CAUZELE DEGRADARILOR CONSTRUCTIILOR I CAUZE CLIMATICE Radiatia solara Soarele produce incalzirea aerului prin efectul de sera natural obisnuit si astfel incatlzirea constructiilor. Elementele constructive au o inertie termica cu atat mai mare cu cat sunt mai voluminoase – cu cat zidul este mai gros. Miscarile termice produc dilatarea si contractia materialelor datorita fenomenului de incalzire si racire. Nici o constructie nu este facuta dintr-un singur material. Contactul dintre ele trebuie sa tina seama de caracteristicile lor. Aceste miscari trebuie sa se produca fara deteriorari importante. Miscarile termice nu sunt perfect reversibile. Exista o remanenta a dilatarii si a contractiei termice. Materialele dure functioneaza bine daca au legatura cu materiale de o duritate asemanatoare. Raza calorica este absorbita diferit, in functie de porozitate, culoarea si luciul materialului. Exista posibilitatea de a schimba aceste proprietati ale materialului prin culoare. Miscarea termica a materialului duce la miscarea termica a zidariilor, care sunt alcatuite din materialul respectiv. Exista diverse combinatii care tin de conformarea structurala a constructiei. Zidaria de piatra din antichitate cuprinde mortar intre 1-30%. Blocurile au inertie termica mare, si deci se poate reduce foarte mult mortarul (care la alte tipuri de zidarie are si rolul de a absoarbe miscarile termice). Zidaria de caramida are nevoie de un mortar mai moale care sa absoarba caldura (zidarii cu 60-70% mortar). In cazul in care aceste combinatii de materiale sunt nestapanite se produce efecte nedorite in timp. Un material cu miscari termice foarte reduse este lemnul. Din pacate este sensibil la umiditate prin rasucirea fibrelor. Daca umiditatea este schimbatoare in timp lemnul putrezeste. Apa Actiune directa. Apa ataca materialele poroase prin incarcare cu apa si dilatare in timpul schimbarilor de temperatura. Cu cat porii sunt mai mari, cu atat infiltratia este mai putin periculoasa, deoarece in astfel de cazuri apa se elimina relativ usor. Apa poate sa patrunda in porii materialelor si sa le corodeze prin diferiti compusi. In betoane se formeaza saruri mai agresive decat cele din mortare sau din caramida. Umiditatea necontrolata creeaza un mediu propice pentru microorganisme.
Transcript
CAUZELE DEGRADARILOR CONSTRUCTIILOR
I CAUZE CLIMATICE
Radiatia solara
Soarele produce incalzirea aerului prin efectul de sera natural obisnuit si astfel incatlzirea constructiilor. Elementele constructive au o inertie termica cu atat mai mare cu cat sunt mai voluminoase – cu cat zidul este mai gros.
Miscarile termice produc dilatarea si contractia materialelor datorita fenomenului de incalzire si racire.
Nici o constructie nu este facuta dintr-un singur material. Contactul dintre ele trebuie sa tina seama de caracteristicile lor. Aceste miscari trebuie sa se produca fara deteriorari importante.
Miscarile termice nu sunt perfect reversibile. Exista o remanenta a dilatarii si a contractiei termice. Materialele dure functioneaza bine daca au legatura cu materiale de o duritate asemanatoare.
Raza calorica este absorbita diferit, in functie de porozitate, culoarea si luciul materialului. Exista posibilitatea de a schimba aceste proprietati ale materialului prin culoare.
Miscarea termica a materialului duce la miscarea termica a zidariilor, care sunt alcatuite din materialul respectiv. Exista diverse combinatii care tin de conformarea structurala a constructiei.
Zidaria de piatra din antichitate cuprinde mortar intre 1-30%. Blocurile au inertie termica mare, si deci se poate reduce foarte mult mortarul (care la alte tipuri de zidarie are si rolul de a absoarbe miscarile termice).
Zidaria de caramida are nevoie de un mortar mai moale care sa absoarba caldura (zidarii cu 60-70% mortar).
In cazul in care aceste combinatii de materiale sunt nestapanite se produce efecte nedorite in timp. Un material cu miscari termice foarte reduse este lemnul. Din pacate este sensibil la umiditate prin rasucirea fibrelor. Daca umiditatea este schimbatoare in timp lemnul putrezeste.
Apa
Actiune directa. Apa ataca materialele poroase prin incarcare cu apa si dilatare in timpul schimbarilor de temperatura. Cu cat porii sunt mai mari, cu atat infiltratia este mai putin periculoasa, deoarece in astfel de cazuri apa se elimina relativ usor.
Apa poate sa patrunda in porii materialelor si sa le corodeze prin diferiti compusi. In betoane se formeaza saruri mai agresive decat cele din mortare sau din caramida.
Umiditatea necontrolata creeaza un mediu propice pentru microorganisme.
Apa capilara
Soclurile, captuselile impermeabile, duc la procese chimice in spatele lor. Apa din precipitatii sau apa freatica urca prin zid, dizolva sarurile din mortare. Apa poate urca astfel pana la cativa metri inaltime. De aceea apa trebuie evacuata sub forma de vapori sau sub forma de condens. Sarurile se aduna in zidarie in anumite zone si devin ele insele surse de umiditate deoarece atrag apa. Trebuie create conditii de evacuare a apei spre exterior prin zone de ventilatie.
Condensul
Transformarea vaporilor de apa la contactul cu o suprafata rece. Umiditatea excesiva din spatiile inchise provine din respiratie sau alte activitati umane.
Aerosolii
Sunt particule de marimea micronilor, suspendate in aer, care luate de vant corodeaza prin lovire suprafetele peretilor. La aceasta se adauga efectul chimic dat de poluare, care corodeaza materialele.
Calamitati naturale
Inundatiile.
Sunt fenomene previzibile, ce pot fi combatute prin amenajarea teritorilui si indiguiri.
Fulgerele
Fulgerul este o echilibrare naturala intre electricitatea aerului si a pamantului. Fulgerele pot avea doua directii: dinspre aer spre pamant (descarca 60% din energie), sau dinspre pamant spre aer (descarca 40% din energie). Solutia este amplasarea unor paratraznete in varful constructiilor.
II CAUZE ANTROPICE ALE DEGRADARII CONSTRUCTIILOR
Vibratiile
- Vibratii acustice
- Trepidatii: vibratii fizice din circulatie sau trafic
Remedii contra vibratiilor: prevenirea producerii vibratiilor (devierea traficului, eliminarea surselor).
Exista paravane care protejeaza monumentele si cladirile de vibratiile acustice si de trafic.
Desecarile (asanarile exagerate)
Constructorii vechi aveau posibilitati de construire pe terenuri de diferite categorii. Desecarile au efect asupra fizicii terenului. In Romania exista numeroase terenuri contractile macroporice care-si schimba compozitia in contact cu apa.
Turnul din Pisa a fost construit pe un teren mlastinos, inclinatia fiind stopata prin fundatii pe directia inclinarii. Dupa desecarile din ultimii ani inclinatia s-a accentuat si a fost necesara o interventie rapida (subturnari la fundatii, demontarea provizorie a varfului turnului etc.).
De multe ori constructiile pe teren umed se faceau dupa consolidarea acestuia prin baterea unor pilastri.
Poluarea chimica
Afecteaza de obicei calciul din materiale : mortare pietre. Prin reactiile chimice se elimina carbonatii si are loc pulverizarea materialelor. Factorii chimici din aer, in special in orasele mari ataca suprafata pietrei si mortarele. Daca armatura din betoane nu este bine protejata, este si ea atacata de factorii chimici. Lemnul tratat rezista bine la poluare.
ANALIZA SI CERCETARE IN RESTAURARE
Solutiile cautate cu ocazia restaurarii unei constructii, ansablu construit sau parc trebuie sa urmareasca punerea in valoare a aspectelor semnificative pentru un anumit stil, o anumita epoca sau curent artistic.
Este necesara o analiza istorico-critica asupra monumentului pentru a stabili valorile si partile mai putin valoroase ale ansamblului. Trebuie luate in considerare diverse aspecte legate de istoria monumentului respectiv, de istoria zonei urbane respective, stilurile dominante din acel loc, personalitatile care si-au pus amprenta asupra locului respectiv sau au trait acolo. Trebuie consultata bibliografia de specialitate care este la indemana.
In Europa cele mai multe monumente au fost in mod traditional cladirile de cult. Arhivele acestora ofera de multe ori documente valoroase referitoare la cladiri legat de construirea acestora, ctitori, donatii etc. Din pacate in cazul cladirilor obisnuite si a parcurilor nu exista de multe ori documentatii atat de bogate. Pot fi folosite uneori
pentru cercetare in lipsa altor mijloace si surse mai putin sigure cum ar fi traditiile orale transmise in timp care ofera uneori exlicatii legate de aparitia unei cladiri, a unui cartier, a unui parc.
Este importanta incadrarea monumentului intr-o tipologie, analiza stilurilor artistice folosite, scolile din care ar putea proveni mesterii care au lucrat pe acel monument, analogiile ce se pot stabili pe plan local sau intr-un context mai larg: zonal, national, european. Este necesara incadrarea corecta a monumentelor studiate in istoria universala a artelor, pentru a le putea incadra exact ca origine si valoare. Este important de studiat modul de punere in opera a materialelor folosite in timp pe monumente. Aceasta punere in opera poate sugera analogii legate de originea monumentului si de mesterii care au lucrat candva la realizarea lui.
In procesul de cercetare trebuie incadrati specialisti dintr-o serie de meserii conexe, sau a caror stiinta poate fi utila pentru mersul cercetarii:
- Istorici de arta. Acestia se ocupa de stilurile artistice, dar nu au pregatire tehnica pentru a studia modul de realizare, sau rezolvarea functionala a spatiului.
- Istoricii si arhivistii isi pot aduce contributia in cadrul cercetarii prin furnizarea unor documente si informatii din trecut.
- Sociologii pot explica anumite aspecte legate de populatia locala si de modul in care anumite colectivitati umane folosesc spatiul.
- In mod traditional pentru institutiile de cult si tot ce tine de incinta acestora teologii isi pot aduce contributia prin cunostintele pe care le au.
- Epigrafistii – au ca scop interpretarea inscriptiilor vechi.
Printre profesiile tehnice din domeniu isi au rolul in cadrul analizei arhitectii, peisagistii si inginerii de structura. Nu este usor de stabilit cata rezistenta vor mai avea in timp monumente vechi de sute de ani, a caror prabusire sau distrugere se poate produce oricand datorita vechimii lor. Totusi, din fericire multe monumente vechi rezista bine in timp deoarece mesterii luau masurile necesare din timpul constructiei si supradimensionau elementele structurale deoarece nu stiau sa le calculeze. Trebuie evitata in orice situatia pierderea substantei istorice a unui monument, deoarece reconstructiile cu materiale noi nu sunt acceptabile. Din aceasta cauza se cauta solutii cu interventii mici care sa salveze ansamblu, chiar daca la nivel de detaliu se introduc elemente noi. Aceasta abordare este cu siguranta o solutie de compromis, dar de multe ori nu exista alte posibilitati pentru salvarea monumentului si a substantei sale istorice.
ANALIZA FUNDATIILOR
O alta categorie de ingineri importanti pentru studiul monumentelor sunt hidrogeologii care pot stabilii nivelul apei freatice din sol, caracteristicile solului, modificarile care s-au produs in timp: ridicarea solului (de obicei), coborarea acestuia, dizlocari, schimbari de aciditate, eventuale poluari, etc.
Daca baza monumentului nu este solida sunt necesare interventii eficiente si rapide, deoarece altfel este posibila o prabusire sau o degradare ireversibila severa. Geologul trebuie sa stabileasca compozitia si natura straturilor terenului, sa evalueze rezistenta terenului la presiune privind sarcina la care acesta este expus. In acest scop se fac foraje la anumite distante pentru adunarea probelor de sol.
