funkcionális problémát okozhat. Mállás Az időjárás változásából következő kémiai, fizikai és mechanikai folyamatok összessége, melyek során a kőzet pusztul, károsodik.
Felhasznált kőzetek típusai, gyakoriságuk Hazánkban található kőből épített örökségünk legnagyobb részét üledékes kőzetek, azon belül is mészkő felhasználásával készítették: - durva mészkő, - tömött mészkő, - forrásvízi mészkő. Építőmérnök hallgatók már elsőben megtanulhatták (Török Ákos Geológia I. gyakorlat alkalmával!!!) Okai: 1. Magyarország felületét 97,3%-ban üledékes kőzettakaró fedi. (Török 2007) (könnyű hozzáférni - kitermelni) 2. Mészkövek viszonylag könnyen-gyorsan megmunkálhatók. Ez a vesztük is!!! (bizonyos típusainál gyors tönkremenetelhez vezet)
Felhasznált kőzetek típusai, gyakoriságuk Természetesen egyéb kőzeteket is alkalmaztak még építőkőnek: - homokkő, - gránit, - vulkáni tufák riolit-, andezit-, dácittufa, stb. Illetve díszítésre, burkolásra: - gránit, - márvány, - gabbró/labradorit, stb. Andezit - bazalt riolit (kiömlési kőzetek) felhasználása épített környezetben nehéz megmunkálásuk miatt igen ritka (pl. Peru Machu Picchu). Legfeljebb szegélykő, kockakő, ill. vasút- és útalapként ismerhetjük őket. Nagyon tartósak!!!
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDSÁGTUDOMÁNYI EGYETEM, ÉPÍTŐMÉRNÖKI KAR, ÉPÍTŐANYAGOK ÉS MÉRNÖKGEOLÓGIA TANSZÉK Felmerülő problémák eredmény: Fizikai - fagy Fizikai - szél Fizikai - hőingadozás
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDSÁGTUDOMÁNYI EGYETEM, ÉPÍTŐMÉRNÖKI KAR, ÉPÍTŐANYAGOK ÉS MÉRNÖKGEOLÓGIA TANSZÉK Felmerülő problémák eredmény: Fizikai - fagy Fizikai - szél Fizikai hőingadozás Kémiai gipszesedés
BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDSÁGTUDOMÁNYI EGYETEM, ÉPÍTŐMÉRNÖKI KAR, ÉPÍTŐANYAGOK ÉS MÉRNÖKGEOLÓGIA TANSZÉK Felmerülő problémák eredmény: Fizikai - fagy Fizikai - hőingadozás Biológiai - fizikai - kémiai Fizikai - emberi
Helyreállítás lehetőségei A sérült és hiányos kőzeteket alapvetően 2 féle módon lehet helyreállítani, rekonstruálni: 1. KIEGÉSZÍTÉSSEL 2. BETÉTEZÉSSEL
1. Helyreállítás lehetőségei - kiegészítés 1. KIEGÉSZÍTÉS Kötőanyaguk alapján 3 főbb csoportra oszthatók: - ásványos: mész, cement (portland, román), trasz, kovasavészter, stb. - szerves: polivinilacetát, poliuretán, akrilgyanta, epoxigyanta, poliészter, stb. - vegyes kötőanyag tartalmúak. Melyekhez keverhetnek töltőanyagokat: homok, kőőrlemény, stb. Rugalmasságot javító adalékokat: szén-, fibrin szál, stb. Megjelenést módosítókat: pl. pigmentek Tulajdonság javítókat: kötés gyorsító/lassító, fagyálló tul. javító, stb.
1. Helyreállítás lehetőségei - kiegészítés Miért nehéz megfelelő kőkiegészítő habarcsot készíteni? MERT: OLYAN HABARCSOT KELL KÉSZÍTENI: 1. Melynek kémiai és ásványos összetétele lehetőség szerint azonos a kiegészítendő kőzettel, 2. nem tartalmazhat oldható sókat és savas kémhatása sem lehet - továbbá az alkalmazott ph-nak felhasználás után sem szabad eltolódni egyik vagy másik irányba (savas-lúgos), 3. UV állónak kell lennie, azaz a sugárzás hatására nem változhat meg sem a megjelenése, sem egyéb fizikai, kémiai tulajdonsága, 4. abszorpciós tulajdonságainak azonosnak, vagy közel azonosnak kell lennie, mint a sérült/eredeti kőnek, 5. felhasználhatósága, illetve bedolgozhatósága is megfelelő legyen,
1. Helyreállítás lehetőségei - kiegészítés Miért nehéz megfelelő kőkiegészítő habarcsot készíteni? MERT: (folyt.) 6. porozitásának, póruseloszlásnak, valamint páradiffúziós ellenállásának is közel azonosnak kell lennie a kezelt kőzetével, 7. nyomó-, hajlító- és húzószilárdsága, valamint rugalmassági modulusa sem térhet el jelentősen a kiegészítendő kőzettől, 8. a habarcs tapadószilárdsága is megfelelő kell legyen, 9. a kiegészített rész és az eredeti kő hőtágulási együtthatójának, hővezető képességének közel azonosnak kell lennie, 10. Nem utolsó sorban az esztétikai tulajdonságainak (szín, struktúra, felület) és annak időbeni változásának is hasonlónak kell lennie (öregedés, patinaképződés, stb.).
