Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca

Facultatea de Constructii

Materiale de constructii folosite la reabilitarea

monumentelor istorice

Student

Perja Alexandra

-2011-

Cuprins

I. Introducere

II. Materiale de constructii

III. Fenomene de degradare ale materialelor de constructii

IV. Restaurarea/reabilitarea constructiilor

V. Concluzii

I. Introducere

Lucrarea de fata are scopul de a caracteriza materilalele de constructie folosite la

monumentele istorice.

Inca din antichitate omul a dorit sa isi exprime sentimentele realizand constructii cat mai

impozante, cat mai frumoase, pe perioada vechilor egipteni erau construite pentru a demonstra

avutiile regilor, iar mai apoi s-au construit faimoasele piramide, care erau considerate a fi „casa”

regilor in viata de apoi.

In China Antica, unele constructii aveau scopul de a proteja regatul, spre exemplu Marele

Zid Chinezesc, construit in secolul V inainte de Hristos.

De-a lungul vremurilor, s-a pastrat „traditia” constructiilor impozante care denotau avutia,

dar s-a inceput si constructia bisericilor cat mai mari, si mai bogate in elemente arhitecturale.

Deoarece pe parcursul timpului au avut loc razboaie si revolutii care au numarat printre

victimele lor si numeroase monumente construite de stramosii nostrii. Cele care insa au avut

norocul de a ramane sa le putem admira si astazi, au suferit multe alte probleme, care in timp au dus

la degradarea materialului de constructie.

Pentru a prezenta mai bine procesele care duc la degradarea monumentelor, va fi prezentat

un studiu de caz pe materialul de constructie folosit la Palatul Banffy, cunoscut ca si Muzeul de

Arta Cluj.

Vor fi prezentate in special materialele folosite pe teritoriul Transilvaniei, si anume piatra

naturala (in special calcarele), si ceramica bruta (caramizile).

II. Materiale de constructie

1. Piatra naturala

1.1 Notiuni generale.

Piatra naturala, ca si material de constructii, rezulta in urma exploatarii si prelucrarii rocilor

naturale de la suprafata scoartei terestre, numita litosfera.

Rocile sunt structuri minerale ce contin unul sau mai multe minerale, acestea din urma fiind

substante chimice cu compozitie bine definite, in general cristaline, foarte rar amorfe.

Ca materiale de constructii, rocile se folosesc in doua moduri:

- produse prelucrate mecanic (concasare, sortare, spalare, cioplire si slefuire), fara o

prelucrare terminca sau chimica ce le-ar modifica compozitia si proprietatile

- ca materie prima in obtinerea unor materiale de constructii (prin arderea lor la

diferite temperature li se schimba atat compozitita chimica, cat si structura).

Avand in vedere proprietatile fizico-mecanice foarte bune si datorita abundentei in care se

gasesc in tara noastra, produsele din piatra naturala prelucrate mechanic se folosesc pe scara larga in

constructii (placaje interioare si exterioare, pile si culee de poduri, ziduri de sprijin, diguri, pavaje

de drumuri, etc.).

1.2. Tipuri de roci

Rocile se clasifica in functie de urmatoarele caracteristici:

a) modul de formare:

Rocile magmatice ce iau nastere ca urmare a solidificarii topiturii silicioase (magma) in

drumul ei spre suprafata pamantului.

Rocile sedimentare, ce iau nastere prin depunerea succesiva a produselor de coroziune

(produsele rezultate ca urmare a actiunii agentilor externi –apa, vantul, temperature- asupra altor

roci preexistente).

Roci metamorfice, ce iau nastere ca urmare a actiunii presiunii si temperaturii ridicate

asupra rocilor eruptive sau sedimentare, roca de baza schimbandu-si structura, compozitia chimica

si textura.

b) structura

Roci cu structura holocristalina, alcatuite numai din minerale cristalizate complet

Roci cu structura hipocristalina, alcatuite dintr-un amestec de minerale cristalizate, si

minerale amorfe.

Roci amorfe (vitroase), formate numai din minerale amorfe.

c) textura (modul de aranjate in spatiu a mineralelor componente)

Roci cu textura neorientata sau masiva, cand aranjarea in spatiu a mineralelor nu este

ordonata.

Roci cu textura stratificata, la care toate straturile sunt alcatuite dintr-un singur mineral

Roci cu textura sistoasa, la care straturile sunt alcatuite din minerale diferite (fiecare strat

este alcatuit dintr-un singur mineral).

d) densitatea de uscare

Roci usoare, cu densitatea mai mica sau egala cu 18000kg/m3.

Roci grele, cu densitatea mai mare de 1800 kg/m3.

e) domeniul de utilizare

Roci pentru constructii civile si industriale

Roci pentru constructii ingineresti.

