ANTIK-WAR.LV

Sveiki visiem! Lugums padalities, varbut kads zin, ka iekonservet un pasargat no bojasanos 95 gadus vecu koku (ne loti lielu un biezu) , kurs ir izrakts no zemes, stavoklis labs, koks specigs. Protams, lai tas nesabojatu pasu mantu. Ir dzirdetas vairakas versijas, mercet masinella, mercet cukurudeni, bet pietrukst konkretu ideju un ieprieksejas pieredzes. Paldies jau ieprieks!

небольшие деревянные куски обрабатывались в ванне, наполненной раствором полиэтиленгликоля

Химические материалы в реставрации дерева.


1.ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РЕСТАВРАЦИИ ДЕРЕВЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ.



Дерево было практически первым материалом, который использовал человек. Поэтому в реставрационной практике дерево встречается в зданиях и сооружениях, при археологических раскопках („сухое" и „мокрое"), как основа различных предметов искусства (скульптура, деревянная основа для живописи, резьба по дерегву, мебель и т. д.). Дерево как органический материал подвержено старению и воздействию различных разрушающих факторов, из которых основными являются биологические. Поэтому практически во всех случаях реставратор имеет дело с частично разрушенным деревом, т.е. материалом с измененными прочностными и структурными характеристиками, в большей или меньшей степени зараженным грибами и дереворазрушающими насекомыми. Со временем изменяется и химический состав древесины, а из-за разрушения структуры сильно повышается водопоглощение. Так, максимальное содержание воды в простоявшей в воде древесине в зависимости от степени ее разрушения меняется в пределах 120-600%.



Процессы, связанные с реставрацией объектов или предметов из дерева, имеют несколько направлений: очистка поверхности, в случае мокрой древесины - обезвоживание или замещение воды, антисептирование, огнезащитная обработка, глубинная пропитка консервантами, защитная и декоративная обработка поверхности. При этом используются растворы консервантов в воде или органических растворителях. Количество поглощенного консерванта зависит от степени разрушенности древесины и свойств поглощаемого материала. При поглощении растворов полимеров наблюдается постепенное проникновение раствора в структурные элементы древесины, причем полимер отстает от фронта растворителя. После завершения пропитки происходит перераспределение полимера между раствором в межклеточном пространстве и структурными элементами древесины - древесина постепенно обогащается более высокомолекулярными фракциями полимера, что положительно сказывается на физико-механических свойствах образующегося композита. Это определяет желательность длительной пропитки древесины с целью более глубокого проникновения консервантов в структуру древесины.



Знание кинетики пропитки и зависимости поглощаемого количества консерванта от свойств древесины позволяет рассчитать время, необходимое для создания оптимального защитного слоя, и глубину пропитки.



Распределение водорастворимых антисептиков, антипиренов между раствором и древесиной при ее погружении в раствор практически не зависит от концентрации солей в растворе и близко к единице. В случае полимерных растворов имеет место зависимость поглощения от концентрации полимера, его молекулярной массы и наличия функциональных групп, способных взаимодействовать с активными центрами образующих древесину веществ. Как правило, необходимо использовать высококонцентрированные (5-20%-е) растворы полимеров.


2.ДЕРЕВО В ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ

В зданиях и сооружениях дерево может служить основным строительным материалом, из него часто изготовлены различные конструкционные или декоративные детали. Чтобы сохранить для будущего частично разрушенную древесину исторических зданий, необходимо обеспечить защиту от биоразрушителей и возможных возгораний, придать древесине механическую прочность, достаточную для несения основной конструкционной нагрузки.


ОГНЕ - И БИОЗАЩИТА ДРЕВЕСИНЫ

Древесина исторических зданий и сооружений в большей или меньшей степени поражена комплексом био разрушителей, способствующих ее разрушению. Сильно страдают сооружения из дерева и от пожаров.



Обычно для зданий и сооружений из дерева мероприятия по био- и огнезащите проводят одновременно. При этом если борьба с био разрушителями и возможностью пожаров в новых или новодельных зданиях осуществляется достаточно просто, то предотвращение возгораний и приостановление развития биоразрушителей в зданиях из частично разрушающей древесины, особенно при условии их музеефикации, - сложная задача, поскольку требуется обеспечить безопасность обслуживающего персонала и посетителей.



Введение в древесину защитных и укрепляющих средств может осуществляться с разборкой и без разборки сруба здания. При полной разборке зданий и сооружений появляется возможность тщательного осмотра всех бревен и деревянных деталей. Выявляются места полного разрушения древесины, наличие гнили и пустот, прикрытых внешним слоем здоровой на вид древесины. Все бревна, пораженные грибами или бактериями, изъеденные личинками насекомых, маркируют и откладывают для последующего удаления участков разрушенной древесины и протезирования. Остальные бревна направляют на пропитку.



Бревна с выявленными участками разрушенной древесины подвергают механической обработке. Гнилую и трухлявую древесину удаляют из бревен стамесками, долотом, щетками и кистями. Древесную пыль можно удалить с помощью пылесоса. В вычищенное место вставляли протез-врубку, который должен быть подогнан таким образом, чтобы после его установки не требовалась механическая обработка. Места в которые устанавливать протез-врубку нецелесообразно, можно заполнить массой, приготовляемой из древесных опилок и мочевиноформальдегидного или кремнийорганического связующего.



Все способы глубинной пропитки древесины длительны. Пропитку бревен и деревянных конструкций полностью разобранного здания можно проводить в ваннах или в автоклавах. Наиболее удобными являются ванны из разрезанных вдоль стальных труб диаметром 1,3–1,5 м с приваренными днищами. В этом случае легко осуществляется слив отработанного раствора, для чего к нижней части ванны приваривается патрубок с краном. Для защиты от коррозии внутренние поверхности ванны покрывают лаком КО-921 или органосиликатным материалом ВН-30 с отвердителем - тетрабутоксититанатом (2 %), АГМ-3 (1 %) или силазаном МСН-7 (20%).



При обработке зданий без разборки применяется метод прерывистого орошения. Бревна пропитывают в радиальном направлении путем нанесения раствора до насыщения и дают выдержку, в течение которой происходит диффузия раствора не только в глубь массива древесины, но и в ее структурные элементы – полости и стенки клеток. Затем следует повторное нанесение раствора, выдержка и еще 2-3 цикла. Особенно тщательно необходимо обработать торцы бревен. Их обрабатывают в каждом цикле до полного пропитывания древесины консервантом. При условии высокой радиальной трещиповатости старых бревен пропитка практически всего объема бревна при таком методе обработки достигается за 2–3 недели.



При устойчивой и сухой погоде через 10–15 сут после обработки водными огне- и биозащитными растворами сруб в основном просыхает, и можно приступить к следующей операции – гидрофобизирующему укреплению растворами полимеров.



Наиболее распространены огнезащитные составы на основе фосфата и сульфата аммония. Хорошим огнезащитным действием обладают соединения бора - бура (тетраборат натрия), борная кислота и их смеси. Необходимо учитывать, что при изменении соотношения бура: борная кислота меняются растворимость смеси и свойства раствора. Оптимальное соотношение бура : борная кислота - 1,54:1. В этом случае в растворе образуется сильнорастворимый пентаборат натрия и растворимость смеси при 20 °С достигает 30%. Ниже приведены рецептуры огнезащитных растворов на основе буры и борной кислоты, которые проявляют также хорошее антисептическое действие, ч. (масс.):



I
II
III

Гидрофосфат аммония ( NH4)2HPO4
6
-
-

Сульфат аммония (NH4)2SO4
14
-
17,5

Гидрофосфат натрия Na2НPО4
-
-
25

Бypa Na2B4O7x10H2O
-
10
-

Борная кислота Н3ВО3
-
10
-

Фторид натрия NaF
1,5
-
1,5

Вода
78,5
80
78,5




Антипирены на основе соединений бора применяют в комбинации с хром-медными антисептиками, причем капиллярная и диффузионная проникающая способность антипиренов выше, чем у антисептиков, поэтому они проникают в более глубокие слои древесины и поэтому меньше подвержены вымыванию. Приведенные ниже составы на основе соединений бора, пентахлорфенолята натрия, хром- и медьсодержащих солей являются одновременно антипиренами и антисептиками, %:



I
II
III

Борная кислота Н3ВО3
25-45
30-45
25-40

Бypa Na2B4O7x10 H2O
25-45
-
25-40

Пентахлорфенолят натрия C6Cl5ONa
10-50
8-40
-

Дихромат натрия Na2Cr2O7
-
-
10-25

Сульфат меди ( II ) CuSO4
-
-
10-25

Уксусная кислота СН3COOH
-
-
0.2-1.0

Карбонат натрия Na2CO3
-
30-45
-




В последнее время для огнезащиты деревянных зданий и сооружений, особенно в сочетании с водорастворимыми антисептиками (бура, борная кислота, хром-медные препараты и т.д.) , успешно применяется фосфат мочевины, вытесняющий из реставрационной практики растворы гидрофосфата аммония с сульфатом аммония. Путем конденсации мочевины с ортофосфорной кислотой получают водорастворимый препарат КМ, введение 10-15 % которого предохраняет древесину от возгорания при воздействии открытого огня.



