Restaurování bronzového jezdeckého pomníku Jana Žižky z Trocnova v Praze na Vítkovì

Transkript

1 Restaurování bronzového jezdeckého pomníku Jana Žižky z Trocnova v Praze na Vítkovì Pøeložit do angliètiny! Houska I. 1, Kreislová K. 2, D d J. 3, Novák P. 3 1 Houska a Douda pasí ství, s.r.o. 2 SVÚOM, s.r.o. 3 VŠCHT Praha Houska.douda@tiscali.cz Monumentální pomník husitského vojev dce Jana Žižky z Trocnova na ho e Vítkov, Praha, vytvo il v letech socha Bohumil Kafka a do bronzu v roce 1950 odlil kovolijec Václav Mašek. Komplexní restaurování pomníku se uskute nilo v letech Sou ástí restaurátorského pr zkumu byly i analýzy bronzu, m ení tloušt k v r zných místech sochy, analýzy patiny a korozních vrstev a posouzení korozního poškození bronzu a vnit ní nosné ocelové a železobetonové konstrukce. Kone ná povrchová úprava byla provedena um lou patinací v místech oprav a aplikací v elího vosku jako konzerva ního prost edku. Monument of Hussite commander Jan Žižka z Trocnova on Vítkov hill, Prague, was made in period by sculptor Bohumil Kafka and Václav Mašek cast it from bronze in Complex restauration of monuments was performed in years The analysis of bronze, measuring of thickness of material, analysis of patina and corrosion product layers and assessment of corrosion of bronze and steel inner construction were performed as a part of restoration procedure. The nal surface treatment was arti cial patination of repaired areas and application of bee wax as conservation mean. ÚVOD Návrh pomníku je dílem socha e Bohumila Kafky, v bronzu byla socha realizována kovolijcem Václavem Maškem v letech Jednotlivé díly plastiky byly smontovány do menších celk a ty byly poté vyzvednuty na lešení a p ipojeny k již namontovaným ástem. Montované spoje, tzv. montýrky, t chto menších celk (nap. nohy, prsa, zadek kon ) musely být proto dokonale spasovány a cizelovány již na díln. Na n kterých spojích v tších segment je patrné, že se provád ly naopak až na soše (nap. nohy jezdce d lené ve stehnech). V dob svého vzniku byla socha Jana Žižky na Vítkov s výškou 9 m t etí nejv tší bronzovou jezdeckou sochou v Evrop. Konstrukce sochy je kombinovaná (bronz, železobeton a ocelové nosníky), postavená na betonový sokl, který je nesen rámovou konstrukcí s rámy ve dvou sm rech a založená na konstrukci nad prostorem hrobu neznámého vojína. Do betonové konstrukce jsou vloženy kotevní prvky pomníku. Konstrukce vlastní sochy je kotvena v nohou kon pomocí dvou velkých blok pod plintem, které byly vybetonovány na desku mezi rámy. Do obou blok jsou pak osazeny koše výztuže, které jsou základem pro vlastní betonovou konstrukci jezdecké sochy [1]. Socha je navržena jako bronzový pláš složený z díl a sestavený na pomocnou konstrukci, která je betonová. V tomto p ísp vku je uveden stav kovových ástí pomníku vnit ní ocelové konstrukce a bronzového plášt, železobetonové konstrukce a provedené opravy (restaurování). P i hodnocení vn jšího povrchu sochy bylo t eba zásadn odlišit korozní a mechanické defekty a jevy a defekty na nohou a na ostatních ástech sochy. Hodnocení bronzového materiálu sochy Z odebraného vzorku bronzu bylo ur eno prvkové složení slitiny - Cu 92 hm.%, Sn 3 hm.%, Zn 3 hm.% a Pb 2 hm.%. Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v