Toate constructiile care exista intr-un parc au fundatii pe care stau. Ele pot fi in functie de situatie si vechimea constructiei din caramida, piatra sau beton. Daca fundatiile sunt mai putin adanci de 1,00m, adancime medie de inghet a terenului in Romania, acestea risca sa se miste in timp deoarece partea din teren care ingheata nu este stabila. Intr-o asemenea situatie trebuie luate masuri de subzidire sau trebuie aplicate alte metode de intarire a fundatiilor. Un alt pericol reprezinta terenurile care au straturi macroscopice instabile.
Este importanta analiza panzelor de apa. Spatiile verzi si constructiile pot fi periclitate de un nivel prea inalt al panzelor freatice. Aceasta poate duce la umezeala permanenta, inundatii si chiar distrugerea edificiilor.
Din punct de vedere fizic si chimic este importanta compatibilitatea materialelor vechi cu cele noi folosite. Acest lucru este valabil atat pentru fundatii cat si pentru suprastructura edificiilor. Trebuie sa se redea continuitatea materialelor. Daca se inlocuiesc parti dintr-o constructie trebuie cautat un material cat mai apropiat de materialul vechi initial.
Daca se fac cercetari arheologice in straturile de pamant este importanta colaborarea arheologilor cu ceilalti specialisti.
O alta problema este microbiologia. Printre microorganisme trebuie amintite ciupercile care apar de obicei la umezeala, muschii si lichenii. Exista metode biologice si chimice de combatere a acestor fenomene.
De obicei se studiaza chimic si fizic materialul istoric pentru a alege materialele noi folosite. Se stabileste astfel si originea materialului, minele de unde provine, locul, etc. Daca materialul folosit pentru completarea materiei istorice este mai dur decat cel originar, in jurul acestuia va apare degradare. Daca este mai slab nu va rezista in timp. Este importanta printre altele permeabilitatea la vapori.
Este importanta relevarea cat mai corecta a terenului si a constructiilor.
Astazi se opteaza in general pentru pastrarea tuturor etapelor de evolutie pe care le-a suferit monumentul sau edificiul. In trecut se renunta la anumite etape si se revenea de multe ori la o anumita etapa mai veche a cladirii.
Patrimoniul construit (inclusiv spatiile verzi), este o problema complexa si a carui interpretare se schimba in timp. In toate situatiile este necesara o abordare interdisciplinara pentru a putea rezolva diferitele aspecte legate de obiectele si ansamblurile de patrimoniu. Prima dificultate este legata de conservarea patrimoniului, care trebuie realizata prin interventii practice eficiente, uneori in mod necesar rapide. Este important respectul pentru semnificatia si mesajul monumentelor istorice. Prin analiza se ajunge la stabilirea valorilor, a caror pastrare presupune strategii pe termen lung si scurt. Aceasta problema culturala este complexa, si solutiile gasite sunt de multe ori rezolvari de compromis discutabile.
STUDIUL RUINELOR
Studiul monumentelor permite diferite moduri de analiza si clasificare. Monumente numim ruinele cu valoare istorica, monumentele izolate, sau intregi zone urbane cu valoare istorica si artistica. Ruinele sunt ceea ce ramane dintr-un monument istoric. Ruinele nu sunt considerate neaparat doar constructiile daramate, dar oricum constructii care sunt puternic degradate si in mare pericol de a se darama. In limbaj tehnic se spune ca structura acestor constructii nu mai are plasticitate – adica nu mai rezista la nici un soc sau forta exterioara. Intr-o prima faza scopul lucrarilor este de conservare, adica de salvare a valorilor. O astfel de interventie de salvare rapida a fost nesesara pentru piciorul podului roman de la Turnu-Severin, foarte afectat de ridicarea nivelului apei. Piciorul de pod a fost salvat prin construirea unei cuve de beton sub apa care protejeaza monumentul. Dupa operatiunea de salvare s-a initiat planul necesar pentru protejarea monumentului pe termen lung cu interventii tehnice diverse. S-a pus problema ridicarii piciorului de pod cu doi-trei metri, folosind material nou sub apa, dar in final s-a renuntat pentru a nu distruge materia originara a constructiei.
VALOARE ECONOMICA SI VALOARE MATERIALA
Siturile istorice dincolo de rolul rol cultural trebuie sa aiba si un rol social si economic. Din punct de vedere social intervine rolul didactic si turismul. Din punct de vedere economic turismul este sursa cea mai importanta de venituri. Nu este un lucru neglijabil daca monumentul sau zona protejata produce profit sau are nevoie de subventii pentru a putea fi pastrat. In Romania inafara de Castelul Peles si Castelul Bran practic nu exista monumente producatoare de profit, si nu sunt nici multe constructii istorice care se pot intretine economic singure fara sa aiba nevoie de fonduri de la buget sau de la autoritatile locale. Bastionul din Timisoara este o exceptie in acest sens deoarece produce mult profit prin numeroasele spatii ale sale inchiriate la unitati comercial. Turismul compenseaza de obicei partial investitiile, dar situatiile sunt foarte diferite de la caz la caz. Unele cladiri monument au inca valoare de functionare, adica se locuieste in ele sau adapostesc alte functiuni. Se cauta ca un numar cat mai mare de edificii sa fie aducatoare de profit. De aceea se cauta adaptarea acestor constructii in masura posibilitatilor pentru a putea fi utilizate, dar fara a distruge substanta lor istorica sau a le modifica caracterul, stilul, etc. Uneori prin aceste interventii se pierde o parte a materiei istorice a obiectului, dar se pastreaza esenta sa. Autenticitatea este una dintre cele mai importante aspecte luate in considerare cu ocazia acestor interventii.
In ceea ce priveste finantarea parcurilor, acestea sunt destul de rar producatoare de profit. Exista totusi spatii din parcuri care se pot inchiria pentru concerte, spatii multifunctionale, care adapostesc temporar sau definitiv diferite functiuni productive (comert, turism, invatamant, cercetare, etc.) Spatiile multifunctionale care sunt, sau care pot fi producatoare de profit au un rol important in proiectarea si remodelarea parcurilor. Parcurile specializate (cum sunt gradinile botanice sau parcurile sportive) aduc profit, dar intretinerea lor implica si costuri mari care de obicei necesita ajutor financiar. Cladirile si parcurile care aduc profit au valoare de intrebuintare, cele care nu produc nu au valoare de intrebuintare. Valoarea culturala si valoarea de intrebuintare sunt doua aspecte care nu au legatura directa intre ele, dar situatia ideala este aceea cand ambele sunt cat mai mari. Valoarea istorica si culturala subsumeaza tot ce tine de traditie, de valoarea de reprezentativitate, de raritate, de frumusete.
Pe lista patrimoniului national sau mondial, in functie de importanta, sunt trecute monumente pe baza criteriului raritatii si autenticitatii. Valoarea de intrebuintare implica de obicei o valoare economica mai mare, o valoare functionala, o valoare educationala si sociala. Unicitatea unui monument deriva din relatia sa cu timpul istoric. Monumentele unice sunt de obicei cele foarte vechi.
Autenticitatea unui monument deriva din valoarea istorica a materialului folosit, din valoarea si originalitatea tehnicilor folosite, din conceptii originale, din valoarea cadrului ambiental vechi pastrat. Autenticitatea rezulta din materialul istoric pastrat dar si din punerea in opera specifica unui timp sau epoci.
METODE SI POSIBILITATI DE INTERVENTIE PE MONUMENTE
Tratamentele aplicate unui monument trebuie sa fie conform conceptiilor moderne de astazi reversibile. Acest lucru este valabil astazi pentru aproximativ toate tipurile de interventii pe monumente. Interventia efectuata in prezent nu ar trebui sa aiba influenta asupra unor posibilitati viitoare de interventie. Interventiile folosite multa vreme in secolul XX printr-o utilizare exagerata a betonului armat nu mai sunt acceptabile astazi. Se prefera materiale moderne care pot fi inlaturate ulterior fara a distruge substanta istorica a cladirii. Din aceasta cauza pentru intarirea structurilor de rezistenta se prefera fibrele de carbon si fierul.
Restaurarea unui monument (eventual parc) implica un proces complex. In primul rand trebuie definite valorile monumentului respectiv si hotarate procedeele folosite, interventiile pe termen lung si scurt. Restaurarea nu se poate face dupa o reteta exacta, fiecare caz este special si trebuie abordat in acest sens. Pentru definirea corecta a valorilor sunt necesare cercetari istorico-critice. Prioritatile se stabilesc in functie de starea monumentului. Cercetarea si diagnoza finala conduce la o lista de prioritati. Planificarea duce la o strategie de interventie pe termen lung ce implica mai multe etape. Diferitele aspecte pot intra in conflict, deoarece exista teoretic intotdeauna mai multe posibilitati de interventie. Diferitele scoli de proiectare si restaurare prefera fiecare alte metode si au putin alte liste de prioritati in abordare. Aceste lucruri implica atitudinea fata de substanta istorica, fata de tehnica folosita, fata de valoarea atribuita diferitelor etape de constructie etc. Important este ca evaluarea sa fie realista si corecta din punct de vedere tehnic.
Protectia monumentelor
- actiune necesara pentru asigurarea conditiilor de existenta a unui monument, sit sau zona istorica. Termenul este realationat si cu protectia fizica impotriva vandalismului si a factorilor externi de distrugere.
Conservarea monumentelor este astazi in occident parte a planificarii teritoriale moderne. Se studiaza si se iau masuri pentru pastrarea si punerea in valoare a unor zone intregi urbane. Conservarea integrata presupune protejarea unor astfel de zone urbane.
Protectia legala – presupune existenta unor legi de protectie a monumentelor care sa asigure apararea acestora in toate conditiile. Legea prevede in mod normal sanctiuni pentru incalcarea prevederilor. Este asigurata prin legislatie si norme de planificare ce garanteaza apararea impotriva distrugerilor, ghidul actiunilor potrivite si sanctiunile corespunzatoare.
Protectia fizica a obiectului de patrimoniu inseamna tratamente locale (aplicarea de pelicule protective) si masuri cu caracter mai larg (de exemplu acoperiri, sprijiniri, chiar in caz extrem stramutarera unor monumente daca nu exista alta solutie.) Protectia fizica presupune si masuri de aparare impotriva vandalismului si a factorilor externi de distrugere.
Interventiile de intretinere – presupun acele masuri care sunt necesare pentru mentinerea obiectului sau sitului istoric in starea existenta.
Se realizeaza prin reparatii mici (curatirea suprafetelor, vopsea de protectie etc. ) si prin inspectii regulate. Reparatiile mai mici sunt reparatii locale necesare datorita unor degradari nu foarte importante datorate umezelii, agentilor chimici sau altor factori externi. Actiunile mici preventive pentru protectia monumentului sunt mai ieftine decat interventiile de anvergura care necesita o restaurare de ansamblu. Este foarte important in cazul constructiilor de orice fel ca tiglele, jgheaburile, burlanele sa fie schimbate daca sunt degradate si intretinute permanent. Lipsa de intretinere este una dintre cauzele majore ale degradarilor, inclusiv in cazul constructiilor din cadrul spatiilor verzi (garduri, pergole, chioscuri, mici cladiri etc. )
Lucrarile de conservare – sunt activitati ce au ca scop stoparea sau macar incetinirea procesului de degradare. Este importanta intarirea materialelor constituente si stabilizarea lor, in paralel cu inlaturarea partilor degradate. Este de asemenea importanta eliminarea cauzelor degradarii, intarirea materialelor constituente, stabilizarea lor. Scopul principal al lucrarilor de conservare este prelungirea vietii monumentului. Trasatura
distinctiva a lucrarilor de conservare este ca nu propun modificarea aspectului monumentului, pastrandu-l in forma in care a juns in prezent.