1.2.1 Rocile magmatice

In functie de adancime la care s-a produs racirea si intarirea magmei, rocile magmatice pot fi:

Roci intrusive (de adancime): care se caracterizeaza printr-o structura holocristalina, si o

textura neorientata (ex: rocile granitice)

Roci filoniene, formate prin racicea si intarirea magmei in apropierea suprafetei scoartei

terestre, formandu-se filoanele caracteristice acestui tip de roci (ex: roci porfirice)

Roci efuzive, formate prin intarirea intr-un timp foarte scurt a magmei la suprafata

pamantului, fapt care determina structural lor hemicristalina sau amorfa. (ex: rocile bazaltice, cu

structura vitroasa)

Rocile granitice sunt roci intrusive, din care fac parte: granitul, granodioritul, sienitul, si

gabbrourile. Au o duritate mare, rezistenta la compresiune ajunge pana la 2500daN/cm2, iar

densitatea este cuprinsa intre 2600-2700 kg/m3.

Rocile porfirice sunt roci filoniene din care fac parte porfirul si dacitele filoniene. Sunt

foarte dure, iar rezistenta la compresiune poate ajunge pana la 2800 daN/cm2.

Rocile bazaltice sunt roci efuzive din care fac parte bazaltul, andezitul, trahitul si dacitele

efuzive. Sunt caracterizate de o duritate mare, iar rezistenta la compresiune a rocilor bazaltice

putand ajunge pana la 4500 daN/cm2, fapt pentru care se utilizeaza la placaje exterioare si drumuri.

Rocile cu structura vitroasa sunt tot roci efuzive, din care in contrusctii se utilizeaza piatra

ponce, scoria bazaltica, tufurile vulcanice, ca agregate poroase usoare, sau ca materiale de izolare

termica sau fonica. Tufurile vulcanice se formeaza prin cimentarea cenusilor vulcanice, fiind

utilizare pe plan local la zidarii, iar sub forma macinata ca adaos la liantii amestecati.

1.2.2 Roci sedimentare

In functie de agentii care au contribuit la formarea lor, se clasifica in:

Roci sedimentare detritice, care se formeaza prin depunerea sfaramiturilor rezultate in urma

procesului de eroziune. Depunerile pot fi necimentate (prundisurile, nisipurile, grohotisurile) si

cimentate, ca rezultat al depunerilor substantelor continute in apa care circula printre particulele

necimentate (din grohotisuri rezulta breciile, din pietris rezulta conglomeratele, iar nisipul cimentat

formeaza gresiile).

In constructii se utilizeaza pietrisul si nisipul, ca agregat la prepararea mortarelor si

betoanelor, iar gresiile se utilizeaza ca piatra bruta, blocuri sau placi de placare.

Roci sedimentare de precipitare, care se formeaza prin cristalizare sau precipitare din solutii

saturate. Roca reprezentativa a acestui tip de roci este ghipsul (CaSO4·2H2O), care este utilizata la

fabricarea ipsosului, si ca adaos modelator de priza la fabricarea cimentului.

Din aceasta categorie de roci mai fac parte si calcarele de precipitatie, rezultate din solutii

naturale de carbonatat acid de calciu, in mai multe variante, cu diferite grade de compactitate

(calcarul compact, utilizat ca materie prima la obtinerea varului si cimentului, tuful calcaros,

utilizat ca material termoizolator si travertinul, utilizat ca material de placare a fatadelor- sub forma

de placi slefuite).

Roci sedimentare organigene care se formeaza in urma procesului de depunere si acumulare

a resturilor de natura organica. Din aceasta categorie fac parte diatomitul si tripoli rezultate din

depunerea scheletelor silicioase a unor organisme marine, numite diatomee si utilizate ca adaosuri

hidraulice in industria liantilor, si calcarul cochilifer, rezultat al depunerilor cochiliilor calcaroase,

cimentate in decursul timpului, si utilizat ca si agregat pentru betoane usoare.

1.2.3 Rocile metamorfice

Acestea rezulta prin actiunea temperaturilor si presiunilor ridicate, asupra rocilor existente.

Astfel, din rocile eruptive se formeaza gnaisul si micasisturile, din gresiile silicioase se formeaza

cuartitele, caracterizate de o duritate foarte mare, din calcar se formeaza marmura, roca frumos

cristalizata si foarte compacta, iar din argila se formeaza ardezia, roca ce se desface cu usurinta in

placi subtiri. Dintre aceste roci, cea mai utilizata in constructie este marmura, datorita aspectului

sau placut, si a caracteristicilor fizice si mecanice ridicate, fiind utilizata ca material de finisaj

interior sau exterior, si in special la finisarea cladirilor monumentale. Placile de ardezie se folosesc

ca material pentru invelitori.

1.3. Principii de extragere si prelucrare a pietrei naturale

Procedeele de extragere a pietrei naturale din cariere sunt in functie de felul si natura rocii,

de forma de zacamant, precum si de utilizarea ce urmeaza a i se da produsului extras.