На основе фосфата мочевины создаются эффективные комплексные составы, например, г/л:


Фосфат мочевины
100

Бромид аммония
50

Гексаметилентетрамин
10-15




Для глубинной и поверхностной защиты древесины от воздействия огня и биоразрушителей синтезированы соединения на основе мочевины или меламина и дициандиамина, формальдегида и фосфорной кислоты.



Значительное повышение биостойкости и снижение возгораемости Древесины достигается при пропитке ее 15%-м водным раствором тетра- фторбората аммония. Раствор способен полностью проникать через заболонь и на 1,5–2,0 мм в ядровую древесину. Последующая обработка пропитанной древесины в горячем (20°С) петролатуме делает ее стойкой в условиях переменной влажности при сохранении био- и огнезащитных свойств.



Многие антисептики и антипирены хорошо растворяются в воде, и поэтому легко вымываются из древесины. Наиболее устойчивым к вымыванию является хром-медный антисептик ХМ-32, содержащий 3 ч. (масс.) дихромата щелочного металла и 2 ч. (масс.) сульфата меди. Ниже приведены составы хром-медных антисептиков, %:



ХМ-32
ХМХЦ
ХМА
ХМФ
ХМК

Дихромат натрия
60
20
20
50
50

Сульфат меди
40
10
10
30
40

Хлорид цинка
–
70
–
–
–

Кремнефторид аммония
–
–
70
_
–

Фторид натрия

–
–
20
–

Кремнефторид натрия
–
–
–
–
10




Большая группа антисептиков содержит соли хрома, меди, мышьяка, цинка, которые образуют в древесине соединения, высокотоксичные для грибов и насекомых, но нерастворимые в воде и поэтому практически безопасные для теплокровных животных. Ниже указаны составы таких антисептиков, %:



Эрлит
Болиден
Хемо- нит
Лахо- тухо
Аску
Селькур
Таналит

Дихромат натрия
28
16,5
–
–
55,5
47,5
37,5

Сульфат меди
28
–
41
10
33,3
50
–

Сульфат цинка
–
43,0
–
10
–
–
–

Оксид мышьяка (V)
–
39,5
15,4
50
11,2
–
25

Едкий натр
–
–
12,8
–
–
–
–

Гидроксид аммония
24
–
30,8
–
–
–
–

Хромовый ангидрид
–
–
–
30
–
1,68
–

Фторид натрия
–
–
–
–
–
–
25

Динитрофснол, смесь изомеров
–
–
–
–
–
–
12,5

Борфторид аммония
20
–
–
–
–
–
–




Комплексная защита древесины может быть осуществлена обработкой либо последовательно растворами антисептиков и антилиренов, а затем укрепляющими растворами полимеров, либо раствором, содержащим все необходимые компоненты. Применение находят комплексные защитные и укрепляющие составы для древесины, растворимые как в воде, так и в органических растворителях. Предложен следующий водорастворимый пропиточный состав, %:


Фенолоспирты
80-90

Борная кислота
2-4

Боротран (триэтаноламиноборат)
1-2




Древесину пропитывают водным раствором этого состава и высушивают. Затем проводят полимеризацию фенолоспиртов в древесине нагреванием при 105–120 °С. В результате такой обработки у древесины повышается влаго- и водостойкость, механическая прочность, стойкость к грибным поражениям и воздействию огня.



Повышение биостойкости и снижение возгораемости древесины достигается при пропитке ее 15%-м водным раствором тетрафторбората аммония по способу „прогрев - холодная ванна", при этом температуpa горячего раствора 91-95°С, холодного 21-25°С. Глубина проникновения раствора в ядровую древесину сосны при выдержке в каждой ванне в течение 1 ч составляет 1,5-2 мм . Влажную древесину переносят в ванну с петролатумом, нагретым до 120 °С, и выдерживают для просушки при этой температуре 40 мин, заменяют петролатум на сухой c температурой 85°С и выдерживают древесину еще 1 ч. После такой обработки древесина становится огне- и биостойкой и не меняет размеры при изменении влажности.



Последовательная пропитка древесины продуктом конденсации фосфорной кислоты с мочевиной (препарат КМ) и КОС дает синергетический эффект огнезащиты. Применение в качестве антипирена смеси буры с борной кислотой и введение в КМ борфторидов придают системе биозащитные функции, а использование в качестве КОС силазанов (МСН-7) или их смесей с силоксанами (КО-921, К-9) позволяет улучшить физико-механические характеристики частично разрушенной древесины.



Карбамидные и карбамидно-фурановые смолы также проявляют значительное огнезащитное действие. При пропитке ими древесины с последующим термокаталитическим отверждением благодаря взаимодействию полимера с компонентами древесины образуются трудно горючие материалы и существенно повышаются физико-механические показатели модифицированной древесины. Наилучшие результаты дает карбамидно-фурановая смола, которая представляет собой продукт поликонденсации мочевины, формальдегида и фурфурилового спирта.



Комплексную защиту древесины обеспечивают также пропиточные составы на основе перхлорвиниловых олигомеров, галогенсодержащих эфиров фосфорной и борной кислот в сочетании с полимерами акрилового ряда и КОС.




КОНСЕРВАЦИЯ И УКРЕПЛЕНИЕ ДРЕВЕСИНЫ



Введение консервантов в поры частично разрушенной древесины не следует рассматривать как ухудшение, обесценивание памятника. Скорее наоборот – консервация путем введения в структуру древесины веществ долговременного действия повышает историческую ценность памятника, является вкладом нашей эпохи в материальную историю.



Для пропитки древесины в зданиях и сооружениях, находящихся на открытом воздухе, нецелесообразно применять полиакрилаты и ПВБ, так как эти полимеры не проникают глубоко в древесину в радиальном направлении и недостаточно устойчивы к атмосферным воздействиям. Не рекомендуется использовать и эпоксидные смолы (эпидиам, аральдит и др.), имеющие невысокую стойкость к УФ-облучению.



Большой интерес для укрепления частично разрушенной древесины представляют мономерные системы и форполимеры. Так, 20–30%-й раствор смеси форполимера изоцианата с полиэтиленгликолем обладает низкой вязкостью и легко проникает в глубь древесины. В результате взаимодействия свободных изоцианатных групп с содержащейся в древесине водой, образуются полиуретаны, и прочность частично разрушенной древесины резко повышается.



Для консервации древесины в памятниках деревянного зодчества пригодны полиметил- и полибутил метакрилаты, винифлекс – сополимер винилхлорида с винилизобутиловым эфиром, акриловые смолы и сополимеры акрилатов. Широкое применение находит акриловая смола Paraloid B -72 (растворы в толуоле, ксилоле), эпоксидные смолы. Дл я достижения эффекта, укрепления в древесину необходимо вводить 15–30% смолы. Длительное наблюдение за древесиной, пропитанной акрилатами, показало, что со временем происходит деструкция как самих полимеров, так и композитов на их основе.



С осторожностью следует применять для укрепления древесины полиуретановые смолы. При пропитке этими смолами достигается практически полное объемное заполнение древесины. Модифицированная полиуретанами древесина становится жесткой и хрупкой, наблюдается подтягивание смолы к поверхности, сжатие волокон и развитие микротрещин. Низка стойкость полиуретанов к фотоокислительной деструкции. Введение в смолу отвердителей позволяет за 1–2 сут достичь укрепляющего эффекта, без отвердителей отверждение может длиться несколько месяцев, но при этом практически не происходит усадки.