Consolidarea- este o operatie care se refera la refacerea integritatii structurale a obiectului si care trebuie sa confere durabilitate constructiei. Este importanta de multe ori modificarea proprietatilor mecanice ale diferitelor parti ale constructiei pentru ca acestea sa reziste mai bine la actiunea surselor de degradare din mediu, tot mai numerosi astazi din cauza poluarii. Detaliile cu valoare artistica ale monumentelor trebuie de asemenea salvate. In acest scop se trateaza cu solutii chimice speciale stucaturile, se consolideaza picturile murale. Se folosesc in acest scop materiale suport rezistente, adezivi. Este important sa se respecte principiul reversibilitatii, adica sa fie posibila eliminarea ulterioara a elementelor adaugate, daca se va trece la noi operatii de restaurare in viitor, sau daca se vor descoperi metode mai eficiente. Toate aceste interventii enumerate nu trebuie sa duca la modificarea aspectului monumentului
Restaurarea – este o alta categorie de interventii.
Are ca scop de obicei evidentierea conceptiei originare a monumentului si prezentarea ei estetica. Este important de stabilit prin analiza etapa optima din viata monumentului, care poate avea o istorie de sute sau mii de ani in unele situatii. Etapele mai putin valoroase erau candva inlaturate pentru a reda unitatea compozitiei. Astazi se prefera de obicei pastrarea tuturor etapelor istorice, ce stau ca marturie a evolutiei cladirii. Uneori unele etape sau elemente se inlatura pentru a scoate la lumina parti mai valoroase ascunse. Este important ca deciziile sa se ia pe baza unor cercetari ce au ca obiect un demers stiintific. Restaurarea este o operatie de inalta specializare ce presupune evaluari istorico-critice si analize tehnologice ce au ca scop restituirea unitatii potentiale a obiectului in repectul autenticitatii sale, in baza unui proces dialectic de negare si selectie.
Restaurarea analitica – are ca scop pastrarea tuturor etapelor din istoria constructiei.
Un demers contrar ar trebui sa aiba ca scop restabilirea unitatii stilistice. In unele situatii sau folosit metode de compromis, ca la Buda (Budapesta), unde sub tencuiala caselor renascentiste s-au descoperit elemente de decoratii ale ferestrelor gotice mai vechi. Acestea au fost partial dezvelite ca o curiozitate istorica si artistica. In schimb fatadele au ramas in mare ca pana acum pentru a nu distruge unitatea fatadelor cladirilor respective.
Renovarea – Presupune o interventie majora asupra constructiei ce are ca scop schimbarea functiunii. Este o interventie brutala incompatibila cu principiile moderne ale restaurarii. Este totusi acceptabila in unele cazuri. Intinderea unui nou strat de tencuiala peste straturile vechi este preferabila in comparatie cu schimbarea tencuielii vechi cu una noua.
Reconstructia – presupune reeditarea unui obiect complet sau partial distrus (razboi, calamitati naturale, operatiuni urbanistice). Interventia trebuie sa se bazeze pe o documentare serioasa care sa permita o reeditare identica (reconstructie istorica).
Amplasamentul poate fi schimbat doar in cazuri de exceptie. In mod normal se foloseste locul initial daca este posibil. Dupa 1945 in Polonia, in special in Warsovia distrusa s-a recurs la reconstructia intregului centru istoric. La noi in tara s-a reconstruit in mare parte manastirea Cotroceni din Bucuresti. Un alt exemplu de la noi din tara este stramutarea cetatii din insula Ada Cale, acoperita de ape cu ocazia construirii hidrocentralelor de pe Dunare in insula Simian. Cetatea si-a pierdut din pacate atractia dupa aceasta stramutare. Si bisericile de lemn care pot fi vazute in muzeele satelor din Timisoara, Bucuresti, Cluj, au fost stramutate din locul lor initial pentru a fi expuse. Ele au fost demontate si montate la loc piesa cu piesa. Din pacate in noul lor mediu pierd din valoarea lor pentru ca nu mai au legatura cu locul in care au fost construite initial. Si in parcurile istorice ale Europei se fac lucrari de reconstructie ale unor constructii vechi disparute sau foarte puternic degradate a caror substanta istorica nu mai poate fi salvata.
Anastiloza – presupune reasamblarea partilor dezmembrate ale ruinelor (de obicei antice). Acest demers este mai mult practicat in tarile mediteraneene, deoarece la noi clima ar nu permite ca ruienele astfel ridicate sau sprijinite fara mortar sa se pastreze. Caz particular al restaurarilor de reintregire, anastiloza se limiteaza doar la repunerea in pozitie a fragmentelor originare. Operatie ce confera monumentului aflat in stare de ruina mai multa expresivitate, se face in limitele expunerii materialului originar in conditii adecvate.
Reabilitarea – este o operatie prin care unui monument i se confera o noua functiune compatibila cu caracteristicile sale tipologice, structurale, formale. Reabilitarea presupune introducerea unor utilitati in acord cu valorile constructive, istorice si estetice ale monumentului ceea ce presupune o evaluare critica a acestora in relatie cu noul context. Se propun de obicei elemente noi moderne functionale ce nu distrug cladirea – refunctionalizare (bai, incalzire). Scopul este ca constructia sa poata fi din nou utilizata la standardele actuale cu tot confortul necesar. Operatia mai poarta numele de „valorificare functionala” sau „ refunctionalizare”.
Mansardarile – trebuie pastrata forma acoperisului si materialul initial pentru a nu modifica imaginea initiala a casei.
Ansamblurile urbane – Restaurarea urbana presupune operatii de refacere a elementelor constitutive ale structurii urbane vechi partial distruse, disparute sau avariate. Trebuie pastrate traiectoriile strazilor vechi, forma loturilor, silueta caselor etc.) daca este necesar se completeaza golurile cu cladiri noi potrivite ca forma.
Restructurare urbana- include acele operatii ce se includ in categoria restaurarilor de reintregire, constand in refacerea elementelor constitutive – se poate ajunge inclusiv pana la refacerea retelei stradale in baza unei documentatii certe.
Renovare urbana – structura urbana nu se schimba doar modificari volumetrice apar si completari ale fronturilor stradale. Se schimba unele relatii functionale care isi gasesc expresia sub raport plastic prin modificari volumetrice.
Restructurare urbana – presupune modificari ale structurii urbane existente cu inglobarea elementelor vechii structuri.
Reconstructia urbana – inseamana eliminarea totala a elementelor vechi construite si inlocuirea lor cu altele noi.
Pastrarea oraselor ca imense muzee in aer liber ce nu au valoare de utilizare nu este acceptabila astazi. Toate spatiile urbane si constructiile ar trebui sa poata fi folosite intr-un scop util, cu exceptia ruinelor si a aunor monumente cu statut special.
TEHNICI DE INTERVENTIE PE DIFERITE ELEMENTE ALE CONSTRUCTIEI
SCHELE SI ESAFODAJE
Schela este o constructie provizorie, fixa sau mobila care sustine oamenii care lucreaza.
Schela trebuie sa fie sigura, sa nu afecteze constructia istorica, structura acesteia sau decoratiile.
Exista si schele in consola in situatii speciale – pe santiere arheologice cu elemente fragile sau in zone inca necercetate.
Schele mobile se folosesc cand lucrarile au un timp de executie redus si nu se lucreaza pe o suprafata mare – pentru intretinerea acoperisurilor de exemplu.
Schela rulanta pentru lucrari de intretinere. Daca lucrarea este pe o suprafata mai mare se muta.
Umbrelele – pot oferi o protectie provizorie si partiala. Se imbraca constructia intr-un element de tip umbrela – inclusiv acoperisul. La cladiri mai mari este mari greu de folosit aceasta tehnica. Constructia trebuie protejata pe timpul executiei – chiar pe termen lung daca tine mult lucrarea.
Se mai folosesc schele cu picioare telescopice care pot fi utile in anumite situatii.
Inainte si in timpul lucrarilor de restaurare se folosesc esafodaje. Acestea sustin parti din cladire in timpul lucrarilor. Este necesara o rezemare solida pe terenul ferm sau pe monument cu protectia necesara.
FUNDATIILE
Pana in vremurile relativ recente din istorie se construia fara a cunoaste natura terenului. Acest lucru reprezenta un pericol deoarece terenul nu rezista uneori si constructiile se prabuseau sau se fisurau. Constructiile vecine, modificarile subsolurilor si fundatiilor in timp, apele subterane deviate sau apa freatica ridicata pot duce toate la distrugerea fundatiilor unei constructii. Modificarile suprastructurii pot duce de asemenea la astfel de probleme. Romanii construiau de obicei pe stanca daca se putea si cu fundatii groase, pentru ca nu vroiau sa-si asume riscuri. In perioada gotica fundatiile erau legate cu elemente de lemn care au disparut in timp si elemente de bronz, ceea ce a dus in timp la degradari. Amplasarea constructiilor pe sol viu incepe din secolul al XV-lea. De
multe ori presiunile sunt prea mari la unele cladiri vechi pe fundatii prea mici si cladirile se afunda. In alte situatii nu s-a atins cota de siguranta la inghet, aproximativ 1m in Romania, si sufera din aceasta cauza toata suprastructura. In astfel de situatii solutia este subzidirea – cu o fundatie noua sub cea veche sau mai lata, sau ambele. Subzidirea cladirii se face pe tronsoane, metru cu metru. Se sapa un metru, se lasa unul etc. Dupa ce sunt umplute golurile se sapa sub celelalte segmente.
Studiul terenului se face cu ajutorul forajelor pentru „studii geotehnice”. Probele adunate sunt analizate in laborator pentru a afla rezistenta terenului. Forajele trebuie facute la distante de cativa zeci de metri deoarece terenul nu este uniform in mod normal. In cazul terenurilor slabe aluvionare se foloseau uneori piloti de lemn pentru a realiza o baza solida. Daca aceasta baza a disparut in timp trebuie luate masuri. In mod normal in aceste situatii cand constructiile nu au fundatii suficient de late sau de adanci se recomanda subturnarea, adica injectarea de beton sub fundatiile existente. Procedeul este laborios si destul de dificil, dar este singura cale de a salva anumite monumente. In anumite situatii se bat in pamant elemente din beton prefabricat, dupa care in golurile create se toarna beton. In alte situatii se fac foraje care sunt ulterior umplute cu mortar de ciment in care se introduce si armatura. Ca teorie scopul este ca baza constructiei sa se sprijine pe un strat stabil, in nici un caz pamant moale aluvionar sau pamant la sub un metru adancime care ingheata iarna si deci este instabil.
Pentru eliminarea surselor de umezeala se folosesc drenuri, mai ales daca panza freatica este prea sus si este necesare o evacuare permanenta a apei. Drenul consta de obicei dintr-un canal sapat in pamant si umplut cu pietris mai mare jos si mai marunt sus pentru a impiedica ridicarea apei. La fundul canalului se aseaza uneori o teava colectoare. Apa adunata prin dren este dirijata spre sistemul de canalizare. Daca scurgerea este continua ea poate mentine mai scazut nivelul apei freatice si asfel poate salva constructia de la degradare.
ZIDARIILE
Tehnici de executie ale zidariei traditionale.
Exista zidarii din piatra naturala si mixte. Zidarii din piatra bruta, cioplita, fatuita sau din piatra de talie. Paramentul (fata zidariei) poate fi aparent sau tencuit. Zidariile mixte sunt din piatra si caramida. Liantul este important Din lianti sunt facute mortarele de zidarie si mortarele pentru tencuieli.
Zidariile din piatra.
Piatra de cariera se extrage in forma de cuburi neregulate. Directia de sedimentare este importanta deoarece piatra rezista mai bine la compresiune daca este asezata ca in cariera. Adica patul trebuie sa fie perpendicular pe directia de transmitere a eforturilor.
Rocile vulcanice (magmatice) – granit, bazalt, porfir sunt cele mai rezistente – au 1500 da N/cm2 .
Rocile sedimentare – calcare, gips, argila, sunt folosite ca pietre sau agregate.
Rocile metamorfice – ardezia , marmura, cuart, sunt roci decorative.