1. Helyreállítás lehetőségei - kiegészítés Mi történik akkor, ha a lista valamelyikének nem felel meg a habarcs? Példák inkompatibilis, rosszul kivitelezett kiegészítésekre:
1. Helyreállítás lehetőségei - kiegészítés Kőkiegészítés előre összeállított-1) és helyszínen készített anyagokkal-2): 1. Léteznek szabványosított, előre zsákolt termékek: előnyök: - azonos összetétel, - garantált minőség, - széles színválaszték hátrányok: - drága (~1200-1500 Ft/kg) - külföldi kőzetekhez készülnek (német, olasz, dán termékek) 2. Helyszínen előállított, bevált receptek alapján (pl. 3:1 adalék:kötőanyag) Főleg hátrányai vannak: - olcsó, de nehéz azonos minőséget előállítani - inkompatibilitás!
1. Helyreállítás lehetőségei - kiegészítés - kőkiegészítő habarcsok Kőkiegészítés előre gyártott, zsákolt habarcsokkal: Hazánkban külföldről importálva kerülnek forgalomba ilyen habarcsok. - főleg Németországból (legelterjedtebbek hazánkban), de Dániából Olaszországból, stb. is forgalmaznak hazánkban habarcsokat. Előre összeállított, zsákolt termékek gyártói: Remmers, Terzith, Keim, stb. Hibaforrás: Alapvetően a gyártó ország kőzeteire lettek kifejlesztve. (pl. Németországban elsősorban homokkövek helyreállítására készültek a háborús sérülések helyreállítására, - Almássy 2008)
1. Helyreállítás lehetőségei kiegészítés - vizsgálatok Vizsgálatokkal igazolható volt, hogy: a hazánkban gyakran alkalmazott és kiegészítésre szoruló, miocén korú, durva mészkövek és a külföldi habarcsok között több fontos tulajdonságban is jelentős eltérés van: 1. Porozitás póruseloszlás testsűrűség 2. Szilárdság (nyomó, hajlító-húzó, tiszta húzó) 3. Időállóság (mely 1. és 2. pont alapján ki is következtethető) 4. Vízfelvételi tulajdonságokban (szintén logikus az 1-es pont szerint) 5. Hőtágulási tulajdonságokban
2. Helyreállítás lehetőségei - betétezés A betétezés nagyságrendekkel több időt és energiát igényel abban az esetben, ha a sérüléshez/törésfelülethez igazítva készül: A precizitásnak itt még nagyobb szerepe van!
2. Helyreállítás lehetőségei - betétezés A betétezés rögzítése, fugázása sokszor gondot okoz: 1. betét kiesik 2. a fuga feszíti/repeszti: - a követ - a betétet
Helyreállítás lehetőségei márvány, tömött mészkő, stb. Azoknál a kőzeteknél, ahol a felületet csiszolni, polírozni kell, ott nagyon meg kell gondolni milyen technikával javítjuk a sérülést. - márvány, forrásvízi mészkő, - Gránit, tömött mészkő, stb. - Célravezetőbb a betétezés. - Nehéz természetes kövekkel azonos tulajdonságokat létrehozni mesterségesen (csiszolható, stabil, időtálló, stb.) - Epoxy gyanták sárgulnak UV hatására, repedeznek, kiesnek idővel.
Helyreállítás lehetőségei forrásvízi mészkő Forrásvízi mészkövekhez újabban cink-oxidos kőőrleményt alkalmaznak, melyhez cink-klorid folyadékot kevernek felhasználáskor. A megkötött kiegészítő anyag azonban maximum csiszolható, de nem polírozható! Rossz arányú felhasználása (több cink-klorid esetén) erősen zsugorodik. Akárcsak a márvány esetében, a betétezés ebben az esetben is jobb megoldást kínál.
Összefoglaló - Kőzetek helyreállítása közel sem tűnik olyan egyértelműnek és egyszerűnek, mint azt mélyebb ismeret nélkül gondolnánk. - A megfelelő technika kiválasztása mindig az adott feladattól függ. - A beavatkozás előtt a feladatsort jól körül kell járni: 1. megvizsgálni a kőzetet laborban, 2. megtervezni és 3. kiválasztani a megfelelő anyagot szintén laborban. - Szükség esetén a különböző szakterületek bevonását is igénybe kell venni (építész, építőmérnök, geológus, restaurátor, stb.).
Összefoglaló - A korábban mindennapos műköves (portlandcementes) kiegészítések ideje lejárt. Nem lehet állványon, kőműves felkészültséggel megfelelő kőkiegészítő anyagot kikavarni. - Szükség van a jó minőségű, hazai kőzetekre tesztelt és használható habarcsokra. - Szakmai ismeretek nélkül a legjobb minőségű habarcsokat is lehet helytelenül alkalmazni.
Felhasznált irodalom: Almássy P (2008) Terméskőből készült műemlékek restaurálása. In: Török Á, Vásárhelyi B (szerk) Mérnökgeológia-Kőzetmechanika 2008, Műegyetemi kiadó, Budapest 117-122 Balázsy TÁ (1999) Műtárgyak, restaurálás és tudomány. Közgyűjtemények és a Tudomány Konferencia, 1999.07.01. http://www.ace.hu/ Oddy A (1992) The art of conservator. Trustees of the British Museum, London pp 8 Török Á (2007) Geológia mérnököknek. Egyetemi tankönyv, Budapest pp 118
Köszönöm a megtisztelő figyelmet! A kutatás a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében zajlott. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.