Rocile magmatice, sedimentare cimentate si metamorfice se gasesc sub forma de masive, pe

cand cele sedimentare necimentate se gasesc sub forma de depozite granulare. La deschiderea unei

cariere de piatra se va tine cont de urmatorii factori de ordin tehnic si economic:

- calitatea rocii

- forma de zacamant

- distanta fata de caile de acces

- cantitatea de roca din zacamant sa fie suficienta scopului (exploatare de lunga

durata) pentru care se creeaza exploatarea

- alegerea exploatarilor de suprafata, pe cat este posibil.

Extragerea pietrie naturale din calcarele de suprafata se face:

manual, cu ajutorul parghiilor sau a ciocanelor de abataj (de regula, in cazul rocilor stratificate,

deoarece ele se desprind usor din zacamant dupa directia de stratificatie)

mecanizat, se face cu ajutorul unor utilaje speciale, echipate cu dispozitive de taiat sub forma de

discuri, asemanatoare ferastraielor circulare, obtinandu-se piatra de cariera (marmura) de

dimensiunile si forma dorita.

In cazul materialelor granulare extragerea se face cu excavatoare (in cazul depozitelor

terestre) si cu dragline (in cazul depozitelor subacvatice)

cu ajutorul explozivilor, tinand cont de marimea blocurilor dorite (explozivi cu putere mica si

mijlocie-dislocarea de blocuri mari si cu explozivi puternici cand se urmareste dislocarea si

sfaramarea rocii). Inainte de extragerea pietrei naturale prin aceste procedee se vor indeparta

straturile de pamant si roci care nu intereseaza, in vederea obtinerii unei calitati corespunzatoare a

rocii extrase.

1.4. Materiale de constructii din piatra naturala

Produsele extrase din cariere se folosesc in constructii fie sub forma in care au fost extrase –

piatra bruta, fie prelucrate prin diferite procedee - piatra prelucrata. Prin concasarea rocilor se obtin

produse granulare, utilizate ca agregate (piatra sparta) la betoane si mortare. Materialele granulare

extrase din balastiere se sorteaza pe fractiuni si se spala. Prelucrarea pietrei naturale se face prin

taiere, slefuire sau lustrire, buciardare1. Gradul de prelucrare al pietrei naturale depinde de destinatia

elementului de constructie executat din piatra naturala.

In functie de tipul zacamantului de piatra naturala, produsele se impart in doua grupe mari:

- produse de balastiera

- produse de cariera

Tabel 1. Clasificarea materialelor de constructii din piatra naturala

1.4.1 Produsele de balastiera

Din aceasta categorie de produse fac parte: balastul, pietrisul si nisipul, utilizate atat ca

aggregate la prepararea mortarelor si betoanelor, cat si la constructia drumurilor. In cazul in care

contin impuritati, ele sunt spalate si sortate. Conditia esentiala pe care trebuie sa o indeplineasca

aceste roci este ca ele sa fie inerte, si stabile la actiunea liantului, apei, aerului si inghetului.

In functie de marimea granulelor, produsele de balastiera se impart in:

- nisip fin (0-1mm)

1 Buciardare (Constr.) Imprimarea, pentru infrumusetare, pe fata aparenta a unei pietre naturale sau artificiale, a unor adancituri, prin ciocanire cu buciarda.

- nisip grauntos (1-7mm), margaritar (3-7mm)

- pietris natural neprelucrat (7-70mm), impartit in 2-3 sorturi (7-15, 15-30, 30-70

mm)

- balast – amestec natural de pietris si nisip

- bolovani, cu dimensiuni mai mari de 70mm

1.4.2. Produse de cariera

Produsele de cariera pot fi utilizate asa cum au fost extrase din cariera ( la fundatii, pavaje,

material de zidarie), sau dupa o prelucrare prealabila (concasare, cioplire, slefuire).

Piatra bruta se utilizeaza la executarea zidariilor de sprijin, a fundatiilor. Ea are forme si

dimensiuni variabile, rosturile zidariilor fiind dispuse oricum. Legarea pietrelor intre ele se

realizeaza cu mortar, iar fata vazuta a rosturilor se prelucreaza.

Piatra prelucrata utilizata in constructii este de diferite tipuri, dupa gradul de prelucrare si in

functie de destinatia prodului rezultat dupa prelucrare rezulta urmatoarele produse:

- Moloanele: sunt pietre naturale fasonate pe o fata si pe o portiune din fetele

adiacente, fiind utilizate la executarea zidariilor aparente, acestea fiind zidatrii cu rosturi drepte. In

cazul utilizarii moloanelor, consumul de mortar este mai mic, ca si in cazul pietrei brute.

- Piatra de talie este o piatra fasona pe toate fetele, avand forma geometrica dorita,

de regula paralelipipedica sau trapezoidala, cand se utilizeaza la bolti.