Piatra a fost utilizata in constructii de mii de ani datorita rezistentei sale deosebite la compresiune cand eforturile se transmit perpendicular pe directia stratificatiei (patul pietrei), cat si naturii sale mobile derivata din posibilitatile prelucrarii multiple.
Caramida este fabricata din nisip fin si argila, arse la peste 1500oC. Rezista la compresiune datorita omogenitatii. Se poate debita in forme diferite ce au variat de-a lungul epocilor.
Datorita usurintei fabricarii, costului putin ridicat, dimensiunilor mici cat si formelor diferite, caramida – cel mai vechi material de constructie, s-a bucurat de o larga intrebuintare in epoca medievala fiind intalnit in ziduri drepte. S-a folosit singura, sau in combinatie cu zidaria de piatra, ca pat de repartitie (2-3 randuri).
Mortarele sunt amestecuri omogenizate formate din liant, nisip si apa, la care se adauga substante active si eventual coloranti, substante cu caracter plastifiant, de accelerare sau de intarziere a prizei. Liantii sunt substante minerale sub forma de pulberi sau bulgari, care in amestec cu apa formeaza o pasta care acopera granulele de nisip si care prin pierderea apei transforma amestecul intr-o masa pietroasa. Proprietatile liantilor sunt : consistenta, plasticitatea, timpul de intarire. Proportiile de nisip si var din tencuiala depind de reteta folosita. In functie de aceasta rezulta calitatea mortarului. In evul mediu se folosea mortar de var alb, care absoarbe apa dar permite evaporarea. Mortarul are rolul sau in cadrul structurii constructiilor, el imparte sarcinile egal intre elementele constructive. In compozitia mortarelor se utilizeaza atat varul gras (aerian) care se intareste la aer si
are o priza lenta, cat si cel hidraulic. Varul gras provine din calcinarea pietrei de calcar timp de 3 zile la 900 – 1000 ºC. Varul viu se stinge in bazine unde se amesteca pana se termina fierberea. Se decanteaza de bulgari si se toarna in groapa cu var unde poate fi conservat cativa ani. Materialelel ce compun liantul (var, nisip, apa) se introduc intr-o proportie dinainte stabilita si se exprima in volume, in greutate , sau in procente (de ex. mortarul medieval – 1 parte var stins, 3 parti nisip). Calitatea mortarului, granulometria, si culoarea nisipuluiu utilizat difera de-a lungul timpului si constituie indicii de datare a constructiei. In epoca medievala se utiliza mai mult mortar de var alb gras. Acesta este ductil, aderent, absoarbe apa dar permite evaporarea (spre deosebire de varul hidraulic care face o priza rapida sub apa – dar produce probleme de condens). Rolul mortarului este de a da coeziune zidariei, contribuind la o repartitie uniforma a incarcarilor in asize. In acelasi timp este suplu, urmarind miscarile constructiei, fara a o rigidiza excesiv. Prin calitatile sale mortarul amelioreaza rezistenta zidariei la flambaj si la efectele dinamice.
Zidarii din piatra
Piatra se folosea in evul mediu pentru cetati si fortificatii, mai tarziu a ajuns un material cu multe intrebuintari, fiind folosita in secolul XIX si XX la noi mai ales pentru ziduri cu rol decorativ.
Zidaria din piatra bruta – zidurile de piatra sunt sau nu sunt legate cu mortar.
Zidaria uscata din piatra a fost utilizata mai mult la fundatii si socluri la constructii istorice.
Zidaria din piatra bruta cu mortar.
Se aseaza cu rosturi orizontale (piatra de cariera sau de rau). Materialul este dispus de maniera de a primi fortele perpendiculare pe patul de poza. Rosturile situate in planul fortelor sunt decalate asiza cu asiza pentru a permite o buna coeziune. Decalajul rosturilor exista si in sectiune transversala- pentru a asigura omogenitatea transmiterii eforturilor in interiorul zidariei. Intre doua blocuri alaturate spatiul umplut cu mortar constituie un rost continuu de adancime constanta.
Exista diferite moduri de a folosi piatra pentru pereti. Zidarii in :
opus incertum – piatra bruta poligonala de cariera. Pietrele sunt asezate incat in nici un punct nu se intalnesc mai mult de trei rosturi;decalajul se mentine si pe verticala.
opus cementicum – se folosesc bolovani de rau, zidarie din piatra sparta – moloane – eventual in combinatie cu caramida cu rosturi orizontale continue, cele verticale intrerupte, prelucrate pe cinci laturi, fata posterioara fiind prelucrata brut. Nu exista preocupare pentru a regulariza rosturile.
Zidarii din piatra sparta (cioplitura)
Se foloseau traditional trei tipuri de pietre la zidarii : cu coada scurta, cu coada lunga (butise), late cat zidul (curmezise). Se utilizau moloane de forma neregulata, de dimensiuni mici. Uneori aceste zidarii erau combinate cu caramida. La grosimi mari de ziduri se foloseste tehnica zidariilor cu doua fete zidite – din piatra cioplita ce alcatuiesc concomitent cofrajul pentru emplecton si paramentul vizibil. Umplutura este alcatuita din blocaje de piatra bruta amestecata cu mortar.
Ziduri din piatra fatuita (prelucrata)
Exista zidarie din piatra de talie, taiata cu grija dupa legile stereotomiei (arta taierii pietrelor), pentru o economie cat mai buna a materialului si a fortei de munca. Zidaria este realizata din asemenea blocuri prismatice puse in opera in asize orizontale; dimensiunile inegale ale blocurilor fac ca si inaltimea asizelor sa fie diferita. Intre doua paramente realizate astfel, umplutura este realizata din cioplitura si mortar (blocaje), asezate in asize.
Se utilizeaza trei categorii de pietre: obisnuite (cu coada scurta), butise (cu coada lunga), curmezisuri (cu coada cat grosimea zidurilor cu doua fete vazute). Dispunerea acestor pietre se face alternativ, evitandu-se alaturarea pietrelor de acelasi tip, in vederea repartizarii uniforme a eforturilor. Finisarea fetei vazute a moloanelor este tratata decorativ.
Zidaria din piatra de talie
Este realizata din blocuri de piatra fatuita cu grija, in mod regulat, cu asize neegale sau egale. Piatra de talie este taiata si desenata dupa legile stereotomiei, care necesita o buna cunoastere a materialului. In arhitectura
gotica materialul era folosit cu economie si manopera cat mai putina. Structurile gotice erau concepute ca niste constructii suple ce se pretau la deformatii fara fracturi. In parcurile Europei se gasesc numeroase mici edificii construite in stil romanic, gotic sau baroc, in functie de momentul constructiei, sau de dorinta beneficiarilor de a evoca o etapa istorica.
Pietrele de talie folosite din perioada gotica au fetele perfect plane si paralele pentru o buna repartitie a eforturilor. Mortarul are un rol esential deoarece este un material elastic ce permite o egala repartitie a presiunilor si posibilitatea deformarilor fara fractura. La zidariile gotice s-a pus un accent deosebit pe calitatea mortarului de var folosit. La executia zidariei din piatra de talie se respecta regulile de legatura obisnuite la orice fel de zidarie, rosturile dintre pietre fiind de 2-5cm. La constructiile istorice legarea pietrelor se facea si prin legaturi metalice: scoabe, dornuri, (2,5-3cm), legaturi sub forma de coada de randunica. Piesele metalice se introduceau in gauri facute anume si fixate cu mortar de ciment. La pietrele de marmura se utilizeaza bronz , alama, iar la cele calcaroase otel.
Manipularea pietrelor se facea mecanic prin diverse sisteme de agatare
Deasupra golurilor se realizau in zidariile traditionale buiandrugi in forma de arc din caramida. Astazi se fac din beton armat si au forma unei grinzi mici nu a unui arc. In cazul restaurarilor de pereti vechi trebuie refacuti buiandrugii traditionali din caramida.
Importanta zidariei intr-o constructie.
1) Rol structural de a sustine acoperisul.
2) Rol de delimitare a spatiilor (eventual spatii din cadrul unui parc)
Conformarea zidariilor are un rol important in restaurarea constructiilor. Pentru zidariile cu o grosime mai mare de 60cm, in mod traditional se foloseau doua tipuri de material: la exterior doua ziduri mai subtiri, la interior o umplutura (eventual din mortar si pietris). Cele doua fete exterioare pot fi din piatra, pot fi din caramida, sau pot fi combinatii din cele doua materiale. Uneori o fata este din caramida cealalta din piatra. Blocajul (umplutura din zidurile groase) poate fi din piatra de rau, piatra sparta, caramida sparta si un liant, de obicei un mortar. In interiorul acestor ziduri groase se mai prevedeau straturi de caramida sau piatra care formau legatura dintre cei doi pereti exteriori pentru ca acestea sa nu se desfaca. Zidarii mixte de piatra si caramida se foloseau si la contraforti, la ziduri de aparare etc. Zidaria de caramida din evul mediu avea inglobat tiranti orizontali din lemn, mai ales in dreptul planseelor si la nasterea boltilor. Acest material elastic, lemnul, prelua eforturi din zidarie pe care caramida rigida nu putea sa le preia.
FACTORI DE DEGRADARE A ZIDARIEI
a) Agentii fizici, chimici si biologici
b) Umezeala
c) Degradarea capacitatii de legare datorita capacitatii slabe a liantului si contactului sau cu umezeala.
d) Lipsa de omogenitate a zidariei mixta
Daca mortarul interior din umplutura nu este omogen zidaria isi pierde rezistenta. Alta cauza de degradare pot fi viciile de fundare neuniforma sau capacitatea portanta inegala, care in timp creeaza degradari (aceste degradari se accentueaza in timpul seismelor).
Umezeala provine din teren sau din acoperis. In timp varul din pereti reactioneaza cu oxigenul si se carbonateaza. Odata cu acest proces isi pierde capacitatea de a lega elementele si se faramiteaza. Pietrele se exfoliaza, caramizile afectate de timp se exfoliaza de asemenea si se macina. Exista degradari specifice ale pietrei, dar si liantul prost contribuie la distrugerea zidurilor vechi.
Investigarea unei constructii se face in primul rand prin observatii directe. Se pot observa astfel de exemplu fisurile din pereti ce pot da informatii utile asupra cauzelor ce le-au produs. Daca fisurile au tendinta de a se deschide tot mai mult spre exterior cauza trebuie cautata de obicei la fundatii. Fisurile verticale in zidarii sunt cauzate de obicei de adaugarea ulterioara a unor parti din perete, parti ce nu au fost tesute cu zidaria mai veche. In zona de intalnire dintre cele doua suprafete, cea veche si cea noua se pot produce fisuri orizontale.
Daca zidaria este macinata, rezista prost in timp sau se curbeaza in exterior (se bombeaza), cauza este de obicei liantul prost folosit (mortarul), sau zidaria exterioara este doar un placaj ce acopera la exterior zidul de care nu este legat bine. Golurile din zidarii sunt produse de obicei de fenomenul inghet- dezghet. Apa ce patrunde prin pori sau prin mici crapaturi ingheata iarna, isi mareste astfel volumul si distruge local zidaria.
Daca zidaria se sprijina doar pe puncte izolate, nu pe o fundatie continua corect realizata, aceste puncte izolate de sprijin se strivesc in timp datorita presiunii mari.
INVESTIGAREA ZIDARIEI SI METODE DE INTERVENTIE
Pentru stabilirea cauzelor reale sunt necesare de multe ori probe de laborator fizice sau chimice. Sunt importante de asemenea studiile de umiditate, deoarece umiditatea este principalul factor al degradarilor. Se pot face teste pentru determinarea golurilor din zidarie ce nu se vad. Restauratorii folosesc astazi aparate moderne care radiografiaza peretii pentru a vedea structura interioara – tehnici preluate din medicina si de la armata. Se pot detecta astfel golurile din interior, zonele degradate, fisurile interioare, partile adaugate ulterior. Una dintre metode foloseste ca informatie temperatura materialelor, pe care aparatul le citeste prin raze.