Из эпоксидных смол для укрепления древесины рекомендуют использовать эпидиан-5, ЭД-6, ЭД-20. Применяют 15–30%-е растворы эпоксидных смол в ксилоле, бензоле, толуоле, ацетоне, циклогексаноне.



Наибольшей подвижностью обладают растворы в ацетоне, но высокая летучесть ацетона снижает глубину пропитки. Поскольку ацетон хорошо смешивается с водой, целесообразно проводить предварительную пропитку влажной древесины ацетоном, а затем уже обрабатывать ее ацетоновыми растворами эпоксидных смол. Это способствует более глубокому проникновению их в древесину. Пропитку небольших предметов из дерева лучше всего проводить в автоклавах с переменным давлением.



Следует отметить, что модификация эпоксидными и полиуретановыми смолами вызывает непроходящее после отверждения потемнение древесины.



Для укрепления неокрашенного сухого частично разрушенного дерева можно применять растворы мочевино-, меламино-, феноло- и резорциноформальдегидных олигомеров. Несмотря на высокую стоимость резорцина, последние предпочтительны, так как дерево, укрепленное резорциноформальдегидными олигомерами имеет высокие физико-механические показатели и хорошую стойкость в атмосферных условиях.



В качестве пластификаторов в пропиточные составы на основе перечисленных олигомеров рекомендуется вводить глицерин или другие многоатомные спирты, перспективно использование водо- и спирторастворимых полиэтиленгликолей с молекулярной массой 400-1000. В качестве отвердителя для этих олигомеров в реставрационной практике обычно используют хлорид аммония в количестве 10% к массе олигомера.



Эффективными пропиточными составами для древесины являются растворы ПММА в метилметакрилате или стироле с диметиланилином в качестве ускорителя полимеризации и бензоилпероксидом в качестве инициатора. Легкоподвижная жидкость через 5-10 ч (в зависимости от содержания отверждающих агентов) превращается в прочную стекловидную массу, надежно укрепляющую древесину.



Обладающие хорошей проникающей способностью мономеры - стирол, метилметакрилат - могут быть отверждены в массиве древесины не только под действием катализаторов, но и в результате нагревания, облучения. Высокая летучесть и токсичность этих мономеров ограничивают их применение в реставрационной практике.



Частично разрушенную древесину можно пропитывать растворами акриловых полимеров (ПБМА, БМК-5, 40БМ, 80БМ и др.) в ксилоле, толуоле, их смесях с этанолом, в ацетоне или низших эфирах. Эти материалы дают хороший укрепляющий эффект, причем физико-механические показатели модифицированной древесины повышаются при увеличении количества вводимого в нее полимера, но имеют незначительную глубину проникновения. Выпускаемые промышленностью полимеры характеризуются высокой полидисперсностью по молекулярным массам. Макромолекулы большой молекулярной массы создают в древесине приповерхностную зону высокой концентрации (корка), что отрицательно влияет на сохранность массивной древесины при перепадах температуры и влажности.



С ростом концентрации полимеров в растворах поглощение полимера древесиной повышается:


Содержание полимера в растворе, % Количество поглощенного древесиной полимера, %
5
10
15
20
30
40

фенолоспирты
14,0
22,0
27,0
30,5
39,5
47,2

ПБМА-НВ
4,9
8,0
12,5
16,2
22,6


К-9
10,0
17,5
24,0
30,0
40,0
48,0

МСН-7
13,0
20,0
27,5
34,0
45,5
55,5




Оптимальными являются 10–20%-е растворы - при этих концентрациях вязкость растворов невелика , поэтому можно осуществить шубинную пропитку и ввести в древесину 15-35 % полимера, что достаточно для укрепления частично разрушенной древесины.



Высокими физико-механическими показателями характеризуется частично разрушенная древесина после глубинной пропитки кремнийорганическими материалами. Так, метилфенилсилоксановые олигомеры имеют низкую вязкость и высокую проникающую способность, а наличие в них концевых гидроксильных групп определяет возможность взаимодействия с активными группами целлюлозно-лигнинового комплекса древесины. Когезионные и адгезионные характеристики полиорганосилоксанов могут быть улучшены сочетанием их с акриловыми или виниловыми полимерами, а также с силазанами.




ЗАЩИТНО - ДЕКОРАТИВНЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПОКРЫТИЯ НА ДРЕВЕСИНЕ



Защиту древесины от внешних воздействий можно обеспечить не только пропиткой ее в объеме (модификацией), но и созданием на ее поверхности защитно-декоративного покрытия.



Для получения огнезащитных покрытий используют композиции на основе феноло- и мочевиноформальдегидных смол, хлорсодержащих каучуков, галогенсодержащих виниловых полимеров (ПВХ и сополимеры винилхлорида, перхлорвинил), содержащие пластификаторы - эфиры фосфорной кислоты (например, трихлорэтилфосфат) ,хлорпарафины, наполнители – карбонат кальция, магния или цинка, доломит, сульфат бария, асбест, вермикулит, силикат свинца, бораты и пигменты, например оксиды сурьмы и висмута, полученные высокотемпературным сплавлением соли кремниевой кислоты (силикатные краски).



Поливинилхлорид растворим в некоторых органических растворителях и легко набухает в жидких пластификаторах - эфирах: дибутилфталате, трикрезилфосфате, трихлорэтилфосфате и др.



В огнезащитные краски по древесине на основе ПВХ, содержащие трикрезилфосфат и трифенилфосфат, а также карбонат цинка, в качестве антисептической добавки рекомендуется добавлять нафтенат цинка или пентахлорфенол. Для повышения адгезии в краски вводят ПБМА или другие полиакрилаты (БМК-5,40БМ, 80БМ).



Аналогичные краски могут быть получены на основе сополимера винилхлорида с винилиденхлоридом. Сополимер обладает хорошей адгезией и образует водостойкую пленку, выпускается и используется преимущественно в виде водных дисперсий. Предложены защитные краски следующего состава, ч. (масс.) :


Латекс сополимера (в расчете на сухой остаток)
15,0
Литопон
7,8

Крахмал
5,6

Фосфат аммония
47,0
Диоксид титана
3,9

Альгинат натрия
15,0
Борная кислота
1,5

Мочевина
10,4
Вода
60,0

Параформальдегид
8,5






Перхлорвинил отличается растворимостью и меньшей горючестью, чем ПВХ. Ниже приведена рецептура краски на основе перхлорвинила, ч. (масс.):


Перхлорвинил
10,5
Сплав К-6
4,2

Пигменты
14,7
Растворитель (15% бутилацетата, 25 % ацетона и 60 % толуола)
63,2

Хлорпарафин
7,4




В краски на основе галогенсодержащих виниловых полимеров в качестве антисептика можно вводить также трибутилоловосодержащие акриловые сополимеры. Так, введение 0,02–0,5 % политрибутилолово- акрилата невысокой степени полимеризации позволяет на длительное время защитить древесину от поражения грибами, препятствует развитию насекомых, мхов и лишайников.




ТОНИРОВАНИЕ НОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ



При реставрации деревянных зданий и сооружений приходится частично заменять бревна сруба, доски облицовки, резные детали. Новая древесина своей светлой окраской разрушает цветовое единство здания. Чтобы этого не происходило, ее окрашивают (патинируют, тонируют) в разные цвета, гармонирующие с цветом старой древесины. Патинирование сочетают с антисептированием и повышением атмосферостойкости.



Для патинирования древесины применяют водо- и спирторастворимые краски, соли металлов, дубильные вещества, бейцы. Бейцы представляют собой протравные красители природного происхождения в растворенном состоянии. Они успешно окрашивают древесину различных пород (дуб и хвойные несколько хуже остальных), но не светостойки.



Светостойкое тонирование достигается при последовательной обработке древесины двумя растворами. Вначале древесину пропитывают пирогаллолом, таннином или другими дубильными веществами, а затем через 5-8 ч обрабатывают солями металлов - дихроматом калия, хлоридом меди или железа, сульфатом меди. Изменение окраски наступает через 3–4 недели, а водо- и светостойкость достигается уже через 2-3 сут.



