художник-реставратор В. Сорин,
главный специалист реставрационно-строительной фирмы
«Интарсия» (Санкт-Петербург)

Она защищает бронзу

Узнала, что символ Санкт-Петербурга „Медный всадник“ сам себя защищает от разрушения - на его поверхности образуется доброкачественная патина. А как себя чувствуют в этом городе другие памятники из бронзы?
            Е. Сазыкина (Москва).

медный всадникРечь идет о патине - тончайшей плёнке окислов меди. Плотная патина, нарастающая на поверхности бронзовой скульптуры в неагрессивной атмосфере за 80-120 лет, не только украшает скульптуру и подчёркивает возраст (что немаловажно для монумента), но и защищает её поверхность от дальнейшей коррозии. Самым ценным и эффективным в смысле защиты является нижний слой патины - слой закиси меди - куприта.

В Западной Европе благородную патину берегут и защищают вместе с металлом памятника от агрессивной городской атмосферы. В Санкт-Петербурге же исторической патины на многих памятниках попросту нет. Ещё совсем недавно в реставрационной практике применялось депатинирование. Всю патину снимали с поверхности памятника (обычно кислотой), при этом стравливали и основной слой куприта. А вместо исторической патины химическим путём создавали искусственную, чаще всего сульфидную патину. Памятник вначале выглядит „как новенький“, но слой сульфидной патины тонок и трещиноват, поэтому является плохой защитой. Кроме того, сульфидная патина быстро перерождается, в результате чего поверхность монумента приобретает тёмно-серый, чугунный вид. При тотальном перепатинировании монументы Санкт-Петербурга приобрели не свойственную бронзовым изделиям окраску и лишились своей основной защиты от атмосферной коррозии - слоя куприта.

Из-за возросшей агрессивности атмосферы на перепатинированных памятниках начинает образовываться „дикая“ рыхлая патина, усугубляющая процесс разрушения поверхности. Скорость этого процесса зависит от места расположения монумента и  от способа первоначальной обработки его поверхности.

Памятник И.А. Крылову
Памятник И.А. Крылову в Летнем саду сооружён в 1855 году по проекту скульптора П.К. Клодта.

Например, на памятниках И.А. Крылову П. Клодта в Летнем саду, Петру I Б. Растрелли у Михайловского замка или Екатерине II М. Микешина у Александринского театра, стоящих внутри зелёных зон не вплотную к транспортным магистралям, дикая патина образуется медленнее, чем на памятниках „Николай I“ и  „Укротители коней“ П. Клодта. На последних, стоящих низко над проезжей частью напряжённой транспортной магистрали Невский проспект, „дикая патина“ образовалась уже через полтора года после очередного перепатинирования.

Если учесть, что для создания искусственной патины используется медь самого памятника, то станет очевидно, что частые перепатинирования быстро исказят его. В составе „дикой патины“ появляются именуемые „бронзовой болезнью“ злокачественные новообразования. „Бронзовая болезнь“ может привести к полному превращению металла в соли меди, то есть не только к искажению рельефа, но и к полному его исчезновению, образованию отверстий.

При последней реставрации „Укротителей коней“ было установлено рентгенофазовым методом, что „бронзовой болезнью“ поражена вся поверхность всех четырёх скульптурных групп, а глубина образовавшихся каверн достигла трети миллиметра, что грозило утратой авторской поверхности.

бронзовый ангел
Бронзовый ангел, венчающий Александровскую колонну, во время последней реставрации был избавлен от очагов „бронзовой болезни“.

Даже на навершии Александровской колонны, на высоте 47,5 метра над Дворцовой площадью, обнаружены очаги „бронзовой болезни“. Одновременно там же, как и на  всех отреставрированных нами памятниках, установлено наличие большого количества окиси кремния, внедрившегося в верхний слой „дикой патины“. Это свидетельствует об увеличении количества пыли в ветре, обдувающем монументы, и, значит, о его абразивном воздействии на поверхность. На позолоте ангела со шпиля Петропавловской крепости также отчётливо видно абразивное воздействие - это одна из причин выхода новой сусальной позолоты из строя.

Возрастание агрессивности атмосферы города стало общемировой тенденцией из-за стремительного развития промышленности и увеличения количества транспорта на  улицах. В развитых странах во второй половине двадцатого века агрессивность атмосферы начала падать благодаря специально принятым мерам. В Санкт-Петербурге же за последние 10 лет количество автомашин увеличилось в три раза, большинство из них имеют изношенные двигатели и используют низкокачественное топливо. В результате концентрация агрессивных веществ в воздухе и атмосферных осадках сильно возросла. Все мы это видим хотя бы по белому осадку, разрушающему обувь. На поверхности же монументов наблюдается ускоренный рост рыхлых слоев „дикой патины“. Нельзя не считаться с этими изменениями. Реальные техногенные факторы в  сочетании с нашим не очень благоприятным климатом не позволяют ограничиваться классическими методами реставрации некоторых памятников, поскольку они уже не обеспечивают долговременную сохранность монумента.