Defectele pot cauza deformatii ale sarpantelor. Uneori sunt necesare masuri de interventie urgente – se construiesc esafodaje de sprijin, se fac bandaje locale. Centurile de lemn din pereti sau ale acoperisurilor pot putrezi daca peretele este umed mult timp. Fundatiile sunt de asemenea periclitate de prezenta apei in pamant. Daca sarpanta este grea boltile care sunt dedesupt pot fisura. Tot din cauza incarcarilor mari zidurile vechi se pot desface la colturi. Ei sunt de obicei fixati cu tiranti de metal care leaga peretii opusi unul de celalalt (bare lungi de metal care se fixeaza in cei doi pereti opusi si impiedica departarea lor unul fata de celalalt).
Daca se tencuieste soclul unei constructii sau se trateaza la exterior cu o tencuiala prin care apa nu poate sa treaca, exista riscul ca apa capilara care urca din pamant sa urce mai sus in pereti. Aceasta se intampla datorita faptului ca apa din peretii astfel tratati nu se poate evapora si se aduna in cantitate mai mare in perete. Solutia impotriva apei freatice care urca capilar din pamant raman izolatiile orizontale din fundatii. In acest scop se injecteaza material impermeabil in fundatie sau se imbraca fundatia cu o protectie impermeabila. Ambele solutii sunt dificile si costisitoare.
In functie de situatie se recurge uneori la urmatoarele procedee:
1) Consolidarea terenului din jurul fundatiilor (prin cimentare, siliconizare etc.)
2) Consolidarea bazei fundatiilor prin largirea acestora.
3) Consolidarea partii interne a zidariei de la exterior spre interior.
In acest scop zidaria trebuie sprijinita dupa care se intervine asupra zidariei pe portiuni, pentru a nu afecta stabilitatea intregului edificiu. In cazul fundatiilor se dezgroapa succesiv segmente de cate un metri din trei in trei metri. Cand se termina primele segmente dezgropate se astupa si se dezgroapa urmatoarele.
In campul zidariei se fac in caz de nevoie urmatoarle interventii:
a) refaceri complete, atunci cand se constata deteriorari avansate in toata masa zidariei.
b) Plombari de parament in zonele cu dizlocari accidentale. Plombarile nu se pot face cu orice fel de material. Se recomanda folosirea cimentului in proportii cat mai mici daca zidurile sunt vechi si sunt realizate cu mortar de var. Doar un mortar de var (sau cu ciment putin), poate conlucra bine cu zidaria veche in timp, datorita diferentelor de comportare la frig sau cald ale mortarului de ciment in comparatie cu mortarul de var.
c) Teseri de zidarie in zonele fracturate si puternic fisurate.
d) Injectari cu mortare speciale in cazul fisurilor fine.
Masuri de ansamblu. Aceste masuri se iau atunci cand un tratament local nu poate rezolva problemele constructiei.
a) Consolidari cu ajutorul betonului ce urmaresc crearea unor legaturi structurale puternice contra deplasarilor verticale ale zidurilor. Se aplica doar atunci cand nu exista alta solutie deoarece solutiile ce folosesc betonul ca material nu sunt solutii reversibile.
b) Remodelarea paramentului in scopul restabilirii formei originare a golurilor sau a altor elemente din pereti.
c) Tencuieli si rostuiri. Se realizeaza atunci cand tencuiala cladirii este deteriorata. Rostuirile inseamna refacerea stratului de mortar dintre caramizi sau blocuri de piatra pe o adancime de doi trei cm. Este o operatie importanta pentru rezultatul final al operatiei de tencuire in ansamblu.
La zidurile libere, des intalnite in parcuri, care nu sustin nimic si au partea de sus descoperita este importanta protectia partii superioare, care este cea mai expusa la intemperii. In acest caz se realizeaza un strat de mortar care se aseaza pe partea de sus a peretului. Din componenta acestui strat pot face parte si aditivi care maresc rezistenta materialului la apa si inghet in timp. Procedee asemanatoare se aplica uneori si in cazul ruinelor.
O alta operatie practicata daca este necesar este inlocuirea ornamentelor sau a unor zone din paramentul de piatra prin taselare (care consta in inlocuirea unor elemente). O alta tehnica practicata in astfel de situatii este tehnica Mineros – care s-a folosit la restaurarea Bisericii Negre din Brasov. In cazul acestei biserici s-au folosit cu ocazia restaurarii ambele procedee amintite mai sus. Pe peretele de sud s-au inlocuit pietrele dupa tehnica traditionala. Pe peretele din nord s-a folosit tehnica Mineros. Aceasta tehnica consta in aplicarea unui strat de material artificial (marmorit). Se curata la exterior piatra bolnava pe o grosime de cinci cm, se fixeaza un grilaj galvanizat cu ajutorul unor cuie. Se aplica peste acest grilaj un strat de mortar special „Mineros”. Dupa o saptamana de la aplicarea stratului de mortar se poate rostui, pentru ca piatra artificiala sa aiba exact aceleasi rosturi ca si piatra adevarata. Pe peretele Bisericii Negre se vad aceste pietre restaurate deoarece fiecare are putin alta nuanta. Rezultatul este un mozaic de nuante care toate se asemana cu piatra originara. Diferentele de nuanta sunt voite pentru a nu mistifica substanta originara a cladirii. Avantajele acestei tehnici sunt : se observa care sunt pietrele restaurate, nu trebuie inlocuite pietrele, ci se pastreaza materialul originar al zidului in adancime, este o tehnica mai rapida si mai ieftina decat inlocuirea pietrelor.
In cazul reabilitarilor de astazi ar trebui avut in vedere faptul ca mortarul are nevoie de 28 de zile pentru a face priza si ca temperaturile extreme distrug mortarul inca neintarit. Din aceasta cauza se recomanda ca lucrarile ce se execute in anotimpurile cu temperaturi moderate deoarece si soarele excesiv poate dauna lucrarilor.
Injectiile de ciment sunt folosite pentru restaurarea peretilor de zidarie ai caror blocaj (umplutura de mortar si pietris) s-a deteriorat in timp si trebuie reabilitat. Acest procedeu a devenit astazi clasic si a fost folosit din anii 1920. Se injecteaza ciment lichid cu o presiune mica in volumul zidariei. Acest tip de operatie are efecte bune deoarece cimentul umple toate golurile, chiar si fisurile pietrelor. Procedeul are urmatoarele faze:
1) trebuie astupate rosturile pentru ca cimentul sa nu se scurga in exterior.
2) Se injecteaza apa pentru a umezi zidaria si pentru a o spala de pamant si de impuritati.
3) Se injecteaza cimentul lichid la o presiune de aproximativ 1500 kg pe benzi orizontale de unu pana la doi metri. Trebuie avut grija sa nu aiba loc scurgeri, pentru ca acestea ar putea dauna zidariei. Este nevoie deci de mai multi oameni care sa lucreze simultan.
Cimentul poate sa ajunga prin zid la distante de pana la 15-18 metri. Acest procedeu simplu este foarte eficace si a fost foarte util de multe ori. Se pot salva astfel zidarii foarte degradate, care alfel nu ar fi putut fi salvate decat prin demolare si reconstructie.
O alta problema des intalnita in cazul restaurarii zidariilor este inlocuirea elementelor de lemn putrezite cu unele noi. Lemnul este un material care daca este umed, sau daca nu poate respira putrezeste in timp. Lemnul putred trebuie schimbat cat mai repede, dar trebuie asigurata lumina si ventilatia, pentru ca fenomenul sa nu se repete.
Deformatiile si crapaturile zidurilor pot fi datorate uneori defectelor din fundatii, sau unor presiuni mari din acoperis pe care zidul nu le poate prelua.
Reparatiile cu mortar de ciment nu sunt acceptabile in cazul unui zid realizat in trecut cu mortar de var, deoarece partea restaurata cu ciment va deveni foarte dura, o zona indeformabila pe un obiect deformabil. Efectele vor fi in acest caz negative : noi deformari, crapaturi, dizlocari etc. Este acceptabila in schimb flosirea unui mortar de var cu un adaos mic de ciment, pentru amari rezistenta materialului.
Si astazi se folosesc in amenajarile de spatii verzi diverse tipuri de zidarii pentru pereti, parapeti, mici constructii, fantani, pergole etc. Calitatea punerii in opera a pietrei si calitatea materialului folosit sunt importante pentru calitatea intregii amenajari. Zidariile rustice construite din diferite tipuri de piatra, sau zidariile de piatra din blocuri taiate cu atentie pot contribui esential la efectul de ansamblu al unui spatiu verde. Daca astazi putine cladiri mai sunt decorate cu placaje de piatra, sau construite din piatra, cu atat mai putin din zidarii de tip rustic sau care imita moduri arhaice de punere in opera, in spatiile verzi sunt numeroase constructiile de piatra care se pot integra foarte bine cu vegetatia . Piatra este astazi considerata un material nobil, un adevarat material de lux, apreciat pentru durabilitatea sa si valoarea sa estetica in comparatie cu materialele sintetice folosite astazi pe o scara foarte larga.
RESTAURAREA BOLTILOR
Bolti de caramida se gasesc in numeroase cladiri istorice din Transilvania . Se intalnesc bolti de caramida si piatra in stil Romanic, Gotic, Renascentist etc. Si in numeroase parcuri din tara exista constructii cu bolti, in special din secolul al XIX-lea si din prima jumatate a secolul XX.
Boltile pot fi de mai multe feluri : cilindrice, incrucisate sau pe nervuri. Principiul static al unei bolti se bazeaza pe echilibrarea reciproca a maselor de zidarie. Materialul folosit este de obicei caramida sau moloanele de piatra. Elasticitatea necesara a materialului este data de mortarul care leaga caramizile. Factorii care determina sistemul de boltire sunt: tipul de spatiu, materialele de constructie (caramida, piatra), epoca istorica, zona geografica.
- In perioada Romanica se foloseste piatra taiate dupa sablon cu rosturile taiate perpendicular pe suprafata intradosului. Boltile sunt cilindrice drepte. Exista rosturi in lungul boltii. Pentru a forma bolta pietrele sunt asezate in asa fel incat rosturile sunt mai mari spre exterior. Exista bolti romanice din caramida tesuta. De-a lungul epocilor, in arhitectura occidentala tipurile de bolti variaza in functie de avantajele tehnice si conceptia estetica.
- In arhitectura gotica sistemul de bolti se numeste sistem ogival. Este de obicei pe plan dreptunghiular sau patrat. Descarcarea se face prin nervuri, panourile de zidarie dintre nervuri fiind doar de umplutura, nu au rol structural. Sistemul gotic este usor si realtiv elastic. Impartirea in travei faciliteaza executia si limiteaza distrugerile la anumite zone. Arcele butante exterioare cladirii pe laturi preiau eforturile si le conduc spre pamant. Nervurile sunt din piatra de buna calitate. Panourile se faceau din moloane mai mici, pietre mai neregulate legate cu mortar, tencuite la exterior. Forma arcelor de sustinere dicteaza curbura interioara a panourilor. Punctele cele mai importante ale constructiei sunt punctele de sprijin.
- In perioada Renasterii se folosesc procedee tehnice mai modeste. Bolti in cruce cu muchii iesite sau intrate, bolti cu lunete.
- In perioada Baroca se construiesc in special bolti de caramida – bolti in cruce cu muchii intrate sau iesite. Exista si bolti „A vella”. Este importanta pastrarea boltilor originare ca dimensiune si forma. Sistemele de boltire sunt deosebit de sensibile si supuse degradarilor.
ANALIZA BOLTILOR SI INTERVENTII
Este necesara expertizarea gravitatii variilor. Acestea sunt de obicei fisuri, crapaturi, dislocari, prabusiri, sau prabusirea totala. Avariile se stabilesc prin expertiza de rezistenta. In urma interventiei se stabileste interventia necesara. Pentru a putea restaura trebuie cunoscuta tehnica originara, insa este nevoie sa se aplice si tehnici noi. Inginerul de structura trebuie sa dea expertiza referitoare la materialele ce se vor folosi, la reazeme, la forme. Restaurarea depinde de tipul avariei.