Придаваемый древесине цвет зависит от вида и концентрации первого и второго растворов. Так, обработка древесины вначале 2,5 %-м раствором таннина, а затем 1,5 %-м раствором хлоридов железа и меди (1:1) дает интенсивную серо-коричневую окраску. При обработке древесины вначале раствором пирокатехина (1,5-30 г/л), а затем раствором хлорида железа, хлорида меди и дихромата калия (1:1:1, суммарная концентрация 1,5-30 г/л) получают устойчивую окраску от коричневой до темно-коричневой.



При окрашивании древесины рекомендуется избегать прямого солнечного света.




3.АРХЕОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕРЕВО



При археологических раскопках находят деревянные предметы различной степени сохранности. Поэтому возникло новое направление в реставрационной практике - разработка материалов и технологий их применения для сохранения древесины, длительное время (столетия, тысячелетия) находившейся в воде или в земле. Возрастающий объем археологических раскопок, появление подводной археологии стимулируют развитие этого направления.



Археологическая древесина в зависимости от условий ее залегания может быть относительно сухой или водонасыщенной („мокрой"), этим определяется характер ее обработки.




СРЕДСТВА ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ „МОКРОЙ " ДРЕВЕСИНЫ



„Мокрая" археологическая древесина при высыхании изменяет размеры и форму. Поэтому извлеченные из раскопа деревянные предметы либо изолируют от окружающей атмосферы (вкладывают в герметичные полиэтиленовые пакеты, заворачивают в парафинированную бумагу и т. п.) либо перевозят в музей или реставрационную мастерскую в сосуде с водой или глицерином, в который добавлен антисептик.



Для консервации мокрую археологическую древесину пропитывают веществами, замещающими воду в межклеточных пространствах. Древесина трудно поддается пропитке, несмотря на развитую капиллярно-пористую систему. Эффективность пропитки зависит от свойств пропиточного раствора (вязкости, полярности, поверхностного натяжения) и его способности сохранять гомогенность при изменении содержания воды. Если консервант растворим в органическом растворителе, не смешивающемся с водой, проводят постепенное замещение воды на переходные растворители (ацетон, этиловый спирт), которые далее замещают необходимым для введения консерванта растворителем.



Хорошими консервантами мокрой археологической древесины являются водорастворимые фенолоспирты, а также глицерин с последующей обработкой алюмокалиевыми квасцами, однако глицерин изменяет цвет древесины. Фенолоформальдегидные олигомеры укрепляют и антисептируют разрушенную древесину, стабилизируют ее размеры, но со временем в них происходят структурные изменения, приводящие иногда к нарушению целостности предмета. Наилучшие результаты при консервации мокрой археологической древесины дают полиэтиленгликоли.



Для временной консервации мокрой археологической древесины (для сохранения ее при перевозке от места извлечения до реставрационной мастерской) можно наносить на поверхность вещества, создающие защитные пленки, – креозот и льняное масло, льняное масло и этиловый спирт, глицерин, формальдегид, шеллак, карболинеум, петролатум, канифоль, фенол, ПВС. К таким веществам обычно добавляют антисептические средства.



Удаление воды из древесины с помощью замещающих жидкостей проводят 3–4-кратным вымачиванием последовательно в смесях растворителей: вода - этиловый спирт – диэтиловый эфир; вода – ацетон – диэтиловый эфир; вода - диоксан - диэтиловый эфир. При удалении последней смеси растворителей остается сильно пористая сухая древесина без объемных изменений, которая может-быть насыщена для укрепления различными полимерами с добавками антисептиков.



Довольно часто для пропитки древесины используют природные смолы – шеллак, даммару, мастике,канифоль, камфару, иногда в сочетании с восками и льняным маслом. Эти смолы растворяют в метиловом спирте, диэтиловом эфире, ксилоле, трет-бутиловом спирте, толуоле, бензоле, этил и метилцеллозольве.



Успешно применяются синтетические мономеры и олигомеры, коэффициент диффузии которых в древесину сопоставим с коэффициентом диффузии воды. Полимеризацию мономеров (метил- и бутил метакрилаты , 2-гидроксиэтилметакрилат) осуществляют путем нагревания предмета, пропитанного мономером с добавкой инициатора полимеризации – бензоилпероксида или лаурилпероксида (1-2% при низких температурах, 0,5% при высоких температурах полимеризации). Хорошие результаты дает пропитка древесины смесью диметилсилоксановых и акрилатных олигомеров с бензоилпероксидом в качестве инициатора. Полимеризацию проводят нагреванием пропитанной древесины до 55 С.



После удаления из мокрой древесины воды путем ее последовательного замещения растворителями для консервации могут быть использованы следующие термопластичные и термореактивные полимеры: ПВБ, ПММА, ПБМА, ПВА, ПВХ, эпоксидные, феноло-, мочевину- и меламино- формальдегидные олигомеры, полиэфирные смолы. Из фенолоформальдегидных смол применяют как водорастворимые низкомолекулярные олигомеры – фонолоспирты, так и более высокомолекулярные растворимые в органических растворителях соединения.



В пропиточные растворы на основе феноло-, мочевино- или меламиноформальдегидных смол вводят отвердитель – 2%-й раствор хлорида аммония. Для пропитки предметы либо погружают в ванну с раствором на 6–12 ч, либо наносят раствор кистью. При всех способах пропитки для придания древесине достаточной механической прочности в нее необходимо ввести 30–50 г смолы на 1 кг массы сухой древесины. Сушку после пропитки следует проводить медленно, с этой целью пропитанный предмет покрывают полиэтиленовой пленкой. Если в качестве растворителя для мочевиноформальдегидных смол используют смесь, состоящую из 20% воды, 55% этилового спирта и 25% глицерина или этиленгликоля, процесс пропитки происходит замедленно (сутки, недели) , но при этом обеспечивается более глубокое проникновение смолы в клеточные стенки древесины.



К недостаткам этих консервантов относятся усадочные явления, недолговечность и способность окрашивать древесину в желтовато-коричневый цвет.



Для консервации мокрой археологической древесины широко используют полиэтиленгликоль (ПЭГ). Пропитку проводят либо непрерывным или периодическим орошением (для крупногабаритных предметов), либо выдержкой в ваннах. Выпускаемые промышленностью марки ПЭГ различаются молекулярной массой, которая определяет как свойства полимера, так и характер процесса диффузной пропитки древесины (табл. ).



Таблица 15. Характеристика различных марок полиэтиленгликоля
Марка ПЭГ
Средняя молекулярная масса
Температура замерзания, ° С
Растворимость в воде при 2О°С, г/100гН 2 О
Сравнительная гигроскопичность

ПЭГ-200
190-210
-15
100
80

ПЭГ-300
286-315
-10
100
70

ПЭГ-400
380-420
6
100
60

ПЭГ-600
570-630
20
100
45

ПЭГ-1000
950-1050
38
70
5

ПЭГ-1500
1500-2300
45
60
–

ПЭГ-4000
3000-3700
52
60
–

ПЭГ-6000
6000-7500
58
50
–




Для пропитки археологической древесины, в том числе и мокрой, можно использовать также водорастворимые сложные эфиры целлюлозы, гидроксиэтилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, Na -КМЦ.



Интересным, хотя и достаточно сложным, является способ укрепления и стабилизации мокрой древесины обработкой вначале соединениями хрома, а затем льняным маслом. Рекомендуется следующий состав для обработки, г:


Вода
1000

Дихромат калия
250

Оксид хрома (VI)
100




Пропитку проводят либо в ваннах, либо, чтобы ускорить процесс и достичь большей глубины проникновения консерванта, в автоклавах по циклу вакуум – давление. После медленной сушки пропитанную древесину погружают в ванну с льняным маслом, которое заполняет поры древесины, окисляется (оксидом хрома) и, полимеризуясь, затвердевает, стабилизируя размеры древесины. Древесина становится водостойкой и не подвергается действию биоразрушителей, правда, при этом несколько снижается ее эластичность и повышается хрупкость.




СРЕДСТВА ДЛЯ КОНСЕРВАЦИИ „СУХОЙ " ДРЕВЕСИНЫ



„Сухая” древесина (содержание воды не более 22 %) может быть укреплена составами на основе ПЭГ, ПММА, ПБМА. 3-10%-й раствор ПЭГ-4000 в смеси дихлорэтана и тетрахлорметана (четыреххлористого углерода) имеет высокую проникающую способность и хорошо пропитывает сухую древесину. 10%-й раствор ПЭГ-4000 в этиловом спирте (с небольшим количеством воды) позволяет восстановить прочность и эластичность пробковых пластин.