Например, при реставрации „Укротителей коней“ пришлось разрабатывать новый способ создания защитно-декоративного покрытия - плазменное нанесение тонкого слоя закиси меди, то есть того слоя, который в утраченной скульптурами патине осуществлял бы защиту от атмосферной коррозии. Современные высокие технологии позволили не только вернуть памятнику этот слой, но и максимально усилить и  продлить его защитное действие.

А. Ефремкин
кандидат химических наук

Патина: что это такое?
Подробности для любознательных

Слово патина (итал. patina) обозначает плёнку различных оттенков, образующуюся на поверхности меди и медьсодержащих сплавов под воздействием атмосферных факторов при естественном или искусственном старении. Иногда патиной называют плёнки оксидов на поверхности металлов, а также плёнки или слои, возникающие со временем на поверхности камня, например мрамора, или деревянных предметов.

Первые сведения об изготовлении медных изделий человеком относятся к IV-III тысячелетиям до н.э., и с той поры люди постоянно сталкиваются с медной патиной разных типов. Особенно много оттенков патины бывает на старинных монетах из  медных сплавов: зелёный, оливковый, чёрный, красный, голубой, землистый и  другие. Цвет часто зависит от типа почвы, в которой найдена монета, а также от условий её хранения. Многообразие оттенков обусловлено возможностью перехода от зелёного через оливковый в чёрный цвет.

При атмосферном старении изделий из меди и двух её основных сплавов - бронзы и латуни - образуются карбонаты меди: ярко-зелёный малахит Cu2(CO3)(OH)2 и лазурно-голубой азурит Cu3(CO3)2(OH) 2. Для цинксодержащей латуни возможно образование зелёно-синего розазита состава (Сu,Zn)2(СO3)(OH) 2. Основные карбонаты меди можно легко синтезировать в домашних условиях, приливая водный раствор кальцинированной соды к водному раствору соли меди, например медного купороса. При этом в начале процесса, когда в избытке находится соль меди, образуется продукт, более близкий по составу к азуриту, а в конце процесса - при избытке соды - к малахиту.

В естественных условиях зелёная патина образуется на поверхности медного кровельного листа в течение 5-25 лет, в зависимости от климата и химического состава атмосферы и осадков. В первые 3-6 месяцев медь тускнеет, затем за 1-3 года постепенно приобретает тёмно-коричневый цвет и только потом - зелёный. Повышенная влажность, соли, сернистый ангидрид и другие агрессивные газы ускоряют этот процесс.

В географических зонах с относительно высоким содержанием солей хлора в воде и воздухе, то есть вблизи морей, изделия из меди и медных сплавов подвергаются разрушительному воздействию хлоридов меди (I и II), которые участвуют в сложном циклическом процессе окисления меди с участием воды и кислорода. В результате реакций образуются основные хлориды меди: тёмно-зелёный атакамит, синевато-зелёный боталлакит и зелёный паратакамит состава Cu2Cl(OH)3. Эти соединения являются изомерами, то есть у  них одинаковый химический состав, однако они отличаются строением кристаллических решёток, что приводит к различию в цветовых оттенках и к разным физическим свойствам.

Собор в Хильдесхайме
Собор в Хильдесхайме (Германия), кровля которого не нуждается в замене уже около 700 лет.

Естественное образование патины на поверхности меди препятствует её  дальнейшей коррозии. При этом важно, чтобы не менялся химический механизм её  образования, так как в противном случае можно получить обратный эффект. Толстые, 3-6-миллиметровые, кованые листы кровельной меди, которые использовали мастера в древности, обладают высокой атмосферостойкостью. Рекордсменом, по-видимому, является медная крыша собора в Хильдесхайме в Нижней Саксонии (Германия), которому уже 700 лет.

Декоративные свойства патины толкают производителей кровельной меди, а также людей, занимающихся декоративной обработкой металлов, на совершенствование способов ускоренного образования патины. Ряд фирм уже выпускают и реализуют искусственно состаренный медный кровельный лист.

Наука и жизнь


AthleticMed магазин спортивной медицины по низким ценам!
2007 Copyright © GenDNA.ru Мобильная Версия v.2015 | PeterLife и компания
Пользовательское соглашение использование материалов сайта разрешено с активной ссылкой на сайт. Партнёрская программа.
Яндекс.Метрика Яндекс цитирования