2 Nedestruktivní ultrazvukovou metodou byla m ena pr m rná tlouš ka bronzového plášt sochy (viz Tab. 1). Defekty bronzového plášt sochy byly zap í in né tzv. porušením technologické kázn p i odlévání jednotlivých díl. V podstat jde vícemén o dva druhy vad odlitk : místa, kde se bronz p i odlévání, vlivem nízké teploty, nestihl spojit v kompaktní celek, nebo nedob hl. místa, kde byla teplota s ohledem na sílu odlitku vyšší a došlo k tzv. p ep n ní odlitku. Výrazný vliv na zjišt né nižší mechanické hodnot bronzu (156 MPa) má nízká metalurgická jakost odlitku projevující se výskytem edin. Tab. 1. Výsledky ultrazvukových m ení tloušt k bronzového plášt sochy / The thickness of the bronze statue shell pr m r sm rodatná odchylka minimum maximum 7,2 cm ± 2,2 cm 3,5 cm 15,9 cm Vlivem dynamického namáhání vedly metalurgické defekty až k mechanickému poškození bronzového plášt v místech, kde byla síla odlitku nejslabší. Tyto defekty se nejvíce projevovaly na nohách kon. U p edních ástí ko ských kopyt, hlavn pravé p ední a levé zadní nohy, se vyskytovaly oblasti etných jemných trhlinek, jimiž prolínaly vápenné výluhy. V minulosti již byla v tšina defekt opravována rozli nými zp soby a to jak p i výrob, tak i pozd ji p i restaurování. Místa jemných trhlinek na nohách kon byla p etemována a p eva ena novou vrstvou bronzu. Trhliny bronzového plášt mimo montýrky, vzniklé nejspíš kazem v odlitku a pnutím bronzového plášt, byly po o ist ní a vybroušení trhlin v závislosti na tlouš ce plášt nava eny dv mi až t emi vrstvami nového bronzu. Stejn byly opraveny i ostatní drobné defekty bronzového plášt. Trhlina na pravé ásti deky pod sedlem byla vyložena olov ným páskem, temováním vypln na a dotvarována do požadovaných tvar. Všechny sváry byly p etemován, p ebroušeny a ciselováním dotvá eny do p vodního tvaru a struktury bronzového materiálu. Na záv r byly sváry um le patinovány do barvy svého Obr. 1. Charakteristické detaily povrchu bronzu Fig. 1. Statue surface documentation Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v

3 okolí. Po technologických zkouškách s n kolika druhy patin byly na tmavé odstíny použity roztoky na bázi polysul d a na sv tle zelené odstíny chloridové a dusi nanové patiny. Pro životnost sochy je nejpodstatn jší pevnost spoj jednotlivých bronzových díl. Montovaných spoj jednotlivých bronzových díl, tzv. montýrek, je na celé soše cca 170 m. Hlava kon je složena z 13 díl, krk kon má 7 díl, prsa kon 15 díl, t lo kon 16 díl, zadek kon 14 díl, p ední nohy kon 10 díl, zadní nohy kon 8 díl, trup Žižky 11 díl, pravá a levá ruka jsou každá složeny ze t í díl, sedlo z 15 díl, levá noha má 7 díl, pravá noha 6 díl, hlava Žižky je ze dvou díl, ocas kon má 7 díl, me 3 díly, palcát 2 díly, t meny a ot že po 4 dílech, udidla 2 díly a plintus 15 díl. Hodnocení povrchu bronzu Na povrchu sochy bylo z ejmé, že p ízniv p sobilo umíst ní objektu na volném prostranství na kopci, což umož ovalo dobré vysychání mokrých povrch a snižovalo depozici ne istot, zejména sazí a prachu. Rozsah i forma korozního napadení sv d il o tom, že socha nebyla vystavena v plném rozsahu zne išt ní ovzduší v etn prašnosti typickému pro níže položené lokality v okolí. Dle výsledk dlouhodobých zkušebních program realizovaných