Zidaria din piatra de talie se deosebeste de celalalte tipuri de zidarie din piatra naturala prin

faptul ca are rosturile plane si paralele pe toata grosimea zidului, necesitand o cantitate redusa de

mortar la executarea sa.

Mortarele utilizare la executarea zidariilor din piatra naturala sunt confectionare cu lianti

hidraulici, care trebuie sa respecte anumite standarde de intarire si o aderenta buna la piatra.

- Produse din piatra naturala fasonate sub forma de placi, prin taiere cu ferastraul

sau gaterul, din travertin sau marmura. Ele se utilizeaza la placarea zidurilor constructiilor

monumentale (gari, teatre, aeroporturi, etc), la placaje interioare (holuri, case de scara), sau la

pavaje exterioare (curti, trotuare) sau interioare (holurile teatrelor, biserici). Placile au fata vazuta de

forma geometrica regulata de dimensiuni variabile, in functie de destinatia placilor.

- Produse din piatra naturala pentru drumuri: sunt livrate sub forma de placi,

pavele, calupuri si borduri.

Pavelele sunt normale, de tip dobrogean-butise2 (18x12x13 cm), tip transilvanean

(17x17x13 cm), si abnorme cu dimensiuni ceva mai mici ca cele de tip dobrogean.

2 BUT'ISĂ, butise, s.f. Pavea de piatră, mai lungă decât pavelele obişnuite, folosită la încheierea pavajelor şi la obţinerea alternanţei regulate a rosturilor. - Din fr. boutisse.

a. Tip dobrogean b. Tip transilvanean

Fig. 1. Tipuri de produse din piatra naturala pentru drumuri (pavele)

Calapurile au forma cubica cu latura de 9 ±1 cm si greutatea de 1,7kg.

Bordurile sunt de trei tipuri:

- pentru incadrare: cu dimensiuni de 30x12x13 cm, 30x15x22cm si 30x18x18cm

- borduri de trotuare: cu dimensiuni de 50x35x25 cm, 50x25x25 cm, 40x20x25 cm,

30x18x25 cm, si 30x15x25cm.

- borduri speciale de forma curba pentru racordari.

2.Ceramica de zidarie

Cărămizile ridică numeroase probleme deoarece conţinutul de săruri preexistent în argilă

dictează o gamă variată de compoziţii şi proprietăţi la produsul ars.

Argila folosită la fabricarea cărămizilor, elimină o parte din aceste săruri prin ardere, restul

devine parte componentă a cărămizii. Argila conţine săruri solubile dintre care cea mai comună este

c. Pavaje din pavele abnorme

gipsul care la ardere trece în anhidrit. Sărurile rămase în compoziţie se dizolvă, datorită apei care se

ridică prin capilare în interiorul cărămizilor. Aceste săruri dizolvate precipită, în condiţii propice,

formând subflorescenţe sau eflorescenţe (fig.2). Presiunile de cristalizare, ce iau naştere în timpul

formării subflorescenţelor, determină întotdeauna dezagregări masive .

Depozitul de săruri din porii cărămizilor devine activ la lucrări de restaurare ce aduc un

aport de umezeală prin stratul de tencuială. Dar de cele mai multe ori, formarea eflorescenţelor se

desfăşoară ca proces spontan.

Figura 2. Eflorescenţe de săruri pe suprafaţa cărămizilor puse în operă la biserica

“Schimabrea la faţă”,Cluj

Concluzi i.

Umiditatea constitue condiţia esenţială ce favorizează dizolvarea –precipitarea sărurilor din

soluţiile care circulă prin porii materialelor de construcţii. Dizolvare gazelor în apă determină

formare de acizi care apoi atacă carbonaţii cu formare de săruri.

Mărirea volumului apei prin îngheţ devine de asemenea o sursă de stres mecanic ce dizlocă

granulele materialelor de construcţii, proces ce finalizează dezagregarea acestora.

Efectul activităţii biologice se suprapune peste cele amintite, generând minerale din grupa

oxalaţilor, sursă de presiuni mecanice soldate de asemenea cu dezagregarea materialelor puse în

operă.

3. Mortare

La reabilitarea monumentelor istorice se folosesc NUMAI mortarele traditionale pe baza de

var-nisip (cimentul este de evitat datorita nivelurilor ridicate de silicati, care se doresc a fi evitati

pentru a nu produce fenomene mai intense de degradare), datorita chimismului scazut.

S-a incercat o serie de analize a mortarelor traditionale folosite la constructiile istorice, dar

datorita vremii, factorilor climatici, si a multor altor fenomene prin care au trecut mortarele, nu s-a

putut stabili o compozitie exacta. De aceea, se prefera folosirea pastei de var in combinatie cu un

nisip de rau (cat mai uscat) cat mai fin, la care se adauga apa. Retetele folosite la reabilitare depind

in functie de firma de reabilitare ( pasta de var este inlocuita cu var praf, sau var stins in momentul

sau inainte de actiunea de reabilitare).