Надежным средством поверхностного укрепления древесины является ее обработка раствором, состоящим из 3% акриловой смолы Раraloid В-72, 2% космолоида (полиэтиленовый воск) и 95% толуола. Толуол может быть на 25 % заменен скипидаром.



Хорошие результаты по укреплению экспонатов из сухого дерева, в том числе и обгорелого, дает спиртовый раствор ПВА.



Находит применение композиция следующего состава, ч. (масс.):


ПЭГ-6000
75
Даммара
25

Пчелиный воск
50
Канифоль
25




Растопленную на водяной бане смесь смешивают со скипидаром (или терпентином) в соотношении 2 :1 и горячей смесью заливают разрушенную древесину. Обработку необходимо проводить несколько раз промежуточным нагреванием инфракрасными лампами. Достигается хорошее проникновение в глубину древесины, укрепленная древесина сохраняет прочность и внешний вид.



Для стабилизации сухую частично разрушенную древесину пропитывают раствором триметилбората в метиловом спирте в автоклаве с переменным давлением (для лучшего проникновения) и после высушивания (удаления растворителя) обрабатывают парами формальдегида. Взаимодействие целлюлозы, входящей в состав клеточных стенок древесины, с триметилборатом и с альдегидом приводит к образованию в древесине разветвленной полимерной сетки, благодаря чему восстанавливается ее механическая прочность и снижается водопоглощение.



Новые возможности открываются при использовании для укрепления и модификации сухой древесины низковязких растворов КОС, способных глубоко проникать в древесину. Так, скорость движения 5-10%-х растворов метилфенилсилоксанового олигомера (КО-921, К-9) вдоль волокон свежей древесины около 10 см/ч, в радиальном направлении 0,1-0,2 см/ч. ПБМ-НВ за сутки может проникнуть вдоль волокон на 8-10 см . В частично разрушенной древесине скорость движения и количество поглощенного полимера возрастают.



Для пропитки используют: полиметилфенилсилоксаны (КО-921, К-9, К-42, К-47), полиметилсилазаны и алкилсиланоляты (МСН-7, ГКЖ-8, К15/3 и др.), тетраэтоксисилан и продукты его частичного гидролиза (этилсиликат-32, этилсиликат-40), алкил (арил) алкоксисиланы. Многие кремнийорганические модификаторы хорошо сочетаются с широко применяемым для укрепления древесины полибутилметакрилатом. Так, в полиорганосилоксаны вводят ПБМА в виде 5 %-го толуольного раствора при соотношении КОС : ПБМА от 1 :5 до 5 :1.



При реставрации памятников деревянного зодчества довольно часто приходится встречаться с разрушением бревен сруба биоразрушителями при сохранении целостности наружной части бревен. В этом случае или заменяют отдельные венцы сруба, или ставят так называемый протез (заменяют часть бревна на новое), или освобождают внутреннюю полость бревна от деградированной древесины и образовавшуюся полость заполняют композицией из опилок и связующего. Вначале внутреннюю полость бревна очищают от пылеобразной разрушенной древесины и в полость закачивают кремнийорганический лак КО-921 или органосиликатный материал типа Е-2 для пропитки древесины с целью ее укрепления, гидрофобизации и подавления жизнеспособности био разрушителей. Готовят пластическую массу из кремнийорганического лака или органо-силикатного материала и опилок. Соотношение компонентов подбирают таким образом, чтобы было удобно ввести эту массу в полость бревна и уплотнить ее. В результате такой обработки восстанавливается 60–70% механической прочности исходной древесины и сохраняется ее газопро ницаемость (не менее 25 % от первоначальной).



Введение в модифицирующие составы на основе КОС 20-30% ПБМА, ПММА, акриловых сополимеров (БМК-5, 40БМ, 80БМ), ПВБ способствует повышению адгезии.



Для модификации частично разрушенной древесины предложен следующий состав, %:


Полиметилфенилсилоксан (КО-921, К-9)
50

Полиметилсилазан (МНС-7)
25

ПБМА-НВ
25




Состав применяют в виде 20%-го (по сумме компонентов) раствора в ксилоле. Его можно наносить кистью или поливом в древесину с торца, через боковые стенки фрагментов и трещины. При расходе 1 л раствора на 1 дм^2 обрабатываемой поверхности в древесину вводится около 200 г полимера с глубиной пропитки до 5–6 см.



Компоненты моди

Консервация мокрой археологической древесины как неотъемлемая часть подводных исследований