i v R je korozní rychlost bronzu nižší než je korozní rychlost m di a tomu odpovídají i nižší úbytky materiálu. Korozní agresivita lokality byla odhadnuta na stupe C3 pro m po celou dobu expozice (60 let) a odhadované rovnom rné atmosférické korozní úbytky bronzu jsou cca 30 m podle SN EN ISO 9224 Koroze kov a slitin Korozní agresivita atmosfér Sm rné hodnoty pro stupn korozní agresivity. Tyto korozní úbytky jsou zcela zanedbatelné vzhledem k tlouš ce materiálu bronzového plášt (viz kapitola Hodnocení bronzového materiálu sochy) a pro životnost sochy jsou závažn jší korozní poškození vyvolané nevhodným konstruk ním ešením nebo mechanickými defekty, resp. defekty a korozním poškozením nosné ocelové konstrukce a šroubových spoj (viz Vnit ní konstrukce sochy). Povrch bronzového plášt sochy byl pokryt korozními produkty bronzu, zbytky xa ních prost edk s gra tem a prachovými depozity (Obr. 1). Korozní produkty bronzu (patina) byly siln zakotveny do vn jšího povrchu odlitku. Plochy vystavené intenzivnímu p sobení prost edí, p edevším deš ových srážek, vykazují tenkou, relativn rovnom rnou vrstvu zelené patiny. Ojedin le se v této vrstv vyskytovaly erné skvrny. Rozsah a etnost erných ploch se zvyšoval se omezen jším p ístupem prost edí k jednotlivým plochám plastiky. Na spodních plochách a stín ných plochách byla erná vrstva tém souvislá. Více len né (drát ná košile jezdce, ocas kon ) a horizontální plochy byly spíše zelené, což sv d ilo o Obr. 2. Stav povrchu pøed a po mechanickém odstranìní èerné vrstvy Fig. 2. Surface of statue before and after mechanical cleaning of black (graphite containing) layer relativn delší dob ovlh ení. Skute ným defektem byl povrch sou ásti postroje, kde z net snosti vytéká rez z vnit ních prvk pomníku. P i posledním restaurátorském zásahu v 80. letech minulého století byl p i povrchové úprav (sjednocování povrchu po provedených zásazích) jako opticky sjednocovací element použit gra t a barevné pigmenty p imíchané do konzerva ního vosku. Na místech, kde byl aplikován gra t, proto nedocházelo k p irozenému vývoji patiny. Šlo p edevším o b icho, boky, prsa, krk, vnit ní strany stehen a hlavu kon, lokáln pak montýrky tém po celé soše. Místy byly vid t tahy št tce, tam kde kon ily, se pak vyvinula sv tlejší patina. Pod vrstvou gra tu objevoval p vodní povrch se zelenou patinou (Obr. 2). Na Obr. 3 jsou uvedena místa odb ru jednotlivých vzork povrchových vrstev plastiky i detailní fotodokumentace stavu povrchu. P i prohlídce plastiky byly odebrány vzorky úsad a korozních produkt, které byly analyzovány rtg. difrak ní metodou: vzorek 1 - zelenomodrá vrstva z místa defektu na zadní pravé noze - sm s Al hydroxysilikát obsažených v cementech, zbarvení je patrn zp sobeno fázemi Cu, nejspíše lazuritem, vzorek 2 zelený sm sný vzorek ze spodní ásti plastiky dominuje brochantit, malé množství kupritu a k emene, vzorek 3 vrstva krust z h ívy a krku kon dominuje antlerit, z etelný tenorit, vzorek 4 erná vrstva z ocasu kon z etelný brochantit, slabý sádrovec, vzorek 5 - zelená vrstva z ocasu kon - dominuje brochantit, z etelný kuprit, stopy k emene, vzorek 6 - krusty z ocasu kon - silný antlerit, brochantit i k emen, Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v