III. Fenomene De Degradare. Acţiunea Mediului Natural Şi

Uman Asupra Monumentelor

Înfăţişează cauzele degradării monumentelor legate de îmbătrânirea materialelor şi

şubrezirea structurilor de construcţie, de acţiunea devastatoare a forţelor naturii şi de intervenţiile

nefaste ale oamenilor.

În cursul vieţii lor îndelungate, monumentele suferă acţiunea permanentă, lentă dar

distructivă a factorilor naturali, cât şi a unor cataclisme accidentale, fenomene violente care le pot

ştirbi integritatea sau le pot pune în pericol chiar existenţa. La această acţiune a factorilor naturali se

asociază intervenţiile oamenilor.

Din punct de vedere al teorie generale şi a metodologiei restaurărilor, cunoaşterea cauzelor

care au determinat degradarea, distrugerea parţială sau totală are un rol important pentru aprecierea

stării unui monument din punct de vedere al rezistenţei, al modificărilor de structură şi expresie

suferite în decursul vremurilor, cât şi pentru stabilirea măsurilor preventive sau a unor intervenţii

directe în vederea stăvilirii procesului distructiv şi a înlăturării efectelor sale. Caracterul

intervenţiilor asupra unui monument, categoriile lucrărilor de restaurare la care se face apel,

specificarea cazului în sine sunt, adesea în mare măsură determinate de cauzele care au provocat

degradările.( Curinschi Vorona, Gh., 1996)

2.1 Cauzele care pot provoca degradările sunt:

A. Acţiunea permanentă a unor factori naturali:

1. Gravitaţia

2. Creşterea stratului vegetal

3. Agenţii atmosferici

4. Apele meteorice

5. Diferenţele de temperatură dintre zi şi noapte şi dintre anotimpuri

6. Vânturile, atmosfera viciată

7. Apele subterane

8. Factorii biologici (bacteriile, ciupercile, muşchii, lichenii, insectele)

B. Acţiunea accidentală, violentă a unor factori naturali: cutremurele, inundaţiile, uraganele,

trăsnetele

C. Deficienţele iniţiale de costrucţie (deficienţe de fundaţie, de arhitectură, ale structurii de

rezistenţă, etc)

D. Intervenţiile oamenilor constând în distrugerea unor clădiri sau modificarea lor sub aspect

funcţional, constructiv sau plastic

2.2 Studiu de caz: Cauzele de degradare observate la Palatul Bánffy (Muzeul de Arta

Cluj-Napoca)

A. Acţiunea permanentă a unor factori naturali:

- care au dus la formarea unui strat vegetal pe suprafaţa calcarului

- apele meteorice: care se infiltrează în interiorul materialelor de construcţie, cauzând

eroziunea şi coroziunea materialului

- diferenţele de temperatură

- vânturile: care transportă particule de praf, care se lipesc pe suprafaţa umedă a

materialului de construcţie, formând o peliculă de culoare neagră. De asemenea, din atmosferă mai

pot fi absorbiţi si anumiţi compuşi chimici (sulfiţi şi sulfaţi) care sunt transportaţi de vânt dinspre

furnalele fabricilor spre orasele învecinate, şi care la contactul cu suprafaţa umedă a materialului de

construcţie formează un strat numit „crustă neagră”, care poate avea efecte dăunătoare asupra

materialului de construcţie (Fig.3, 4).

Fig.3, 4. Crustă neagră prezentă în pasajul de la intrarea în Palatul Bánffy

- apele subterane care pot fi absorbite de porii materialului de construcţie aflat la

soclul clădirii, cauzând degradări la soclul monumentului

- bacteriile, ciupercile, muşchii şi lichenii apar în zonele umede şi mai umbrite ale

monumentului, şi pot provoca tensiuni în interiorul materialului de construcţie, cauzând exfolieri, şi

chiar desprinderi de material.

B. Intervenţia omului este o altă cauză, fiind datorată prin înlocuirea materialului de construcţie

alterat cu unu care are un chimism total diferit (intercalaţiile de cărămidă din soclul monumentului

care interacţionează cu calcarul şi apa, favorizând formarea sărurilor), sau prin instalarea unor

cabluri în curtea interioară a muzeului, deteriorând materialul de construcţie prin folosirea

instrumentelor de perforare a rocii.

Particularităţile cauzelor de alterare:

a) Acţinea permanentă a factorilor naturali:

- creşterea stratului vegetal duce la modificarea nivelului original de călcare al

edificilor. Această schimbare, intervenită în timp, are drept consecinţă modificarea proporţiilor

monumentelor. Revenirea la nivelul iniţial pretinde, adeseori, importante decapări de teren, iar în

cazul unor asamblări ale căror componente sunt distanţate cronologic, dificile operaţii de

sistematizare verticală.( Fig.5)

Fig.5. Stratul vegetal de la nivelul de călcare a clădirii

- apele de precipitaţie, de infiltraţie sau sub formă de umiditate atmosferică se

propagă prin capilaritate şi electroosmoză pe mari întinderi în masa materialelor. O dată cu apa

migrează, în sens unic, din interior către exterior, într-o formă solubilă, diferite săruri specifice

terenurilor sau materialelor prin care s-au scurs. Ajungând la suprafaţa materialelor, apa se evaporă,

iar sărurile cristalizează. (Fig.6)

Datorită creşterii volumului, cristalele aflate în pori acţionează ca o pană asupra stratului

superficial, provocând fenomenul de exfoliere sau eflorescenţă.