Exista trei categorii de tipuri de interventie :
1) Consolidari ale formelor de bolti existente
2) Refacerea dupa urme certe a tipurilor de boltire
3) Refacere muzeistica.
Pentru categoria 1 se recomanda injectarea fisurilor cu mortare speciale, reteserea zidariilor dizlocate in tehnica si cu materialele folosite original. Eventual consolidarea nervurilor cu elemente din beton armat. Suprabetonarea armata a extradosului – se poate face total sau in retea, mai ales daca intradosul e pictat si zidul trebuie sa respire. Se mai foloseste uneori o tehnica prin care se suspenda vechea structura pe o structura noua
din beton armat. Daca este necesar se reintregesc portiunile prabusite prin reteseri sau reconstituirea boltilor prabusite. Se poate realiza in tehnica traditionala cu sau fara suprabetonare, sau se poate reface din beton daca alta solutie nu exista. Exista si posibilitatea de a reface muzeistic boltile doar pentru a reda imaginea volumetriei initiale (se poate folosi lemn sau metal sau alte materiale).
Categorii traditionale de interventii in cazul sistemelor de boltire.
Este importanta pregatirea prealabila a suprafetelor: decapare, periere pentru curatare a zidului, adancirea rosturilor.
Daca este necesar sa se taie bucati din perete se folosesc dispozitive speciale de taiere cu consum mic de material originar.
Noile structuri trebuie realizate in armonie cu structurile existente. Consolidarea trebuie sa tina seama de decoratii, pictura si formele arhitecturale.
Injectarile sunt operatii care se fac pe intrados. Se decapeaza traseul fisurii pe o latime de 20cm si se introduc stuturi de injectare care se chituiesc ca sa nu cada. Prin aceste stuturi se injecteaza mortar de var (deoarece cladirile istorice sunt realizate cu mortar de var).
Reteserile sunt praticate de asemenea daca lipsesc caramizi din zidarie sau exista fisuri mari. De obicei se pregateste in prealabil suprafata. In mod normal se retese zidaria cu material de felul celui originar. In bolti atunci cand se fac injectari se injecteaza de la nasterile boltilor spre cheile boltilor, adica de jos in sus. Se injecteaza uneori in ziduri cazeinat de calciu pentru fixarea picturilor desprinse.
In cazul boltilor cu crapaturi se fac urmatoarele operatii:
1) Se executa esafodajul si cofrajul pe intradosul boltii in lungul crapaturii. Crapatura se largeste pentru a putea fi spalata cu apa. Se introduc in crapatura mustati de otel de 50cm lungime, se chituiesc pentru fixare provizorie si se umple crapatura cu mortar de ciment.
2) Daca se folosete betonul armat tehnica este urmatoarea: Se executa esafodajele, se pregatesc si se curata rosturile. Se face cofrajul necesar pentru turnarea betonului. In prealabil se introduc armaturile de metal si se lasa mustati pentru a putea prinde ulterior placajul de piatra care va acoperi betonul. Dupa aceasta se toarna betonul.
3) Suprabetonarea boltilor.
Se dispune armatura si se prevad agrafe de agatare a boltii existente. Cu ajutorul agrafelor bolta noua de beton va fi legata de cea veche de caramida sau piatra. Dupa aceasta se suprabetoneaza cu goluri (in retea ) sau uniform peste tot pentru ca zidul sa poata sa respire.
4) Refaceri.
Este necesara o buna documentare pentru tehnica originara. Se cauta material cat mai apropiat cel cel originar si se taie dupa tehnici traditionale, se dimensioneaza exact ca in urma cu sute de ani pentru a putea pastra imaginea boltii. Rosturile trebuie sa fie perpendiculare. Executia se face de la nasterea boltii spre cheie. Este importanta indemanarea dulgherilor care fac cofrajele. Boltile de beton se folosesc atunci cand stim unde au fost boltile vechi, se vad urmele.
La biserica gotica Sf. Mihail din Cluj a avut loc o refacere muzeistica. Boltile din caramida din corul bisericii Sf. Mihail, care in secolul al XVIII-lea au inlocuit pe cele gotice originare – primejduind echilibrul monumentului din cauza unui mod diferit de transmitere a sarcinilor, au fost demontate. In vederea reconstituirii solutiei spatiale originare, s-au turnat nervuri din beton armat in care au fost incastrati boltarii originari si cei de completare, nervurile fiind rezemate pe console de piatra prinse in zidaria corului. Panourile de umplutura au fost executate din caramida in tehnica traditionala. Boltile tavanului au fost suspendate de o structura de beton armat care nu este vizibil deoarece este la nivelul podului bisericii. La Sala Dietei din Castelul de la Hunedoara s-a recurs la reconstituirea totala a boltilor deoartece tavanul vechi se prabusea. Nervurile de piatra au fost agatate de o bolta turnata din beton armat (1956). S-a putut reconstitui imaginea interioara spatiala din secolul XV a salii acoperite cu bolti sixpartite in ogive rezemate pe un sir median de coloane octogonale si console, numai in baza reconstituirii exacte a traseului boltilor de piatra descoperite cu ocazia cercetarilor si relevarea exacta a urmelor
boltilor pe zidurile laterale. Nervurile reconstituite din piatra sprijinite pe cofraje, au fost ancorate in armatura generala a boltii monolite din beton armat turnata pe traseul boltii originare.
Refacerile dupa urme certe a sistemului de boltire presupune reintregirea portiunilor prabusite prin reteseri locale cu materiale similare, sau reconstituirea boltilor prabusite in tehnica originara, cu sau fara suprabetonare.
5) Refacerea muzeistica a boltilor originare presupune ca se renunta la refacerea volumetriei originare – se reface doar imaginea spatiala a acestuia prin reeditarea muzeistica a formei boltilor, folosind pe langa materiale originare (reazeme fragmente boltari) si materiale moderne (metal sau lemn).
TIPURI DE DEGRADARI ALE PIETREI SI TRATAMENTE
In restaurarea cladirilor exista „tratamente curative” si „tratamente preventive”.
De obicei ar trebui sa punem accentul pe tratamentele preventive. Nu ar trebui sa asteptam pana cladirile se degradeaza. Daca insa cladirea este deja degradata, atunci trebuie sa gasim solutii pentru tratamentele curative. Tratamentele curative sunt mai putin indicate decat cele preventive pentru ca trebuie sa pastram substanta istorica a cladirii, iar tratamentele curative presupun interventii mai brutale.
Degradarile sunt cauzate in general de timp si de factorii de mediu. Cutremurele pot distruge ireversibil cladirile istorice. Din fericire in zona de vest a tarii pericolul cutremurelor este mult mai mic decat in zona de sud-est a tarii.
Patina este o problema complexa. Patina se formeaza pe exteriorul cladirilor datorita factorilor climatici si este un proces complex. Factorii climatici sunt fizici, chimici si biologici. La acestea se mai aduga si vechimea in sine care duce la modificarea materialelor.
Mecanismele de degradare sunt fenomene cu origini multiple.
In ceea ce priveste interventiile pe cladiri trebuie urmate urmatoarele reguli:
1) Interventia de restaurare trebuie sa fie facuta doar daca este inevitabila. In mod normal se recomanda operatii de conservare.
2) Este bine ca interventia sa fie minima
3) Este bine ca interventia sa fie reversibila – daca e posibil interventia trebuie sa fie macar identificabila.
4) Interventia trebuie sa fie discreta, compatibila cu cladirea ca material si tehnica. Noul element nu trebuie sa apara ca un corp strain pe monument.
DEGRADARILE FATADELOR DIN PIATRA
Crusta neagra pe piatra este rezultatul poluarii. In timp se exfoliaza si piatra incet incet se macina. In mod normal calcitul Ca CO3 care se formeaza in timp este un material protector. Daca locul acestuia este luat de crusta neagra piatra nu mai arata bine si este atacata de poluare. Degradarea in pietre poate fi alveolara sau vermiculara (in cazul anumitor roci). Mai contribuie la degradarea pietrelor si factorii biologici : muschi, licheni, microorganisme, care formeaza colonii biologice.
In mod normal patina pietrei trebuie pastrata deoarece confera un aer placut cladirii – un aspect de vechi, dar nu de degradat. Patina apara suprafata exterioara a fatadei, partile interioare ale pietrei, ea se formeaza in timp printr-un proces complex de actiuni fizice si chimice care actioneaza asupra materialului fara sa-l distruga.
Pitting-ul
Este o degradare in urma depunerii pe piatra a diferitelor materiale – fum , praf, etc. Se formeaza in timp o crusta neagra. Acesta crusta in timp se exfoliaza si cade, dar ia cu sine si un strat de piatra. Pe locul respectiv porii pietrei raman deschisi, piatra este si mai vulnerabila actiunilor mediului. Crusta neagra se datoreaza poluarii, ea este vizibila pe constructii in orase mai ales de cand nivelul poluarii a crescut in ultimele decenii. Poluarea reprezinta in timp o reala amenintare pentru piatra.
Clivajul
Apare atunci cand liantul natural al pietrei se degradeaza. In cazul gresiei aceasta degradare se citeste clar – se vad straturile de la formarea pietrei. Aceste straturi incet incet se desfac datorita degradarilor interioare.
Florescenta
Florescenta apare datorita depunerilor de saruri pe suprafata pietrei. Sarurile se depun datorita umezelii si sunt aduse pe suprafata pierei de apa care circula prin capilaritate. La interior aceste saruri sparg coeziunea pietrei care incepe sa fisureze. Se vad in final la suprafata depuneri de saruri si crapaturi. De multe ori aceste fenomene apar datorita mortarelor de ciment care s-au folosit la restaurarea cladirii. Sarurile din aceste mortare migreaza cu apa prin piatra si se depun in diferite zone. Aceasta este una dintre motivele pentru care nu este bine sa se foloseasca mortare de ciment pentru restaurarea constructiilor istorice, deoarece nu sunt compatibile cu materialul acestora.
Exfolierea
Exfolierea este desprinderea acestor depuneri impreuna cu un strat de piatra. In timp se distrug in acest fel pietrele iar suprafetele ramase neprotejate sunt mult mai sensibile la factorii de mediu.
Fisuri
Fisurile – la inceput foarte fine sunt provocate de cutremure sau din lovire. Loviturile sunt foarte periculoase. Fisurile cresc in timp datorita inghetului. Apa care patrunde ingheata isi mareste volumul si distruge local piatra.
Eroziunea
Eroziunea se datoreaza vantului si ploii. Se pierde in timp relieful materialului. Sunt periclitate atat piatra cat si caramida. Sunt expuse in mod deosebit colturile.
Atacuri chimice
Atacurile chimice se datoreaza depunerii unor microorganisme care produc acizi, care in timp actioneaza asupra materialului.
Incrustatii
Incrustatiile sunt depuneri foarte aderente in zone alveolare. Aceste trebuie curatate si astupate cu solutii protectoare pentru ca fenomenul sa nu se mai repete.
Bioxidul de sulf din aer
Calcarul din piatra reactioneaza cu bioxidul de sulf din aerul poluat al marilor orase. Rezulta din aceasta reactie sulfat de calciu si oxigen. Sulfatul de calciu este un ghips care nu are rezistenta la agentii exteriori si se distruge repede. Scurgerile de culoare gri care se vad de multe ori pe fatade sunt astfel de compusi de calciu care provin din piatra degradata.
Tratamente pentru materiale poroase
1) Curatarea – presupune indepartarea tuturor depunerilor de pe suprafata materialului, daca acest lucru este posibil in conditiile in care suprafata materialului nu este foarte degradata. Daca materialul este foarte degradat se consolideaza intai cu rasini care sunt usor de spalat, in special in cazul sculpturilor.