Необходимость консервации насыщенной водой археологической древесины в Новгороде приобрела особую актуальность с началом широкомасштабных раскопок, когда в 1950-е годы началось интенсивное восстановление разрушенного войной города и появилась возможность предварительного исследования одного из древнейших участков города в Неревском конце, где мощность культурных напластований достигала 6 метров.
Тогда археологи столкнулись с ошеломляющим количеством находок из органических материалов, большую часть которых составляли деревянные изделия: предметы утвари, детали механизмов, водного и колёсного транспорта и, наконец, целые уличные настилы, венцы срубов, частоколы. Среди бытовых предметов немало изделий высокого художественного достоинства.
В то время проверенных и хорошо зарекомендовавших себя методик консервации мокрой древесины не существовало ни у нас, ни в Европе. Тысячи деревянных предметов фиксировались, затем часть из них подвергалась естественной сушке, часть хранилась в воде. Одновременно велись поиски методик консервации. В лаборатории камеральной обработки Новгородской археологической экспедиции были проведены экспериментальные работы по замещению воды в мокрой древесине горячим парафином, но методика оказалась взрывоопасной, и от неё пришлось отказаться. В 1970-е годы Новгородская экспедиция начала сотрудничество с лабораторией Минского технологического института, где был разработан метод стабилизации древесины фенолоспиртами, впоследствии воспринятый лабораторией Новгородского музея-заповедника и применявшийся в течение нескольких лет. Этот метод технологически прост, достаточно дешев, не требует специального оборудования, но обладает рядом существенных недостатков, в числе которых необратимость и высокая токсичность.
В начале 1970-х годов в лаборатории реставрации и консервации органических материалов Гос.Эрмитажа был опробован метод стабилизации мокрого археологического дерева полиэтиленгликолями (ПГ). Результаты были обнадёживающими, и до сегодняшнего дня эта методика является ведущей в этом направлении деятельности лаборатории Эрмитажа. Многие уникальные находки из раскопок в Новгороде прошли консервацию в этой лаборатории и уже более 20 лет находятся в постоянной экспозиции музея, а также являются основой многочисленных выставок. Однако, этот отдельный опыт не мог решить всей проблемы новгородской археологической древесины: ежегодные поступления добавляли к уже хранящимся в воде с 50-х годов все новые и новые предметы, естественная сушка которых невозможна без потерь.
В конце 70-х гг. в музее была образована собственная лаборатория консервации мокрой археологической древесины, которая взяла на себя проблему стабилизации хранящихся в воде сотен деревянных предметов. Но она была сориентирована на методику консервации фенолоспиртами, что вызвало множество неразрешимых проблем. Во-первых, качество фенолоспиртов, применяемых в консервации, напрямую зависит от срока их изготовления, а единственным изготовителем на Северо-Западе являлся химкомбинат в Кохла-Ярве, где очень неохотно исполняли заказы в малых количествах. Приобретение фенолоспиртов от тех предприятий, которые также использовали их в своём производстве, привело к ухудшению их качества и существенно повлияло на конечный результат при консервации археологической древесины. Во-вторых, возникли непреодолимые проблемы с утилизацией неиспользованных и отработанных фенолов. В-третьих, основные составляющие компоненты являются высокотоксичными веществами, работать с которыми и в последующем хранить в музейных помещениях далеко не безопасно.
А между тем в странах Западной Европы была разработана методика осушения органических материалов вымораживанием. В начале 70-х гг. были проведены экспериментальные работы, а с середины 70-х гг. эта методика стала основной технологией осушения мокрой органики в музейных лабораториях Швеции и Норвегии. Смысл её состоит в том, что замороженная вода при испарении сразу переходит в газообразное состояние, минуя жидкую стадию, при этом кристаллы льда не разрушают клеточную структуру древесины. Для ускорения процесса сублимации используют вакуум. Несмотря на кажущуюся простоту методики, для её внедрения необходимо провести ряд предварительных мероприятий, состоящих из оснащения лаборатории специальным оборудованием и применения различных технологических приёмов. Сушка производится в морозильной камере в вакуумной среде до полного испарения несвязанной воды. Мокрая древесина до помещения её в вакуум должна быть предварительно заморожена. Для предотвращения разрывов при замораживании деревянные предметы прежде всего подвергаются пропитке в водных растворах полиэтиленгликолей (ПГ) с применением системы подогрева и циркуляции. Полигликоли давно и широко используются в Европе как пропитывающее нейтральное средство для полной или частичной замены воды в древесине перед процессом сушки. Они представляют собой высокомолекулярные водорастворимые воски, продукт взаимодействия окиси этилена и этиленгликоля. Полигликоли имеют несколько разновидностей и различаются по молекулярному весу, гигроскопичности, растворимости, вязкости и некоторым другим характеристикам. Для пропитки важно определить, какой тип ПЭГ следует выбрать для того или иного предмета. Это зависит от влагосодержания древесины, её плотности, степени деградации, наконец, формы и массы предмета. По тем же причинам выбирается концентрация ПЭГ (от 15 до 50 %) и длительность пропитки. Для снижения вязкости и увеличения проникающей способности используется подогрев.
После окончания процесса пропитки древесина помещается в камеру предварительного замораживания с температурой -20 – -30°C, где находится несколько дней. Если пропитка проведена правильно, новых трещин на предметах появиться не должно, хотя старые трещины могут увеличиться. После полного замораживания предметы помещаются в вакуумную морозильную камеру с идентичной температурой. В течение процедуры сушки температура в камере постепенно повышается и в конце процесса доводится до 0°, когда испарение льда наиболее интенсивно. Собственно говоря, низкие температуры необходимы на начальной стадии для сдерживания слишком скорого процесса испарения, когда воды в древесине ещё много. При хорошем оборудовании система мониторинга процесса осуществляется автоматически, с записью всех параметров и указанием на окончание процесса.
С 1995 года лаборатория консервации древесины нашего музея начала внедрять методику сушки вымораживанием. Для начала необходимо было приобрести более или менее подходящее оборудование, а поскольку в России его не делают, пришлось изготавливать кустарным способом морозильно-вакуумную камеру, для чего была использована готовая герметичная труба из нержавеющей стали, а к ней подсоединён морозильный агрегат и вакуумный насос. Как ни странно, мы получили необходимую температуру и вакуум, но на этом трудности только начались. У нас не было оборудования для пропитки древесины, мы использовали только два небольших термостата, где о перемешивании и равномерной пропитке не могло быть и речи. Собственно, мы пытались объединить две методики: полную замену воды в древесине полигликолями и сушку вымораживанием. В результате предметы после консервации выглядели слишком тёмными и тяжёлыми от перенасыщения ПЭГ, а при повышении влажности воздуха немедленно становились мокрыми, поскольку полигликоли, в зависимости от молекулярного веса, в той или иной степени абсорбируют влагу из воздуха. Большая часть деревянных находок из новгородского культурного слоя имеет довольно плотную древесину, и казалось бы, могла быть пропитана полигликолями с молекулярным весом 400, которые не отвердевают на воздухе и оставляют древесину лёгкой и светлой, но практика показала, что после сушки такие предметы обнаруживают значительную деградацию древесины и связанные с этим дефекты. Поэтому ПЭГ-400 мы используем очень осторожно, для отдельных предметов, после тщательного отбора. Кроме того, при повышении влажности воздуха до 50% эти предметы могут становиться влажными. В настоящее время мы используем ПЭГ-4000, они менее гигроскопичны, имеют способность отвердевать и придавать предмету физическую прочность.
Стало понятно, что технология пропитки является важным фактором, влияющим на конечный результат, и без специального оборудования добиться нужного результата очень трудно. На одном из местных предприятий нам изготовили по индивидуальному заказу ванну ёмкостью в 500 л с автоматической системой подогрева и перемешивания раствора. Постоянная концентрация поддерживается заданным уровнем, и при испарении воды система отключается, таким образом процесс пропитки происходит согласно технологическим требованиям. Теперь появилась возможность стабилизировать находки до 2-х м длиной и до 0,5 м диаметром. Вслед за этим возникла необходимость в приобретении новой морозильной вакуумной камеры больших размеров и более совершенной, поскольку существующая камера не снабжена конденсатором для льда, и водяной пар из камеры поступает в вакуумный насос, что создаёт некоторые трудности с регулярной заменой и поисками подходящей марки вакуумного масла. К сожалению, готового оборудования найти не удалось, и мы стали использовать естественные атмосферные условия, т. е. в зимнее время пропитанную полигликолями древесину сушить на воздухе, в закрытом неотапливаемом помещении.
Помимо оснащения лаборатории оборудованием мы стали совершенствовать методику консервации. Практика показала, что одинаковые по форме, твердости и размеру предметы, пропитанные одним и тем же раствором и высушенные в одинаковых условиях, могут выглядеть совершенно по-разному. Факторы, влияющие на конечный результат, лежат за пределами визуального осмотра, и здесь необходимо было провести целый комплекс лабораторных исследований, начиная от определения анатомического строения древесины и заканчивая исследованием химического состава культурного слоя, влияющего на сохранность органики. Некоторые из этих исследований нам удалось провести с помощью кандидата биологических наук Л. Л. Леонтьева (СПб Лесотехническая Академия). Мы отобрали образцы 11 пород ( ель, сосна, береза, клен, ольха, ива, липа, тополь, осина, вяз, дуб)с Троицкого и Никитинского раскопов и провели эксперимент по двум направлениям: изучение свойств древесины и изучение различных режимов консервации. Изучение физических свойств проводилось по тем же методикам, которые применяются для обычной древесины. Масса образцов определялась взвешиванием на электронных весах ВЛК-500 с точностью до 0,01 г. Объем образцов при различной влажности определялся по методу измерения выталкивающей силы, взвешиванием образцов, погруженных в воду с той же точностью на тех же весах. Линейные размеры измерялись штангенциркулем с точностью до 0,005 мм.
Все измерения проводились в четырех состояниях древесины:
-в исходном состоянии (при максимальной влажности древесины);
- в воздушно сухом состоянии (после высыхания образцов до постоянной массы в комнатных условиях);
- в абсолютно сухом состоянии (после высушивания образцов в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 103˚С);
- в мокром состоянии после повторного вымачивания образцов в воде.
Обычно в качестве показателя сохранности используется влажность древесины: чем выше значение влажности, тем больше степень разрушения. Однако, влажность древесины зависит от плотности, в том числе изначальной, а различные древесные породы могут отличаться по плотности довольно сильно, а это приводит к несравнимости значений влажности как показателя сохранности древесины. Гораздо важнее знать содержание в древесине не воды, а древесинного вещества. Поэтому одной из задач был поиск подходящих показателей оценки степени деструкции. Определение ее по массе или максимальной влажности требует взвешивания образцов в исходном состоянии и в абсолютно сухом состоянии, после высушивания. Практически этот метод нельзя использовать для консервации, поскольку он требует абсолютного высушивания, что для археологических находок просто невозможно. Единственно возможный метод - это определение степени деструкции по максимальной плотности, где достаточно определить массу и объем в исходном состоянии. Объем определяется гидростатическим методом. Результаты исследований выявили, что археологическая древесина практически по всем показателям значительно отличается от здоровой, которая для наших исследований является расчетной.
Так, влажность археологической древесины оказалась выше значений расчетной максимальной влажности исследованных пород в 3 – 6 раз. При крайне сильной деструкции влажность может возрастать почти в 10 раз и достигать тысяч процентов. Сохранение археологическими предметами во влажном состоянии первоначальной формы и размеров свидетельствует о том, что деструкции подвержены не отдельные участки древесины, а достаточно равномерно все клетки древесины. Очевидно, это происходит за счет разрушения гемицеллюлоз, а также части целлюлозы и лигнина во всех клеточных стенках.
При высыхании археологической древесины ее объем изменяется и за счет усадки (смятия клеток с ослабленными клеточными стенками) и за счет усушки. Изменение размеров вдоль волокон при усушке обычно незначительно. Так, у хвойных пород и лиственных кольцесосудистых (дуб, ясень) изменение продольных размеров было относительно небольшим, но у лиственных рассеяннососудистых пород (береза, липа, осина) было гораздо большим, напр., у древесины тополя оно составило 11,5%, что никогда не встречается у нормальной древесины. Это говорит о значительной деструкции микрофибрилл целлюлозы в среднем слое вторичной оболочки. Изменение размеров в радиальном направлении в большинстве случаев в два раза меньше, чем в тангенциальном. Полное изменение размеров в тангенциальном направлении было относительно большим и составляло 9-11% у хвойных, 13-14% у лиственных кольцесосудистых и около 50% у лиственных рассеяннососудисттых пород.
У хвойных пород полное изменение объема при высыхании в большинстве случаев было небольшим (до 21%). У лиственных пород происходило гораздо большее изменение объема при высыхании, а для рассеянно-сосудистых пород часто достигало значений 70% и более, что говорит о том, что внутренних слои клеточной оболочки разрушились полностью.
Для пропитки образцов были взяты водные растворы ПГ-400, ПГ-1500 и ПГ -4000 с концентрацией раствора от 15 до 50% и сроками пропитки 12 недель и 24 недели. После пропитки образцы были заморожены в камере предварительного замораживания при -18оС, а затем высушены в вакуумно-морозильной камере при начальной tо -18 с постепенным повышением до Оо в конце процесса. Высушенные образцы мы сравнили с контрольными и получили следующие результаты. Самым незначительным изменениям подверглись образцы хвойных пород: ели и сосны, причем различные режимы пропитки дали практически одинаковый результат. Образцы лиственных рассеянно-сосудистых пород с деструкцией свыше 50% показали различные результаты в зависимости от выбора ПГ. Лучший результат показали образцы, пропитанные 15% Пг-400 и 35% ПГ-4000-24 недели, т. е. длительная пропитка. Несмотря на значительную потерю древесинного вещества, эти образцы после пропитки и сублимации сохранили внешнюю форму. После пропитки ПГ-400 они оказались самыми светлыми и легкими, но в значительной степени потеряли физическую прочность и проявили склонность к выкрошке, что для последующего хранения крайне нежелательно. Для кольцесосудистых пород наилучший результат показала пропитка в 15% растворе ПГ-400, особенно для дуба с его неравномерными показателями от заболони к ядру. Для всех образцов никаких обнадеживающих результатов не выявила пропитка в 50% ПГ-4000, а для рассеяннососудистых оказалось и вовсе неприемлемой: после сушки появилась деформация, исказив форму образца. Для таких пород, как береза, осина, ольха, клен можно применять смешанную методику пропитки: 15% ПГ-400 с последующей заменой или добавлением 35% ПГ-4000.
Если методика пропитки подобрана правильно, процесс сублимации не вызывает особых проблем. Следует только учитывать, что низкие температуры замедляют процесс испарения льда, а самое интенсивное испарение происходит при 0о.
Отдельно следует сказать о проблеме сохранения и экспонирования затонувших судов. Безусловно, самый лучший способ – это оставить находку на месте, в привычной среде пребывания. Конечно, здесь есть проблемы как научные, так и экспозиционные, поскольку очень непросто обеспечить свободный доступ к осмотру и изучению объекта. Если же принято решение о подъеме судна или отдельных его частей, то прежде следует решить вопрос о дальнейшей и немедленной его консервации. Поскольку подъему судна предшествует археологическая разведка, то сведения о его габаритах и сопровождающем такелаже заранее известны, что позволяет рассчитать и продумать необходимые действия. В любом случае необходима лаборатория с большими емкостями для пропитки деталей и отдельных деревянных предметов; необходима вакуумно-морозильная камера; необходимы реактивы; необходим штат сотрудников.
Зарубежный опыт подъема и сохранения затонувших кораблей должен быть внимательно изучен. В литературе много информации о находках древних и не очень древних судов, но очень мало сведений о консервации и дальнейшей судьбе поднятых кораблей. Так, в 1961 г. был поднят знаменитый шведский корабль «Ваза». Он был поставлен на берегу, закрыт прозрачным колпаком и постоянно обдавался струями воды, а в это время разрабатывалась методика консервации. Был выбран ПГ, которым опыляли древесину в течение многих лет. О его состоянии на сегодняшний день имеются глухие сведения о том, что загрязняющие вещества в воде привели к образованию большого количества серы, которая проникла в дерево. В настоящее время сера вступает в реакцию с кислородом, образуя серную кислоту, которая разрушает древесину. Исследования по сохранению продолжаются.
Опыт «Вазы» и «Мэри Роуз», подъем и консервация которой стоили 20 млн. фунтов стерлингов, заставляет нас очень серьезно задуматься, прежде чем вытащить что-либо из воды. Такая работа требует больших затрат и усилий, но она должна стать составной и неотъемлемой частью всего проекта, как и предусматривает Международная Конвенция об охране подводного культурного наследия.

