Для росписей, «снятых со стен или поднятых из завала с тонким слоем штукатурки или только с грунтом», реставраторами ГЭ был разработан способ монтировки на плиточный полистирольный пенопласт ПС-4{108}.
В 1980-х гг. в Отделе монументальной живописи ВНИИР (в настоящее время – ГосНИИР) была разработана сходная с эрмитажной методика монтирования фрагментов{109}.
Полистирольный пенопласт и заливочный пенополиуретан в настоящее время являются основными материалами, используемыми для монтировки фрагментов росписей. Об этом свидетельствуют, в частности, публикация без каких-либо изменений в 2002 г. «Методики реставрации монументальной живописи из археологических раскопок», разработанной в начале 1970-х гг. в Государственном Эрмитаже{110}, и в 2006 г. – методики ГосНИИР{111}.
Несмотря на многолетнее использование для монтирования фрагментов пенополистирола, нельзя не отметить двух очевидных недостатков этого материала: во-первых, его высокую горючесть, и во вторых, относительно низкую теплостойкость (верхний предел рабочих температур, при котором наблюдается размягчение полимерной матрицы, составляет около 65°С){112}. Конечно, в музейных условиях хранения фрагментов температура среды никогда не достигает таких значений, однако низкая температура размягчения указывает на возможность деформаций основы в результате холодной текучести полистирола под постоянной нагрузкой даже при комнатных температурах. Возможные деформации основы (и, как следствие, фрагмента) можно предотвратить посредством вклейки в пенопласт армирующей конструкции (обычно в пластины пенополистирола вклеиваются на водной дисперсии ПВА деревянные шпонки), но в этом случае возникает проблема долговечности клеевых швов.
В отличие от высокогорючего пенополистирола жесткие пенополиуретаны многих марок относятся к разряду самозатухающих (за счет введения в их состав соответствующих добавок, антипиренов). Кроме того, полиуретан, в отличие от термопластичного полистирола, является термореактивным полимером. Это означает, что при его полимеризации образуются термостойкие трехмерные структуры, что позволяет использовать пенополиуретан для теплоизоляции при относительно высоких температурах эксплуатации. В частности, рабочая температура пенополиуретана ППУ-17Н – 120°С{113}. Это указывает на существенно более высокую формостабильность пенополиуретана, чем полистирола, при постоянно действующих нагрузках.
В качестве замены высокогорючего и недостаточно теплостойкого и формоустойчивого пенополистирола был выбран жесткий напыляемый пенополиуретан, обладающий большей прочностью, чем заливочные ППУ-305 и ППУ-314, а кроме того позволяющий изготовить более однородную основу для фрагментов значительной величины{114}.
Оборудование, технология напыления и рецептуры напыляемых пенополиуретанов были разработаны в СССР еще в 1970-е гг.{115}. В настоящее время напыляемые пенополиуретаны различных марок широко применяются для тепло– и гидроизоляции в строительстве и промышленности.
На базе ЗАО «БЛОКФОРМ» (г. Владимир) были проведены экспериментальные работы по изготовлению основы композиции XVIII в. «Избранные святые» из Спасской церкви пос. Морозовица близ Великого Устюга. Для изготовления основы был использован ППУ-17Н. Эта марка напыляемого пенополиуретана в настоящее время нашла применение в строительстве, в холодильной технике, для теплоизоляции и герметизации стыков. Его основные достоинства, по свидетельству разработчиков, – технологичность, низкая коррозионная активность, высокая адгезия к сухим и умеренно влажным поверхностям, отличные прочностные характеристики, длительный срок службы – не менее 40 лет{116}.