2) Curatarea mecanica (este posibila daca nu sunt degradari mari ale materialului) se face cu un aparat care sufla aer sau apa, uneori un amestec de aer si apa. Este un aparat abraziv, functioneaza cu ajutorul unui curent de aer turbionar pe care il produce. Se poate folosi bine la materiale dense si dure, dar la pietrele moi si la calcare nu, deoarece aceasta tehnica umezeste suprafata, o supune la presiune si la anumite temperaturi. O astfel de tehnica s-a folosit la restaurarea Palatului Regal din Bucuresti. Rezultatele sunt bune, dar nu s-au extras sarurile din piatra si se vad scurgeri de pe cornisa. La aceeasi cladire s-au aplicat si taselari pentru a umple urmele gloantelor de la revolutie. Piatra folosita pentru umplerea golurilor trebuie sa semene foarte mult cu cea originara ca nuanta si textura.
3) Curatarea chimica. Are ca scop dizolvarea depunerilor printr-un jet de vapori de apa – un fel de spray. Bulele de aer intra in pori, apa umezeste si moleculele de aer imping particulele de murdarie. Este un procedeu care seamana cu cel care se desfasoara in masinile de spalat. Din pacate jetul de apa poate sa produca si degradari mecanice, in timp ce umezeala poate avea efecte negative asupra zidului. Jetul de aer actioneaza si el dur asupra materialului.
4) Cataplasma. Se aplica initial un strat de preconsolidare a materialului. Acesta dispare prin curatare la momentul potrivit. Se folosesc solutii bazice sau acide, in functie de caracteristicile pietrei, care trebuie bine analizate in prealabil. Este important de stiut Ph-ul pietrei ca si a substantelor folosite. Cataplasma este o bucata de material moale pe baza de hartie japoneza, sepiolit sau fulgi de celuloza, sau argila absorbanta. Pe acest material se aplica substanta chimica. Se aplica ca un bandaj pe zid in zonele unde este necesar. Dupa un timp substantele chimice isi fac efectul si curata piatra astfel bandajata. Uneori trebuie extrase si grasimi cu ajutorul unor astfel de solutii cu solventi. Dupa inlaturarea bandajului suprafata trebuie bine curatata de acizi cu perie si multa apa. In cataplasma se pune si un biocid, care omoara eventualele microorganisme, alge, care traiesc pe suprafata pietrei. Imaginea finala a unui monument depinde de proiectantul care conduce lucrarile. De obicei este bine sa se pastreze patina obiectelor vechi. Daca se folosesc bucati de piatra pentru completari, acestea se tin o perioada de cateva luni in aer, inainte de a le folosi petru a prinde putina patina in contact cu aerul. Dupa cateva luni se vede adevarata culoare a pietrei, si daca contine oxizi de fier sau alte saruri. De exemplu daca piatra contine oxizi de fier devine rosiatica.
5) Laserul. Este o metoda inca insuficient studiata la noi in tara. Se foloseste uneori in occident.
6) Completarile. Sunt umpleri cu materiale asemanatoare si cu o duritate potrivita, alfel s-ar rupe straturi ale pietrei si s-ar desprinde. Se folosesc si rasini amestecate cu praf de piatra care corespund si au aceleasi calitati ca si piatra.
7) Consolidarea. Presupune introducerea in profunzimea pietrei a unei substante care sa refaca calitatile mecanice si fizice initiale ale materialului. Cele mai moderne materiale sunt rasinile siliconice (piatra macinata folosita contine si siliciu). Noul material folosit nu trebuie sa atace piatra, trebuie sa adere bine si sa aiba acelasi coeficient de dilatare – sa lucreze in timp la fel ca piatra. Se folosesc silicati, rasini acrilice sau siliconice pentru calcare si marmore, rasini alchilice, silicati cu rasini alchilice. Tratamentul pietrei se face cu pensula, sau cu spray-uri, sau prin injectare. Aceste materiale nu se pot aplica in mediu umed, trebuie evitata ploaia si temperaturile de sub 4 ºC.
Tratamentele de protectie. Au ca scop sa nu mai apara noi degradari. Se aplica pelicule pe exteriorul pietrei care sunt de obicei tot pe baza de rasini. Sunt eficiente masurile de limitare a poluarii, deoarece in mare parte poluarea este la originea degradarii pietrei. Tratamentul nu trebuie sa duca la eroziune, nu trebuie sa schimbe culoarea pietrei. Materialul folosit trebuie sa fie permeabil la vapori si nu trebuie sa fie permeabil la apa. Pentru ca interventia sa fie reversibila ar trebui sa existe un solvent la care rasina sa reactioneze, pentru cazul in care apar in timp materiale mai bune sa permita o interventie ulterioara.
RESTAURAREA STRUCTURALA SI PROBLEMELE SEISMICE
Pentru restaurarea unei constructii lucreaza o echipa intreaga de specialisti din diverse domenii. Printre acestia se gasesc de obicei istorici, chimisti, pictori (restauratori), daca este cazul structuristi, ingineri geotehnicieni, ingineri instalatori, arheologi si arhitecti.
In secolul al XIX-lea in scoala de restaurare a lui Viollet le Duc se foloseau pentru restaurarea structurilor elemente de metal din otel si fonta. Se realizau din aceste materiale centuri periferice, tiranti, care erau fie inglobate in masa zidariei fie libere. Fonta era folosita pentru pilastri si coloane, otelul pentru tiranti. In primii ani ai secolului XX apare noul material – betonul. Carta de la Atena din 1931 sublinia si promova avantajele betonului – ca solutie moderna pentru restaurare. Avantajele betonului erau urmatoarele:
- se turna, deci nu trebuia lucrat cu obiecte de mari dimensiuni
- tehnica de realizare este usoara
- se poate mula
- conlucreaza foarte bine cu armaturile.
Partenonul Atenian a fost restaurat cu beton. A fost prima lucrare de reintregire a unui monument la care s-a utilizat betonul armat.
Exista totusi doua probleme majore daca se foloseste betonul pentru restaurare.
- vaporii bogati in sare si apa capilara cu saruri din beton– migreaza si afecteaza cladirea
- exista diferente de porozitate intre beton si piatra
Daca prin pori intra apa in timp armaturile ruginesc. 1mm de armatura se transforma in 6mm de metal ruginit. Marirea volumului sparge betonul. In acest fel intra mai multa apa si fenomenul se amplifica. Si in Italia s-a folosit din pacate betonul la restaurari pentru suprafete expuse coroziunii. Rezultatele au fost foarte proaste in timp.
In 1957 s-a redactat Carta de la Paris la un congres al inginerilor restauratori. S-a propus deja atunci trecerea catre o noua gandire in problema restaurarii. S-a discutat problema structurii constructiei care trebuie restaurata. Si in cazul unei constructii vechi exista o schema statica care trebuie calculata de catre inginer, la fel ca si in cazul constructiilor noi. Ideea cartei este de a pastra si schema statica a structurii originare, nu doar materialele si forma exterioara. Din acest punct de vedere betonul armat este un material total inacceptabil, deoarece modifica radical schema statica a constructiilor pentru care este folosit. Intr-o structura de beton fortele circula cu totul altfel decat intr-o zidarie din piatra sau caramida.
Carta de la Venetia din 1964 precizeaza la artocolul 10 ca atunci cand tehnicile traditionale sunt ineficiente trebuie sa se recurga la tehnici noi moderne. Astfel se permite folosirea celor mai noi tehnici in procesul de restaurare. Astazi se prefera in comparatie cu betonul materiale mai performante moderne, care permit in general solutii reversibile, care ar putea fi inlocuite in timp cu altele mai peformante. Totusi Carta de la Venetia sustine ca daca este posibil sa se foloseaca tehnici si materiale traditionale. Daca se folosesc materiale moderne, acestea trebuie sa fie compatibile cu cele vechi (adica sa nu le distruga), si sa fie verificate in timp. Materialul cel nou introdus trebuie mascat, totusi interventia sa fie marcata pentru a nu crea confuzii in viitor. Interventia trebuie sa fe reversibila.
In 1982 a fost emisa Carta Conservarii si Restaurarii obiectelor de Arta si Cultura.
Se repeta ideea ca elementele introduse trebuie sa fie ascunse si ca sunt preferabile consolidarile traditionale (cu tehnici traditionale).
In Romania existenta unor cutremure de pamant periodice de mare amploare face ca in unele zone ale tarii restaurarea structurala a constructiilor sa fie complexa si dificila. In aceste zone cutremurele sunt principala cauza a degradarii monumentelor. Cel mai periculos epicentru este Vrancea.
Primul care se distruge in constructii datorita seismului este liantul – mortarul, dupa care se distrug si se misca de la locul lor si caramizile sau pietrele.
Daca se analizeaza o constructie veche trebuie obtinute informatii legate de teren (de amplasament), de conceptia structurala de ansamblu, de tehnica si tehnologia de realizare, si desigur legat de starea de degradare. Acest tip de analiza se numeste analiza critica.
Despre teren este important de aflat nivelul panzei freatice (ca sa nu apara fisuri din cauza tasarilor inegale ale fundatiei). Panza freatica inalta duce la urcarea apei prin ziduri prin capilaritate.
Studiile geotehnice dezvaluie si alte date despre caracteristicile geologice si geomorfologice ale terenului.
Analiza istorica presupune studiul tuturor etapelor prin care a trecut constructia.
Analiza de conceptie structurala de ansamblu se face pe baza releveului.
- se identifica schemele statice ale constructiei. (modul cum se scurg fortele prin ziduri).
- dispozitia maselor, centrul de greutate al constructiei.
- raportul plin gol al zidurilor.
- discontinuitatile structurale
- zonele cele mai solicitate
- se identifica diversele abateri de la verticala ale zidurilor
Analiza tehnologica – presupune identificarea elementelor structurale, materialele folosite, procedeele de realizare. Daca exista relevee din perioade diferite se pot eventual identifica modificarile pe care le-a suferit in timp constructia.
Analiza starii de degradare
- presupune un releveu de avarii
- un releveu fotografic
Analiza experimentala
Presupune investigatii legate de materialele componente ale structurii. Analizele se fac in laborator. Se studiaza rezistenta, porozitatea materialelor etc. Pe santier se pot identifica :
- incarcarea intr-un perete
- rezistenta la compresiune a zidariei
- modulul de elasticitate al zidariei
UMIDITATEA CONSTRUCTIILOR VECHI
CARACTERISTICI
- Este de invazie
- Are caracter cronic
- Este distribuita neregulat in constructie
- Este stationara sau progresiva
Functie de sursa poate fi :
1) Umiditatea din infiltratii directe de apa
- de origine accidentala (defectiuni de instalatii)
- din precipitatii atmosferice (+ neetanseitati si/sau defectiuni ale protectiilor)
2) Umiditatea din atmosfera prin condensarea vaporilor de apa
3) Umiditatea din teren prin ascensiune capilara
- din ape de suprafata din teren (ape meteorice dispersate in teren; scurgeri accidentale din conducte, puturi, etc.)
- ape din panza freatica
DEGRADARILE DETERMINATE DE UMIDITATEA ELEMENTELOR DE CONSTRUCTIE
1) Alterarea comportamentului static prin
- Reducerea rezistentei mecanice
Inlocuirea aerului din porii unui material cu apa inseamna inlocuirea comportamentului elastic al aerului cu ralativa incompresibilitate a apei. In momentul punerii sub sarcina a materialului, efectul de expulzare a apei interstitiale induce eforturi suplimentare care, adaugate compresiunii verticale sau axiale din incarcari, determina aparitia unor componente distructive – orizontale (zidarie) sau radiale tangentiale (lemn). Spre exemplu pentru o piatra calcaroasa cu porozitate 36%, rezistenta la rupere se reduce de la 126 kg/cmp (piatra uscata) la 48 kg/cmp (piatra saturata). Reducerea rezistentei mecanice a zidului este in plus agravata prin cresterea greutatii sale proprii. Astfel, un zid cu o umiditate de 30% in volume trebuie sa suporte un plus de greutate de 300kg/mc de zidarie (o suprasarcina de cca. 10%). In general, un plus de 10% umiditate reduce rezistenta mecanica a zidariei cu 60%.