Varbūt var vēl lineļļā pamērcēt līdz polimerizācijai

PAALDIES!!!!

Обработка деревянного ложа (пистолетной рукоятки)


Часть первая «Морилка»

Покрыть морилкой!

Существуют морилки (красители) для дерева на спиртовой и водной основе, а также различаются по типу (цвету) для каких видов дерева пригодны. И те и другие можно купить в виде порошка и готового раствора. Обязательно нужно обратить внимание на тип морилки, спиртовая импортная морилка в воде практически не разводится! Читать инструкцию на упаковке внимательно!

Готовые растворы можно немного разбавить, если требуется придать, лишь лёгкий тон дереву. Разбавлять соответственно основы (вода-спирт)

Можно "замариновать" двумя способами.

Первый, морилка на водной основе, так называемое поверхностное окрашивание. Температура раствора во время нанесения 40-50 градусов. Излишки удаляем сухой тряпкой (ветошь), вытирать вдоль волокон дерева. В идеале приклад поставь вертикально, красить также вдоль волокон. Работать придется быстро и аккуратно! Нанеси несколько слоёв до требуемого оттенка, время между слоями не более пяти минут. Время высыхания около двух часов при 20 град. С.
Не торопись! Просуши хорошенько!

Второй вариант нанесения, это морилка на спиртовой основе. Сохнет быстрее, пять минут, и впитывается в структуру дерева до трёх миллиметров. Без опыта можно сделать на поверхности много огрехов в виде подтёков. Потренируйся на остатках этого же материала!

После высыхания пройди жесткой щёткой или мелкой шкуркой вдоль волокон, чтобы сбить поднявшийся ворс.
В старину делали тонировку из луковой шелухи, коры дуба и т.п. Но это уже экзотика и здесь рассматривать не будем
Запомни! После высыхания и нанесения защитного слоя (воск-лак) цвет изменится на более темный и насыщенный!

Часть вторая
1. Пропитка дерева

Делаем состав порозаполнитель на основе воска.

Соотношение 1-часть воска 2-части разбавителя. В качестве разбавителя можно использовать обычный скипидар или бензин. Для приготовления состава возьми две ёмкости чтобы одна вставлялась в другую с зазором между стенками сосудов. Налей в промежуток ёмкостей воду (не забывай следить за уровнем в процессе!). Ставим конструкцию на ЭЛЕКТРО-плитку! Налить во внутреннюю ёмкость и довести до кипения скипидар(бензин) после этого закладывай помешивая частями воск.

Если пропитка воском будет окончательным покрытием на дереве, то в состав необходимо внести изменения. После того как воск полностью растворится в разбавителе добавляем предварительно измельченную канифоль, комков быть не должно. Пропорции состава в этом случае, 1 часть воска + 2 части разбавителя + от 10 (рекомендую) до 20 % канифоли. Обратить внимание! Канифоль должна быть натуральной, имеет (часто) слабый запах древесной смолы.

Не забывать помешивать состав до полного растворения всех компонентов.

Если использовать в качестве растворителя воска бензин, состав сохнет быстрее 6-8 часов, но это пожароопасно в момент приготовления! На основе скипидара сохнет примерно 20-24 часа. Наносить состав на дерево нужно ГОРЯЧИМ обычной кисточкой с жесткой щетиной, как бы втирать вдоль волокон ровным слоем.

Многие думают, что поверхность дерева нужно очень сильно разогреть перед нанесением воска. Дескать, воск сильнее впитается. Это ОШИБОЧНОЕ мнение. Дерево сильно греть не нужно! Ведь воск работает только как порозаполнитель, а волокна дерева практически не пропитываются составом (совсем немного). В случае сильного нагрева дерево начинает выделять собственные смолы и остатки влаги на поверхность. В результате поры `заперты` и вместо ожидаемого эффекта получаем прямо противоположный результат!

