Художественная роспись строительных объектов: уникальные материалы и технологииНазад
Художественная роспись строительных объектов: уникальные материалы и технологии
Полный текст статьи в приложении
?В. КУЗЬМИНА, канд. техн. наук, эксперт Союза производителей сухих строительных смесей
Художественная роспись строительных объектов: уникальные материалы и технологии
Рассматриваются уникальные механоактивированные материалы и технологии для художественной росписи храмов, которые можно с успехом использовать в отделочных работах для монументальной росписи гражданских и промышленных зданий.
После десяти лет эксплуатации приведены результаты визуального обследования росписей Храма иконы Богоматери "Скоропослушница" в Иоанно-Богословском мужском монастыре Рязанской области, которое показало идеальную сохранность левкаса и росписи.
Внастоящее время термином "фреска" могут называть любую стенную живопись, вне зависимости от техники её исполнения. Фреска (от итал. fresco - свежий) - жи- вопись по сырой штукатурке, одна из техник стенных росписей, в противоположность "а секко" (росписи по сухому). При вы- сыхании содержащаяся в штукатурке известь карбонизируется углекислым газом воздуха. На поверхности росписи образу- ется тонкая прозрачная карбонатная пленка, делающая фреску долговечной.
В художественной росписи храмов традиционно приме- няют природные или синтетические неорганические пигменты, представляющие собой соединения железа.
Такие пигменты окрашены: при наличии в них катиона Fe2+ (очень слабого хромофора) - в светлый зеленовато-желтый цвет, а при наличии катиона Fe3+ (сильного хромофора) - в буро-красный или желто-бурый цвет.
Одновременное присутствие ионов Fe2+ и Fe3+ вызывает сине-черное окрашивание. Существует целый класс неорганиче- ских красящих веществ - железоокисных пигментов, имеющих широкую гамму цветовых оттенков. Химический состав пиг- мента обусловливает такие его свойства, как термостойкость, коррозионную и химическую устойчивость, цвет.
Между химическим составом и цветом железоокисных пигментов существует определенная зависимость:
o желтые пигменты являются гидратами оксида трех- валентного железа Fe2O3·Н2О;
o красные - оксидами трехвалентного железа Fe2O3;
o черные - ферритами железа Fe3O4 (FeO·Fe2O3);
o коричневые - смесью желтых и красных пигментов. Пигмент, поступающий на рынок под названием "зеленый
железоокисный пигмент" представляет собой продукт помола механической смеси, состоящей из 90% желтого железоокис- ного пигмента и 10% голубого фталоцианинового пигмента.
Железоокисные пигменты обладают высокой укрывисто- стью и красящей способностью, они устойчивы к действию све?та, солей, слабых кислот и щелочей. Благодаря этим свойствам железоокисные пигменты обеспечивают стойкое окрашивание штукатурного слоя.
При выборе железоокисных пигментов для приготовления красочного темперного состава необходимо в первую очередь обращать внимание на показатель рН водной суспензии пиг- мента. Величина рН используется как мера контроля среды: кислотности, нейтральности или основности. Кислая среда со- ответствует уровню рН <7, нейтральная - рН=7, а щелочная - рН >7. Приготовление темперы следует производить с учётом сочетаемости компонентов по показателю рН.
Вторым очень важным показателем при выборе пигмента является его укрывистость, выражаемая как расход весового количества пигмента на единицу поверхности (г/м2). Чем лучше укрывистость пигмента, тем меньше его расход. Наилучшая укрывистость достигается при использовании частиц пигмента размером 0,2- 10 мкм.
На красящую способность пигмента влияет, главным об- разом, его химический состав и дисперсность. Так, уменьшение массовой доли соединений железа в пигменте всего на 1% может привести к уменьшению интенсивности окрашивания до 10%. Чем больше хромофорных групп в пигменте, тем меньше посторонних примесей, тем лучше его качество.
С увеличением дисперсности пигмента его красящая спо- собность увеличивается. Опосредованно оценить дисперсность пигмента позволяет выполнение стандартного испытания тон- кости помола после мокрого просева по остатку (в процентах) на стандартных ситах с размером ячеек 0063, 0056 и 0045 мм. В отечественной промышленности допускается использование сита 008 мм, что говорит о низкой красящей способности ис- пользуемого пигмента. Таким образом, чем меньше размер отверстия сита, используемого для определения дисперсности пигмента, тем выше его качество.