Fig.6 Exfolierea balustradei balconului din curtea interioară

Dezagregarea se produce în decursul anilor, mai întâi mai lent şi invizibil, apoi însă

devine bruscă.

Împreună cu fenomenul de îngheţ-dezgheţ, şi cu emanaţiile nocive ale oraşelor, au o puternică

acţiune distructivă asupra detaliilor tratate în relief, executate din cărămidă sau alt material de

construcţie care nu sunt protejate de învelitori (ex.: detaliile sculptate ale monumentelor

gotice( fiale, pinacluri, statui, ş.a.), care, ca urmare a fenomenului de dezagregare a rocii, îşi pierd în

timp conturul precis, dând impresia că au fost executate dintr-un material care se topeşte.

- diferenţele de temperatură dintre anotimpuri sau dintre zi şi noapte, îndeosebi în

climatele excesive, care provoacă îngheţul şi dezgheţul, modifică volumul apei infiltrate în masa

materialelor. Prin repetarea la intervale scurte a variaţiilor de volum are loc o acţiune mecanică, de

eroziune, favorizând acţiunea factorilor corozivi care provoacă modificările de natură fizico-

chimică.(Fig.7)

Atmosfera viciată cuprinde în special degajări nocive de bioxid şi trioxid de sulf care, în

combinaţie cu umiditatea atmosferică creează microparticule acide, deosebit de virulente.

Fiind extrem de mici, ele pătrund cu mare uşurinţă în masa materialelor, provocând

fenomenul de coroziune.

Fig.7 Exfolierea bordurii balconului din curtea interioară

- vânturile puternice produc eroziunea eoliană. În regiunile cu climat uscat, vântul

antrenează particule silicioase, sub formă de prafuri, degradând prin acţiune mecanică directă

parametrele expuse. Eroziunea eoliană, împreună cu apele meteorice favorizează manifestarea altor

factori corozivi.

- apele subterane: modificarea regimului apelor freatice, prin ridicarea şi coborârea

nivelurilor, este deosebit de dăunătoare pentru starea clădirilor. Ridicarea apelor freatice duce la

îmbibarea fundaţiilor cu apă, care, în asociaţie cu îngheţul provoacă degradări, micşorându-le

rezistenţa. (Fig.8)

Fig. 8. Exfolierea ornamentelor din cauza apelor subterane

- factorii biologici şi umezeala

● Bacteriile sunt de foarte multe ori cauza degradării unor elemente de

construcţie, în special a celor de rocă. Astfel, tiobacteriile oxidează sulful care se poate găsi în

umezeala atmosferică sau în apele care s-au ridicat în zidării prin ascensiune capilară. Ionii de SO3

şi SO4 produşi de această oxidare se combină ţu calciul din rocă, de unde rezultă sulfatul de calciu,

care cristalizează sub formă de ghips, degradând progresiv roca.

Ciupercile, muşchii şi lichenii, care se fixează pe suprafaţa rocii, cărămizii, a elementelor

ceramice, pe tencuieli sau pe lemn, pătrund, spre a se fixa în porii materialelor, şi provoacă

dislocări, la început superficiale, de natură mecanică, care pot favoriza acţiunea altor factori

corozivi. Muşchii şi lichenii dezvoltă însă şi acizi care intră în reacţie cu materialul. Deşi aceşti

acizi au o constantă de dislociere mică, acţiunea lor se face simţită în timp, în funcţie de rezistenţa

materialului asupra căruia acţionează.(Fig.9)

Fig. 9. Deteriorarea bordurii balconului din cauza lichenilor şi a muşchiilor

Arbuştii şi ierburile care se fixează pe ziduri şi la baza acestora se manifestă mai întâi printr-

o acţiune mecanică de dislocare, urmată de o reacţie chimică, asemănătoare cu cea provocată de

muşchi şi licheni.(Fig.10)

Fig.10. Iedera care a crescut lângă soclul clădirii

Insectele şi bacteriile se pot fixa pe roci, dezvoltând secreţii acide care atacă mai ales rocile

calcaroase. Canalele şi cuiburile pe care le sapă permit să se fixeze muşchi sau licheni, precum şi

pătrunderea apeiu, urmată de efectul variaţiilor de volum provocate de înghet-dezgheţ.