Можно (рекомендую) сделать прогрев заготовки до температуры на ощупь «сильно тёплая». Причем прогреть ПОЛНОСТЬЮ, а не только поверхность.

Так как все породы дерева имеют различную структуру-плотность, размер и количество пор, то масса «взятого на грудь» состава будет разным. Но волноваться по этому поводу не нужно. Больше чем необходимо, дерево не возьмет, здесь вполне приемлем принцип «много не мало». Когда состав высохнет полностью, просто снимаем (соскабливаем) излишки зашкуренной дощечкой, дабы не испортить (не покарябать) поверхность.

После полного высыхания состава берём щётку с короткой жесткой и густой щетиной (желательно натуральный конский волос) и натираем поверхность до блеска, примерно как обувь ты чистишь такими же движениями только с нажимом. Это долгий и муторный процесс если вручную. Воск как бы полностью стирается с поверхности, но это не так он уходит в поры, а излишки остаются на щетке.

Можно механизировать процесс `разгона воска` по поверхности. В домашних условиях это делаем так, берём кисть для краски с щетиной средней жесткости. Кисть обязательно должна быть круглой формы и иметь щетину (натуральный волос, синтетика допустима, но результат хуже) 10-12 сантиметров длины диаметр основания кисти..., ну скажем сантиметров шесть-восемь. Отрезать рукоять и просверлить по центру основание, вставить болт (головка со стороны щетины) и законтрогаить с обратной стороны. Всё, "приспособа" готова к бою. Далее понятно. Зажимаем болт в дрель, обороты средние, так чтобы щетина «раскрылась» и аккуратненько, стараясь не задеть основанием деревяшку, располировываем касаясь вращающейся щетиной поверхности.

P.S. Натуральный воск можно взять или на пасеке, но тогда очищать его придется. Или из церковных свечей, я делал так, но брал в монастыре огарки свечей помногу и плавил. Свечи только светлые, без красителя бери.
P.S. Свечи из магазина и тем паче парафин ИСПОЛЬЗОВАТЬ НЕЛЬЗЯ!!!

Часть третья
Пропитка дерева

Пропитка приклада маслом

Пожалуй наилучших результатов по защите деревянных прикладов можно добиться только пропиткой растительными маслами. В основном используется льняное масло, но иногда и олифа( натуральная).

Способов пропитки множество, самый распространенный и простой, это прогрев поверхности дерева и нанесение горячего масла. также используется способ длительной `варки` приклада в масле. Процесс довольно длительный по времени.

Подробней.
Приклад зашкурен, ему придан требуемый цвет (оттенок) с помощью морилки и просушен.

Масло нагреваем и кипятим для удаления влаги, одновременно нагреваем поверхность приклада. Заранее сделанным помазком, деревянный или металлический стержень с примотанным ниткой куском ткани (используется только хлопковый или льняной материал-нитка ), начинаем втирать вдоль (по) волокнам масло. Пройтись таким образом маслом по всем поверхностям включая внутренние полости полных три - пять раз.

Или наливаем масло в большую ёмкость и кипятим там приклад, периодически переворачивая для равномерной пропитки. Длительность примерно час-два или до того момента пока из пор не перестанут выступать пузырьки воздуха.

После этого подвесить приклад где-нибудь в тёмном и желательно прохладном месте дней на семь - десять. После этого проверяем степень просушки, нагревая поверхность дерева (лучше строительным феном) если масло сильно выступает из пор, то сушим в подвешенном состоянии ещё несколько дней. Когда масло перестанет выступать или его будет совсем немного, то можно приступать к защите поверхности восковым составом. Как это сделать смотри выше.

Часть четвертая
Покрываем лаком

Из лаков промышленного производства можно взять НЦ-222 бесцветный, сохнет минут 40 слой. Легко полируется. Наносить кистью (мягкой, натуральной), тампоном, распылителем.
Или НЦ223 светло желтый, сохнет 1 час слой, остальное то же самое.
Можно использовать также паркетные двух компонентные лаки. Крепость поверхности на износ очень хорошая.

Совет. Использовать разбавители для лака только рекомендованные производителем! Иначе лак может помутнеть, потерять прочность, даже просто не высохнуть или свернуться в момент разведения!

Перед нанесением первого слоя лака поверхность обязательно очисти от пыли!

Первый слой лака довести разбавителем до жидкого состояния (примерно как вода). В этом случае первый слой работает как грунт. После нанесения обязательно дать просохнуть. Поднявшийся ворс сбить с помощью мелкой шкурки, убрать пыль, просушить. Основные слои наносить мягкой и широкой кистью. Количество слоёв зависит от того, какую поверхность (толщину лака) хочешь получить. Дать лаку высохнуть, не менее суток.

Если поверхность лака не достаточно гладкая, то это исправимо. Прилипшую пыль и мелкую шероховатость можно убрать шкуркой «нулёвкой» если импортная шкурка, то взять с размером зерна 1000 - 1500 - 2000. Обязательно требуется водостойкая шкурка! Несколько капель чистого керосина, а ещё лучше льняного масла ( я даже использовал вместо льняного, масло для грудных детей называлось «Джонсон&джонсон-чего то там» точное название не помню, на поверхность и равномерными круговыми движениями выводим. Периодически рекомендую промывать шкурку в керосине(масле) и протирать поверхность лака мягкой х/б салфеткой. Чем мельче зерно шкурки, тем лучше результат. Можно начать с 1000 и закончить 2000.

Сильно нажимать при шлифовке на шкурку нельзя! Быстрее не будет, а вот дефектов в виде царапин наделать можно.

Можно также защитить поверхность воскового покрытия шеллаком. Шеллак можно приготовить самостоятельно или купить готовый (политура).

Готовим шеллак сами

Технология приготовления довольно проста. Для этого понадобится сам шеллак, продается в виде сухих чешуек (похожи на слюду) темно коричневого цвета, спирт чистый (желательно пищевой-медицинский). И нечто вроде печки с помощью, которой будем нагревать спирт (температура кипения которого ниже чем у воды). Простейшая нагревашка-печка в виде фанерной коробки, внизу лампа на 100вт сверху короба круглое отверстие по диаметру банки вниз идут две П-образные скобы образующие корзину в которой будет стоять банка. Дно банки должно быть примерно в двух трёх сантиметрах от лампы (некритично, главное не вплотную). Ставим банку (стеклянную) ёмкость (объем) по необходимому количеству лака в печку и наливаем спирт. Включив лампу, банку можно прикрыть крышкой (но не в коем случае плотно не закрывать!) довести спирт до кипения и медленно постоянно помешивая (деревянная палочка) подсыпать шеллак до тех пор пока не перестанет растворятся. Теперь, когда спирт насыщен шеллаком лампу (нагрев спирта) можно выключить. Закрыв крышку поплотней ждем до полного остывания лака. Когда лак остынет (и отстоится 3-5 дней) будет видно осадок, он нам пока не нужен т.к. даёт мутную поверхность и для отделки лицевой поверхности не годится. Остывший лак аккуратно сливаем в чистую емкость (стекло) стараясь не прихватить осадок! Теперь имеем чистый и «грязный» лак.


Отделка поверхности

Нужно сделать тампон. Кусок марли в два-четыре слоя сложить, чтобы получился квадрат ~ 20х20. Взять вату (медицинскую) скомкать плотно до размеров куриного яйца (примерно). Сделать узелок из марли с ватным комком внутри.

Наливаем чистый лак на ватный тампон (пропитать полностью) и водить по поверхности круговыми движениями, НЕ НАЖИМАЯ на тампон постоянно смещая. Вся сложность состоит в том, что останавливаться, задерживать тампон на поверхности, нажимать на тампон, нельзя. По мере расходования лака наливаем, обязательно вовнутрь ваты, лак.

К сожалению, я не могу объяснить подробней, ну не знаю я как. Нужно просто попробовать и понять. Грязный лак можно использовать для защиты внутренних полостей приклада, а также металлических частей находящихся внутри приклада.

Удачи!!!
Автор RUR

Bišu vasku atšķaidi terpentīnā un tik smērē iekšā un žāvē