Лабораторные исследования отечественных железоокис- ных пигментов показали, что полную и наглядную информацию об их качестве дает "растяжка" пигмента в смеси с диоксидом титана (TiO2). Чистый пигмент при этом затирался в пасте и по- степенно разбеливался белой пастой из диоксида титана (TiO2) в соотношении 1:2,5; 1:5; 1:10; 1:20 и 1:40. Полученные натураль- ные накраски пигментов дали самую полную сравнительную информацию о пигменте, так как в разбеле можно оценить чистоту тона пигмента, его интенсивность, насыщенность и кроющую способность.
Вышеперечисленные показатели качества пигментов явля- ются основными для определения пригодности использования пигментов для окрашивания композиции. Однако существует еще ряд дополнительных показателей качества, которыми нельзя пре- небрегать:
- светостойкость - устойчивость пигмента к фотохими- ческому разрушению. Практически все пигменты под действием солнечного света обесцвечиваются (выцветают) в той или иной сте-
пени. Светостойкость железоокисных пигментов достаточно велика;
- устойчивость пигментов в различных средах,
которая определяет области их применения;
- миграционная стойкость пигмента, характеризую-
щая его способность выделяться на поверхность из внутренних слоев росписи. В результате процесса миграции на поверхность декоративного слоя образуется налет пигмента, который можно легко удалить. Этот процесс может происходить вплоть до пол- ного удаления пигмента из декоративного слоя. Этот показатель не нормирует ни один производитель пигментов, поэтому под- бор качественного пигмента можно осуществить, основываясь лишь на опыте применения того или иного пигмента.
Следует иметь в виду, что, смешивая пигменты между со- бой, мы получим равномерно окрашенную композицию только тогда, когда показатели плотности пигментов близки по своему значению. При выборе пигментов необходимо соблюдать осто- рожность, чтобы удостовериться, что данные пигменты имеют приблизительно одинаковый доминирующий размер частиц.
В природе широко распространен тип окрашенных со- единений: охра, ляпис-лазурь (промышленное название - уль- трамарин). Такие природные пигменты являются бесцветными веществами, окрашенными за счет включений молекул полива- лентных металлов, ионов или создания собственных дефектов в кристаллах. Такие дефекты обусловлены наличием вакансий и смещений атомов и ионов в кристаллической решётке красящего вещества и называются F- и V-центрами окраски. Эти пигмен- ты часто встречаются в природе, однако промышленный спо- соб их получения до сих пор не нашёл широкого применения.
Наличие современных энергонапряжённых мельниц - ме- ханоактиваторов - позволило автору создать новые пигменты механохимическим способом. Созданные пигменты имеют неогра- ниченную гамму цветов, при этом их химический состав близок к составу природных красок, найденных на раскопках Афрасиаба в Самарканде (II-I вв. до н.э.), поражающих своей яркостью.
Археологическое исследование химического состава кра- сок фресковой росписи Афрасиаба показало, что краски бе- лого, красного, синего, ультрамаринового и лазоревого цветов содержат преимущественно оксиды кремния (SiO2) - 32-63%, алюминия (AL203 ) -20-35% и кальция (СаО) - 4-9%.
Светостойкость пигментов зависит от их отражательной способности в коротковолновой части видимого спектра и в ультрафиолетовой области. Алюмосиликаты кальция отли- чаются высокой светостойкостью за счет малого поглощения в ультрафиолетовой области.
Опытно-промышленные партии механоактивированных пигментов были использованы при росписи икон и стен не- скольких храмов в Москве, Коломне и Рязанской области.
Росписи выполнены экспериментальными пигментами, произведёнными в Коломне, механохимическим способом по технологии автора (см. патенты NoNo 2205850, 2212422, 2205849 "Пигмент и способ его получения").
Все возможные оттенки применённых пигментов в раз- белах с диоксидом титана рутильной формы (белым пигмен- том) приведены в [1-4]. В дальнейшем при оценке результатов работы мы будем аппелировать к данным результатам экс- периментов для получения живописных эффектов. Для полу- чения желаемого цвета темперы при ручном перетирании были использованы принципы смешения пигментов, приведённые в указанных статьях.