● Umezeala constantă creează un mediu favorabil pentru dezvoltarea

bacteriilor şi a ciupercilor care determină degradarea clădirilor. (Fig.11)

Fig.11. Umezala constantă datorată prezenţei burlanului în curtea interioară

Fierul utilizat în construcţii, ca material de învelitoare, pentru tiranţi, ancore sau măduve ale

unor coloane, sub acţiunea umezelii suferă procesul de coroziune sub forma specifică mediului

agresiv respectiv.(Tologea, S., 1976) Creşterea secţiunii pieselor de fier, ca urmare a ruginii, are

consecinţe distructive asupra zidurilor cu care acestea intră în contact, provocând fisuri, şi

desfacerea rosturilor. (Fig. 12,13)

Fig.12, 13. Bucăţi de fier folosite la construcţie

B. Intervenţii antropice

Intervenţia omului poate avea un efect devastator asupra materialului de construcţie, mai

ales prin montarea burlanelor sau a cablurilor, deoarece instumentele folosite la găurirea

materialului de construcţie produc microfisuri în interiorul materialului, microfisuri care sunt un

lăcaş „ideal” pentru apa care este captată în înterior, ducând în cele din urmă la măcinarea

materialului, şi chiar la exfolierea acestuia.

Un alt efect devastator îl are folosirea neadecvată a cimentului sau a altor materiale folosite

la reparare, care pot reacţiona cu apa de infiltraţie sau cu celalalte materiale de contrucţie, ducând la

cristalizarea sărurilor, sau la alterarea şi degradarea materialelor.

Un bun exemplu pentru aceste cazuri este curtea interoară, unde pot fi observate burlanele

montate necorespunzător, dar şi cum materialul s-a exfoliat în jurul burlanelor.(Fig.14,15)

Fig.14, 15. Burlanele din curtea interioară, şi exfolierile din jurul lor

Cărămizile şi cimentul folosite la repararea clădirii au reacţionat cu apa de

infilntraţie din sol, dar şi cu calcarul, rezultând cristalizarea sărurilor pe suprafaţa cărămizilor

(Fig.16), dar şi pe suprafaţa calcarului.(fig.17)

Fig. 16. Eflorescenţe de săruri pe cărămidă Fig.17. Eflorescenţe de săruri pe calcar

Fig.18. Cabluri montate de-a lungul balustradei Fig. 19. Cablu montat pe balustradă

Cablurile montate de-a lungul balustradei din curtea interioară reprezintă şi ele un bun

exemplu al deteriorării calcarului, prezentând exfolieri în jurul găurilor de montare a cablurilor.

(Fig.18, 19).

IV. Restaurarea/reabilitarea constructiilor

In functie de monumentul care urmeaza a fi restaurant, se stabilesc mai multe criterii de interventie.

1. Cartarea monumentelor

Cartarea monumentelor presupune numerotarea fiecarui element al cladirii (fiecare fragment

de material de constructie), mentionarea tipului de material (tip de calcar, tip de gresie), facand mai

intai o clasificare macroscopica a materialului (caracteristici stabilite macroscopic), urmand apoi a

fi facute analizele chimico-mineralogice adecvate pentru a stabili cu exactitate tipul de material, in

vederea determinarii unei arii sursa, in cazul in care se prevede inlocuirea materialului. (Fig. 20)

Fig. 20. Exemplu de cartare a monumentelor. Damage diagnosis and prediction, Tiziana Lombardo

2. Determinarea materialului de constructie

Dupa determinarile macroscopice ale tipului si caracteristicilor materialelor de constructie

urmeaza determinarile chimico-mineralogice. Aceste analize presupun :

- analize RX pentru a determina compozitia mineralogical a materialului

- sectiuni subtiri pentru a derermina compozitia mineralogica, precum si starea de

degradare a materialului.

In functie de fenomenele de degradare observate la monumente, se pot stabili si alte analize

pentru a determina compusii chimici care degradeaza materialul (compusi chimici poluanti,

compusi chimici ai materialului, precum si compusii chimici ai liantului), analize de ultrasunete

pentru a determina zonele afectate de microfisurile din reteaua materialului.

3. Procedee de reabilitare

Datorita lipsei unei bune legislatii de restaurare si conservare a monumentelor in Romania,

nu exista anumite standarde si norme care trebuie respectate, fiecare firma de restaurari avand

propria modalitate de a reabilita constructia.

Procedeele de reabilitare se stabilesc in functie de materialul de constructie, dar si de

fenomenul de degradare observat.

Spre exemplu:

- sarurile (pe calcar, caramida, lianti) se pot “spala” prin neutralizarea acestora solutii

chimice, in functie de rezultatul analizelor RX .

- crusta neagra, si patina se pot “curata” prin interventia pe suprafata materialului cu

aparate pe baza de laser, care “rad” partea afectata, lasand stratul imediat urmator, care nu este

“murdar”.

- substratul vegetal si microbian: se incearca mai intai uscarea zonei, prin ventilatii

puternice, si incercarea de a proteja zona de alte infiltratii.