В процессе эксплуатации пенопласты, как и полимеры, из которых они изготовлены, подвержены процессам старения под воздействием внешних факторов (кислорода воздуха, солнечной радиации, перепадов температуры и влажности и пр.). На первоначальной стадии, через примерно 10 лет после изготовления, прочность пенопластов (на сжатие) существенно возрастает. По данным М. А. Дементьева для ППУ-17Н она возрастает на 20–40 % по сравнению с первоначальной прочностью{117}. Это указывает на то, что в первые десять лет преобладают процессы сшивки полимерной матрицы. Затем начинается постепенное медленное снижение прочности, обусловленное преобладанием процессов термо-окислительной деструкции полимера; примерно через тридцать лет она достигает первоначального значения. По оценке М. А. Дементьева, долговечность в ненагруженном состоянии пенополиуретана ППУ-17Н, применяемого в строительстве, то есть период времени, в течение которого прочность и другие параметры сохраняются на допустимом для эксплуатации уровне, составляет не менее 80 лет{118}. При этом отмечается также высокая формостабильность ППУ: изменение линейных размеров как в период доотверждения, так и в период, в который преобладают процессы термоокислительной деструкции, не превышает 1 %.
Следует, вместе с тем, заметить, что пока пенополиуретан не доотвержден, температура размягчения его, как показывают, в частности, дилатометрические испытания, – 70–90°С, существенно ниже эксплуатационной, которая указана в техническом паспорте (120°С). Это означает, что пенополиуретан в первые 10 лет более подвержен феномену холодного течения под нагрузкой, чем после окончательного формирования трехмерной структуры.
Наиболее разрушительное воздействие на пенополиуретан оказывает ультрафиолетовое излучение, которое, впрочем, вызывает лишь эрозию поверхности. Эту эрозию можно предотвратить, защитив поверхность изделия слоем покраски, например, акриловой.
Экспериментальные работы по напылению основ из пенополиуретана марки ППУ-17 Н выявили значительные усадки пенополиуретана непосредственно после напыления. Для снижения усадочных напряжений рекомендуется проведение работ и последующее выдерживание изделия в течение трех дней при температуре около 20оС. Вместе с тем, так как в настоящее время не представляется возможным оценить значения релаксационных напряжений, зависящие от множества факторов, и деформаций пенополиуретановых основ, которые они могут вызвать, то для предотвращения последних необходимо армировать основы по всей площади, жестко закрепив на них фрагменты живописи. Армирующая конструкция должна быть при этом изготовлена из тех материалов, к которым пенополиуретан имеет хорошую адгезию, например из дерева или дюралюминия.
Очевидным достоинством метода напыления является возможность изготовления с его использованием основ для криволинейных фрагментов. В этом случае необходимо изготовить криволинейную армирующую конструкцию.
К. И. Маслов, В. А. Парфенов, Ф. В. Гузанов. Мониторинг фресок с использованием трехмерного лазерного сканирования. Предварительные результаты
В соответствии с «Инструкцией по ведению работ на произведениях монументальной живописи» 1987 г. для характеристики состояния настенных росписей используются фотографии и схемы – картограммы живописи, на которых указываются условными обозначениями различные разрушения – разрушения и утраты красочного слоя, трещины и отставания штукатурной основы и т. д.{119}. Метод фиксации состояния стенописи посредством схем-картограмм с соответствующим набором условных обозначений видов разрушений был детально разработан в 1970-х гг. на основе многолетнего опыта реставрационных работ А. П. Некрасовым и Л. П. Балыгиной{120}.
Очевидно, что информация о состоянии стенописи, которую дают изображения на фотографиях, получаемые посредством проекции трехмерных объектов на плоскость, ограничена, а рисуемые от руки с натуры или с фотографий схемы – картограммы росписей весьма неточны.
Одним из характерных видов разрушений настенных росписей являются трещины и утраты штукатурной основы. В случае древнерусских стенописей, в которых штукатурная основа нанесена по левкасным гвоздям, основной причиной ее разрушений, локализованных над шляпками гвоздей, является увеличение последних в объеме вследствие коррозии (ил. 1–3). В этой ситуации необходимо проведение систематических обследований состояния штукатурной основы с целью обнаружения разрушений штукатурки на самых ранних стадиях и своевременного консервационного вмешательства.
Очевидно, такой мониторинг разрушений может быть эффективен только в том случае, если он проводится с достаточной регулярностью и высокой точностью. Причиной, по которой обследования состояния стенописей проводятся сегодня лишь эпизодически, является большая трудоемкость и стоимость установки лесов и тур, с которых только и возможно их проведение.