Накраски, приведенные на рис. 1, выполнены типограф- ским способом, но имеют большое сходство с натуральными накрасками пигментов и с одинаковой погрешностью позволяют нам оценить пригодность того или иного пигмента для вы- бранного рисунка, а также соотношение пигментов при разбеле.
Пигменты являются дорогостоящим товаром: 1 грамм цветного неорганического пигмента стоит в среднем 1 рубль, а титановые белила - 2-3 рубля за 1 грамм.
Рассмотрим технику выполнения художественных работ по этапам. В храмах существует многовековая традиция выдержива- ния штукатурки в течение года перед нанесением левкаса и худо- жественной росписи. Ввиду недостатка времени строители часто не уделяют внимания изолированию основания и стабилизации штукатурки для придания ей физической и химической одно- родности, которой она не обладает на первоначальном этапе.
СТРОИТЕЛЬСТВО: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ No 3 2012
Нейтрализация химической активности основания про- исходит в результате удаления избытка воды вместе с кар- бонизацией поверхности материала. Нарушение технологии подготовки поверхности основания вызывает возникновение дефектов через короткий промежуток времени: образование усадочных и мелких поверхностных трещин, грибков, высолов и выцветов, недостаточную водонепроницаемость.
Наиболее вероятными причинами образования усадочных трещин является избыток цемента при дозировании раствора и недостаточная обработка кирпичной кладки (слишком сухое основание, жадно поглощающее воду). Трещины должны шпат- леваться во время выполнения штукатурных работ.
Чрезмерная затирка или железнение штукатурки часто связа- ны с наличием избытка воды, способствующей выходу на поверх- ность "молока", богатого цементом; слишком быстрое высыхание штукатурки во время начальной стадии ее твердения вызывает появление мелких поверхностных трещин. Влажность штукатурки должна быть не более 6% для нанесения на нее красочного слоя.
В любом случае, чтобы избежать преждевременного обезвоживания штукатурки, необходимо принимать меры: разбрызгивать воду по ее поверхности несколько раз по- сле нанесения раствора. При этом следует избегать тепловых ударов, возникающих при попадании очень холодной воды на современные строительные и отделочные материалы
???поверхность, нагретую солнечными лучами, укрывать штукатур- ку рогожами, ограничивающими сушащее действие воздушных потоков или солнечных лучей, использовать готовые штукатур- ные сухие строительные смеси с соответствующими добавками.
Рассмотрим применённый состав и технику устройства лев- каса на классическую штукатурку. Левкас устроили из 3-х слоёв:
- 1 слой: штукатурку прокрасили олифой;
- 2 слой: штукатурку тщательно промазали эмульсией, состав которой приведен в табл. 1.
Взвешенные материалы растирали до консистенции смета- ны и шпатлевали стену. Высохшее покрытие обработали мелкой наждачной бумагой.
Теперь левкас готов под художественную роспись. Ленточ- ным (фризовым) орнаментом отделили нижнюю часть стены от верхней.
Хорошо сочетаются цвета, соседствующие между собой в радуге. В качестве подсказки - детский стишок: "Каждый охот- ник желает знать, где сидит фазан". Это подсказка для запо- минания последовательности расположения цветных спектров в радуге, которые характеризуются различными радиальными скоростями нисходящего и восходящего конических лучей света. То есть мы имеем дело с различными скоростями движения светового (информационного) потока в цветных спектрах. До- полнительные цвета - коричневый, чёрный, белый, серый.
Украшение русских храмов является истинной энцикло- педией монументальной живописи, которую с успехом можно применять для отделки жилых и общественных зданий.
Льняное масло предварительно держали в прозрачных бутылках на подоконнике, освещённом солнцем, чтобы оно вы- белилось и не давало грязных оттенков. Перед употреблением эмульсию взбалтывали.
Неиспользованную темперную эмульсию необходимо плотно закрывать крышкой и хранить в стеклянной таре в прохладном месте, добавив в качестве консерванта несколько ка- пель камфорного масла.
Темперу перетирали на плитке с зернистой поверхностью типа куранта - столика для ручного перетирания краски.