- exfolierile si desprinderile de material pot fi evitate si ele prin inlaturarea umezelii,

si a suportilor metalici folositi la fixarea si montarea materialelor pe structura cladirii.

De asemenea, procedeele de reabilitare depind si de specialistii care efectueaza restaurarea,

unii fiind mai “agresivi”( curatand stratul de crusta neagra, patina, sau decolorarea prin actiunea

mecanica a picamarului sau a masinii de gaurit), altii abordand o modalitate mai “calma”, incercand

sa acopere insemnele de pe pereti cu un strat de var, sau chiar sa curete “mizeria” cu ajutorul unor

perii aspre metalice.

Pentru a preveni umezeala la fundatiile cladirilor, se folosesc materiale specifice de izolatie,

precum si aparatura destinata sa ventileze zona afectata (ex. Subsolul Casei Matei Corvin).

Materialele si aparatura folosita la prevenirea umiditatii depind si de tipul de pavaj folosit la

trotuarul care inconjoara cladirea.

V. Concluzie

In concluzie, am putut observa mai multe materiale care au fost folosite la construirea

monumentelor istorice, precum si scopul pentru care au fost construite monumentele.

Fenomenele de degradare depind de natura materialului, de perioada de exploatare (spre

exemplu, calcarele exploatate primavara sunt mai predispuse fenomenelor de degradare, datorita

umezelii materialului), precum si de liantul folosit. Bineinteles, si chimia mediului inconjurator

reprezinta un factor nociv pentru materialele de constructie folosite la monumentele istorice, in

special apele meteorice care sunt tot mai acide datorita poluarii, si care pot provoca reactii chimice

in interiorul materialului (gelifiatia, datorita transportului de apa prin microfisurile din interiorul

materialului), dar si la suprafata materialului, prin facilitarea reactiilor dintre material si liant, dar si

a reactiilor dintre material si a particulelor de praf, suspensii, si acizi chimici aflati in suspensie in

aerul din jurul monumentelor.

De asemenea, si apele subterane pot cauza degradari ale materialelor de constructie, in

special a materialului folosit la fundatia cladirii, dar si a celor din soclul cladirii. Umezeala

constanta poate favoriza si aparitia licheniilor si a altor microorganisme care pot cauza de asemenea

degradarea materialului de constructie.

Tipul de sol din jurul monumentului reprezinta un alt factor care poate cauza degradarea

monumentelor, deoarece, in functie de tipul de sol poate retine apa pentru o perioada mai mare de

timp, reprezentand o sursa de umezeala, dar poate si sa faciliteze propagarea vibratiilor care se

extind pana pe suprafata cladirii, cauzand fisuri de diferite dimensiuni, in functie de intensitatea

vibratiilor. Sursa vibratiilor pot fi cutremurele, care au intensitati destul de puternice pentru a cauza

prabusirea cladirilor, dar si trepidatiile induse de transportul auto, care, desi nu sunt prea puternice,

pot cauza fisuri in reteaua materialului, cauzand degradari ale caror efecte pot aparea in decursul

timpului.

De-a lungul timpului s-au incercat diverse metode de reabilitare si conservare a

monumentelor, insa metodele traditionale sunt cele care s-a observat ca sunt cele care nu produc in

timp prea multe degradari constructiilor. Aceste metode traditionale s-a transmis din pacate pe cale

orala, de la stramos la urmas, neramanand inscrise pentru a putea fi respectate cu exactitate, astfel

ca, metodele traditionale s-au transformat in metode „relativ” traditionale, in special si datorita

materialelor care sunt acum accesibile pentru restaurare.

Bibligrafie:

1. Curinschi Vorona, Gh., Arhitectură, Urbanism, Restaurare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996

2. Curinschi Vorona, Gh., Restaurarea Monumentelor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1998

3. Dicţionar de artă. Forme, tehnici şi structuri artistice. A-M. Editura Meridiane, Bucureşti, 1995

4. Duca, V., Investigatii Petroarheometrice La Cateva Monumente Din Transilvania, Seria

Mineralogia Aplicată, Editura Arcadia Media, Cluj Napoca, 2010

5. Lombardo, T., Damage diagnosis and prediction. Erasmus IP 2008,Université Paris 12

6. Manea,. D., Materiale de constructii si chimie aplicata, Vol. II, Vol. III, Editura Mediamira,

Cluj-Napoca, 2007

7. Popister,I., Studiul petrografic al proceselor de alterare si degradare ale materialelor de

constructie puse in opera la Muzeul de Arta Cluj-Napoca, Lucrare de disertatie, Facultatea de

Biologie si Geologie, Universitatea Babes-Bolyai, Cluj-Napoca, 2008

8. Tologea, S. Probleme privind patologia şi terapeutica construcţiilor. Vol.1. Editura Tehnică

Bucureşti, 1976