- Variatii dimensionale
Trecerea unui material din stare uscata in stare umeda determina cresteri dimensionale, reduse in cazul pietrelor (85-180 microni/ml, functie de capilaritate), dar relativ importante si diferite ca valoare pe cele trei directii in cazul lemnului (pentru 1% variatie de umiditate, variatiile dimensionale axiale sunt de cca. 0.01%, cele radiale cca. 0,03-0.4% iar cele tangentiale cca. 0,06-0.55%).
- Reducerea capacitatii de izolare termica
Apa are conductivitate de 25 de ori mai mare ca aerul. Ca atare conductivitatea termica a materialelor creste in functie de procentul de umiditate continuta: fata de valoarea conductivitatii materialului considerat uscat, o umiditate de 5% corespunde unei cresteri a conductivitatii termice cu 75% si care poate ajunge 155% pentru o umiditate de 20%.
- Degradarea materialelor
Prin procese fizice, chimice si biologice. Se dezvolta in timp datorita umezelii o micro –flora si fauna specifica (mucegai, bacterii – cu efecte negative asupra sanatatii oamenilor).
DIAGNOZA UMIDITATII
UMIDITATEA DIN CONDENS SI UMIDITATEA DIN ASCENSIUNE CAPILARA
Comparatie intre manifestarile specifice
Dintre sursele posibile, umiditatea din condens si cea provenita din teren prin ascensiune capilara, sunt mai dificil de identificat si uneori confundabile; in cazul cladirilor vechi, cele doua fenomene pot fi asociate.
Umiditatea din condens
- In fiecare an se manifesta in acelasi anotimp.
- Se manifesta oriunde pe inaltime cladirii.
- Uda peretele pe suprafata exterioara sau interioara.
- Dispare la caldura si ventilare, dar reapare.
Umiditatea din ascensiune capilara
- Este independenta de anotimp.
- Se manifesta la baza cladirii si se ridica pe o inaltime de 2-3m deasupra terenului.
- Impregneaza peretele in toata grosimea sa, cu cantitati mai mari in nucleul central.
- Dispare in cateva luni (sau ani) dupa eliminarea sursei si nu se repeta.
MANIFESTARI IN FUNCTIE DE SURSA DE ALIMENTARE
Sursa de alimentare a apei poate fi constituita de:
- ape de suprafata dispersate in teren (ape meteorice; scurgeri accidentale din conducte, puturi, rezervoare ingropate, etc. )
- panza freatica
Umiditate din ape de suprafata
- Are manifestari impresionante, dar frecvent localizate la o singura latura (parte) a constructiei.
- Este caracteristica unei singure constructii sau unui grup limitat de cladiri invecinate.
- Prezinta deseori oscilatii sezoniere ale inaltimii.
Umiditate din panza freatica
- Afecteaza toata cladirea in mod uniform; inaltimea este ceva mai mare la peretii interiori si proportionala cu grosimea zidului; pe exterior este maxima pentru expunerea N sau NE.
- Este comuna tuturor cladirilor din zona, contemporane ca executie si din aceleasi materiale.
- Nu prezinta oscilatii evidente de inaltime pe parcursul anului.
Diagnoza umiditatii
SIMPTOME CAUZE PROBABILE OBSERVATII NECESAREFasie umeda continua la baza zidurilor (cu sau fara eflorescente)
a. Ascensiune capilara Continuitatea fenomenului
Umiditatea fetei interioare a zidurilor
Umiditatea constructiilor invecinateFasie umeda discontinua la baza unui zid (cu sau fara eflorescente)
a.Umiditate de origine accidentala
b. Ricoseu al ploii
c. Ascensiune capilara
Starea trotuarelor
Absenta jgheaburilor si burlanelor
Natura terenului la baza zidului
Relatia ploaie – aparitia fenomenului
Heterogenitatea ziduluiPete sau eflorescente, izolate sau pe toata inaltimea zidului
a.Consecinta a unor vechi infiltratii
b. Condens superficial
Continuitatea fenomenului
Heterogenitatea zidului
Relatia umiditate atmosferica- aparitie fenomen
Pete de umezeala pe toata inaltimea zidului
a.Umiditate de origine accidentala
b.Infiltratii directe de ape meteorice
Starea pluvialelor
Capilaritatea materialelor
Fisuri, rosturi deschise
MASURAREA UMIDITATII
Masurarea umiditatii elementelor de constructie
In situ. Se face cu metoda electrica de masurare superficiala a umiditatii (15-20mm), cu aparate electrice portabile; determinarile nu sunt foarte precise; masuratorile in profunzimea zidului presupun, in cazul aparatelor obisnuite, deschiderea unor „ferestre” , sau utilizarea unei tehnici mai laborioase si sofisticate bazata pe aparate cu microunde.
In laborator. Cu metoda ponderala – de masurare in profunzime a umiditatii (15-20cm, unde efectul umiditatii atmosferice nu mai opereaza), pe probe prelevate (min. 3 pe o verticala, la cca. 1m distanta) si transportate in recipiente etanse; sunt posibile doua variante: cea bazata pe diferenta de greutate intre proba umeda si uscata, si cea cu alcool, bazata pe proprietatea alcoolului de a scoate din proba apa, si calcularea umiditatii prin diverse metode.
In practica este utila confruntarea rezultatelor obtinute prin masuratori superficiale si de profunzime.
TRATAMENTUL CONTRA UMIDITATII
- Nu exista un remediu absolut, care sa poata rezolva problemele de umiditate sub toate formele in care aceasta se manifesta.
- Fiecare caz reprezinta un episod ce trebuie studiat si rezolvat independent.
- Un tratament eficient presupune: a) identificarea sursei umiditatii care a determinat manifestarile patologice (diagnoza) b) alegerea unei tehnologii adecvate in raport cu sursa umiditatii si compatibila cu caracteristicile constructiei.
- Identificarea cauzelor functie de simptome, ca si stabilirea unui tratament adecvat (compatibil), implica unele conostinte privind comportarea materialelor in raport cu umiditatea.
UMIDITATEA DIN ASCENSIUNE CAPILARA
Sensul ascendent al umiditatii este determinat de coexistenta a doua conditii:
1. continuitatea alimentarii cu apa din teren2. capilaritatea materialelor (inclusiv a terenului)
Inaltimea de absorbtie stabilizata corespunde situatiei de echilibru intre:
- Debitul sectiunii inferioare de absorbtie
- Evaporarea totala
Intreruperea continuitatii de alimentare (prin eliminarea sursei) face ca umiditatea sa devina descendenta.
Orice reducere a suprafetei de absorbtie determina coborarea nivelului de ascensiune a umiditatii.
Orice reducere a suprafetei de evaporare determina accentuarea ascensiunii umiditatii.
Apa capilara care urca in pereti contine saruri pe care le depune, si elimina din perete sarurile proprii originare. Sarurile adunate astfel in pereti pot duce in timp la distrugerea lor. Izolarea exterioara a peretului nu este o solutie
pentru ca apa capilara va urca si mai sus, pana la nivelul de unde se poate evapora. Peretii vechi de caramida sau piatra reparati cu ciment se distrug din mai multe cauze.
- cimentul si materialele traditionale se dilata diferit la cald. Din aceasta cauza bucatile de mortar de ciment din vechiul zid crapa in jur si se dizloca in timp contribuind la distrugerea zidului.
- Mortarul de ciment nu permite evaporarea apei capilare, si in consecinta apa urca mai sus in zid.
Principii de tratament
- depistarea si eliminarea sursei de alimentare (cand este posibil, de exemplu urcarea apei capilare din ape de suprafata provenite din scurgeri acidentale; colectarea pluvialelor, etc)
- interceptarea si colectarea controlata a apei (drenuri, puturi, absorbante).
- reducerea sectiunii de absorbtie (drenuri si canale perimetrale; insertii de materiale anticapilare, folii impermeabile, bariere obtinute prin injectare)
- cresterea suprafetei de evaporare (drenuri si canale perimetrale ventilate, canale ventilate in masa zidului, etc) si , in orice caz, evitarea finisajelor impermeabile la elementele de constructie din materiale capilare afectate de urcarea apei capilare.
Drenurile si canalele ventilate perimetrale sunt doar in mica masura o solutie impotriva urcarii apei capilare in ziduri. Ele sunt eficiente in cazul apelor de suprafata. Drenul nu poate anula efectul puternic de evaporare din zid care antreneaza urcarea apei in continuare.
O alta metoda de eliminare a umezelii din urcarea apei capilare a fost dezvoltata de un inginer italian Giovanni Massari. Aceasta presupune crearea unui strat impermeabil intre fundatii si perete prin injectarea unei substante. Este un procedeu scump. Substanta este un amestec de poliester si praf de piatra. Betonul obisnuit pe baza de ciment nu produce efectele dorite in acest sens. A fost incercata si o metoda numita „electroosmoza” care incerca sa elimine apa din pereti cu ajutorul curentului electric, dar rezultatele nu au fost convingatoare.
UMIDITATEA DIN CONDENS
Este un fenomen discontinuu, ce decurge din racirea locala a aerului in contact cu o suprafata rece si se leaga de conditii meteorologice ocazionale sau periodice.
Exista manifestari de mai multe feluri
Sezoniere de condens estival (primavara-vara) si hibernal.
Manifestari ocazionale
- condensul hibernal tranzitoriu
- condensul dupa ploaie + vant
- condensul vaporilor din aerul teluric
- manifestari ocazionale localizate (pete/dungi).
Principii de tratament
- cresterea temperaturii superficiale (eventual termoizolatii la cladiri)
- evitarea finisajelor exterioare greu permeabile la vapori (asigurarea respiratiei).
In zidariile constituite din materiale capilare un condesn limitat nu este daunator, atata timp cat apa, migrand catre suprafata exterioara, se poate evapora liber. In schimb o tencuiala din ciment sau alt material greu
permeabil la vapori aplicat la exteriorul peretelui, impiedica evaporarea spre exterior si determina acumularea umiditatii in interiorul peretelui.
Umiditatea din condesn cu caracter estival
Se manifesta primavara –vara in cazul peretilor in contact cu pamantul si se datoreaza inertiei termice mari (suprafete reci) – aer exterior cald si umed patruns prins intermediul ventilarii naturale.
Frecvent este favorizat de zidarii reci din cauza prezentei urcarii apei capilare. Prezenta celor doua surse de umezeala, una permanenta cealalta sezoniera, poate fi pusa in evidenta prin prelevarea de probe; cele doua surse trebuie combatute separat, prin procedee specifice. Pentru spatiile inchise o solutie poate reprezenta incalzirea spatiului, care duce la evaporarea apei. Exista instalatii de ventilare-uscare sau deumidificatori cu actiune locala.
Umiditatea din condens cu caracter hibernal
Se manifesta la cladiri care au pereti ce izoleaza termic insuficient si zidurile sunt reci si pe fata interioara. In consecinta se formeaza condensul.
Manifestari ocazionale localizate
Apar sub forma de pete rotunjite sau dungi paralele ce apar si dispar functie de umiditatea mediului ambiant; sunt legate de cauze variate, dar pot fi in general reduse la una din urmatoarele trei categorii:
- depozite de saruri in masa zidariei
- elemelte izolate cu greutate specifica mare in raport cu restul masei
- cimentare superficiala a unor materiale provenite din constructii anterioare, ce determina dificultati locale de evaporare
Indiferent de cauza, petele variabile marcand elementele izolate antreneaza o cantitate foarte mica de apa; este vorba deci de o umiditate in sine mai mult inestetica decat daunatoare; poate insa constitui un indiciu privind existenta unei alte surse de umiditate.