К небольшому куску такой же плитки приклеили тяжёлый предмет (металлическую гирю), чтобы перетирание проис- ходило под пригрузом (рис. 2). Пигмент насыпали на курант горкой, делали в ней лунку, вливали эмульсию, тщательно перемешивали стеклянной ложечкой до получения густой сме- танообразной массы, которую перетирали с пригрузом до ис- чезновения скрипучих звуков. Темперную краску перетирали в необходимом количестве непосредственно перед нанесением.
Готовую темперную краску переносили с куранта в разо- вый стаканчик и делали роспись. Темперные краски наносили тонкими слоями (до семи) мягкой кистью (беличьей или колон- ковой), стушёвывая с нижележащим слоем по краям, достигая тем самым плавных переходов из тона в тон. К темперной росписи необходимо относиться как к процессу, требующему точного соблюдения технологических параметров на каждом этапе выполнения работ.
Темперная краска быстро высыхает после испарения воды затворения, поэтому трудно смешивать краски разных цветов. Для получения оттенков перед смешением и перетиром с эмуль- сией тщательно перемешивали сами пигменты.
Темперная роспись прозрачна, свет проникает через все нанесённые слои краски. Суммарный цвет будет зависеть от прозрачности слоев, их толщины и плотности. Насыщенность воспринимаемого цвета будет тем больше, чем будет больше суммарная плотность красочного слоя росписи.
На общее восприятие росписи стены влияют многие фак- торы: освещение и освещённость (юг, север, запад, восток), рефлексы, цветовая перспектива, контрастность различных цветовых сочетаний. На восприятие цвета в первую очередь по- влияет основание (грунт) красочного слоя и последовательность нанесения прозрачных цветных слоёв.
Все росписи в храме были выполнены великим иконо- писцем современности Александром Ивановичем Чашкиным. Подготовив заданный рисунок в полный размер на плотной бумаге, художник переносил его на стену. Готовый рисунок натирали с оборотной стороны чёрным пигментом, прикла- дывали к стене и переводили его на стену как через копиро- вальную бумагу, обводя рисунок тупым концом кисточки или деревянной палочкой.
Подготовленные красочные составы прозрачны как ак- варель. Они просматриваются на стене до семи слоев, если не заглушены диоксидом титана, как гуашь. Красочные слои накладывали друг на друга после полного высыхания.
Рассмотрим конкретные примеры выполнения фресок Александром Ивановичем Чашкиным в храме иконы Бого- матери Скоропослушницы в Иоано-Богословском мужском монастыре, расположенном в Рязанской области.
Художник использовал способ высветления по тёмно- му охристо-жёлтому подмалёвку. Для изображения ликов в пределах контура лица наносился первый охристо-жёлтый слой темперы на пигменте железоокисный жёлтый FeO(OH). Второй тонкий слой темперы ярко-зелёного цвета наносился на первый слой после его высыхания. Третий тонкий слой темперы бе- лого цвета наносился на второй слой после его высыхания (пигмент - диоксид титана). Четвёртый тонкий слой темперы розового цвета наносился способом штриховки на третий слой после его высыхания (пигмент - диоксид титана рутильной формы 95% + оранжевый железоокисный пигмент S 960).
Для консервации законченной фрески от последующего загрязнения её поверхность защитили тонким слоем 2-про- центного водного раствора казеинового клея.
???В результате на- шего исследования установлена высокая долговечность механоактивированных пигментов, левкаса и эльфресковой росписи, выполненных по вышеизложенным технологиям, которые можно с успехом использовать при отделочных работах и исполнении монумен-
тальной росписи гражданских и промышленных зданий.
Такие росписи веками украшают здания и делают их не- повторимыми шедеврами, как например, служебное здание порта в Генуе (рис. 6) или жилого дома на Штайн-ан-Райн в
Швейцарии (рис. 7).
Библиография:
1. Кузьмина В.П. Красочные составы и техники исполнения художественной росписи коттеджа // Популярное бетоноведе- ние. 2006. No 1(9). С. 47-51.
2. Кузьмина В.П. О долговечности пигментов, созданных механохимическим способом // СТРОИТЕЛЬСТВО: новые тех- нологии - новое оборудование. 2010. No 1(73). С. 28-34.
?