4 vzorek 7 - zelený sm sný vzorek z p ední plochy sedla - dominuje brochantit, z etelný k emen, stopy antleritu, slabý gra t, vzorek 8 erná vrstva ze zadní vertikální plochy sedla dominuje k emen, silný antlerit a brochantit, p ítomnost gra tu je pravd podobná, vzorek 9 krusty z omezen p ístupné plochy pod h ívou kon tém istý antlerit se stopami k emene, vzorek 10 krusty, úsady, kontaminace povrchu z omezen p ístupné plochy pod h ívou kon dominuje k emen, silný brochantit, silný thenardit Na 2 SO 4, slabý tridimit a sulfát ZnSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 6H 2 O, vzorek 11 - krusty z b icha kon - tém istý antlerit. vzorek 2 vzorek 1 vzorek 6 vzorek 5 vzorek 4 vzorek 7 vzorek 8 Obr. 3. Detaily bronzového povrchu s vyznaèením míst odbìru vzorkù Fig. 3. Details of samples used for analyses Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v

5 vzorek 9 vzorek 10 vzorek 10 vzorek 11 Obr. 3. Detaily bronzového povrchu s vyznaèením míst odbìru vzorkù (pokraèování) Fig. 3. Details of samples used for analyses (continue) V odebraných vzorcích dominuje antlerit, resp. brochantit (bazické sírany m di), což jsou ochranné složky p írodní patiny vznikající v sou asných m stských atmosférách. Na syt zelených, p sobení prost edí odkrytých plochách dominuje brochantit, na tmavších až šedo erných plochách dominuje antlerit. Oxidy m di (kuprit, tenorit) se vyskytují ve spodních podvrstvách patiny. Ve vrstvách patiny se vyskytuje významný podíl prašných ne istot. Ve vzorku odebraném z vn jšího povrchu v míst otev eného spoje (vzorek 1) byla zjišt na p ítomnost složek betonu a výluhu z betonu, což potvrzuje p edpoklad vysokého navlhávání betonu a jeho degradace. Ve vzorku 10 se vyskytují zbytky roztoku pro tvorbu um lé patiny a korozní produkty zinku, který je jednou ze složek bronzu a koroduje p ednostn v po átcích korozního procesu bronzu, tj. v podmínkách um lé patinace. Pozornost p i analýze odebraných vzork byla soust ed na i na výskyt gra tu, jako složky používaných voskových konzerva ních povlak. P ítomnost gra tu byla prokázána, ale jeho jediná intenzivní linie se však kryje s linií k emene, který se také na povrchu plastiky vyskytuje jako složka prašných úsad. Hlavním cílem restaurování bronzového plášt sochy se stalo odstran ní všech prvk, které zabra ují p irozenému vyvinutí patiny. Po provedení všech oprav byl povrch bronzu konzervován v elím voskem rozpušt ným v technickém benzínu, který byl aplikován v p ti vrstvách na celé ploše bronzového plášt sochy i plintu. Každá z p ti vrstev pak byla p ed aplikací další vrstvy rozlešt na. Vnitøní konstrukce sochy Sondážním pr zkumem dutiny plintu sochy a všech nohou kon došlo k ov ení stavu železobetonové vnit ní konstrukce sochy. Uvnit sochy se nachází betonová konstrukce rámového tvaru, ke které jsou ocelovými šrouby p ipojeny ocelové pro ly pokryté ješt áste n funk ními nát ry. Rtg. snímkováním bylo ov eno, že po et výztuh v nohách kon odpovídá p vodní výkresové dokumentaci. Pr zkum prokázal, že statika pomníku není narušena natolik, aby bylo nutné sochu demontovat. Stav železobetonové konstrukce, která je zárove unikátní Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v

6 technickou památkou, se jevil jako uspokojivý, s minimálním korozním poškozením vnit ních ocelových výztuh betonu. Pevnost konstrukce lze považovat za dostate nou až p edimenzovanou. K otev ení montýrek na plášti sochy došlo proto pravd podobn kombinací vnit ního tlaku a dynamickým pohybem monumentu. Byl zdokumentován i stav betonu z hlediska pr niku karbonatace betonem a p ípadný obsah chlorid. Ten byl sledován z d vodu možného p ídavku chloridu Obr. 4. Nezkarbonatovaný beton odkrytý pod pláštìm nohy konì Fig. 4. Non-carbonated concrete under the bronze shell of horse leg vápenatého jako urychlova e tuhnutí. Karbonatace byla sledována roztokem fenolftaleinu. Beton v nohách kon byl i na povrchu alkalický (Obr. 4), atmosféra nem la k betonu p ístup. Horší situace je na vnit ní betonové konstrukci, kde byla karbonatace sledována postupným odvrtáváním betonu po 5 mm pomocí 6 mm vrtáku. Na odvrtaný prášek byl nanášen roztok fenolftaleinu (viz Obr. 5). Pr nik karbonatace se pohybuje od 30 mm do 60 mm a m že tak zasahovat až k první vrstv výztuží. Z odvrtaného prášku byl po ízen výluh v destilované vod a v n m pak stanoveny chloridy pomocí spektrofotometrie. Ve všech p ípadech byl obsah chlorid nižší než 0,2 hm.%/cement, což vylu uje možnost p ídavku chloridu vápenatého. Stávající popsaná konstrukce byla posílena novými vzp rami, které byly osazeny napínáky. Stávající kovové prvky konstrukce zav šení ocasu byly otryskány jemným abrazivem a opat eny antikorozními nát ry. Jako základní nát r byly aplikovány dv vrstvy zinkové silikonakrylátové nát rové hmoty a pro vrchní nát ry byl použit silikonakrylátový do agresivního prost edí. Stejný nát rový systém byl po mechanickém o išt ní aplikován i na t i ocelové I pro ly zapušt né do železobetonového rámu vnit ní konstrukce sochy. Plintus sochy je nerozebíratelný, jeho p ední a zadní t etina pod nohama kon je vypln na betonem a montované spoje jsou proto nep ístupné. Vedle p ístupového otvoru do dutiny ve st ední ásti plintu byly montované bronzové díly prohnuté natolik, že docházelo k zatékání srážkové vody dovnit. Výrazné korozní napadení vykazoval veškerý spojovací materiál (Obr. 6). Bronzový odlitek sochy je vytvo en celkem ze 167 díl. Celkový po et spojovacího materiálu, kterým byly jednotlivé díly propojeny do celku, dosahoval cca 4500 kus. P vodní železné šrouby a matice vykazovaly r zný stupe korozního napadení, od mírného až po úplnou destrukci. Nát ry na šroubech byly vesm s prokorodované, šrouby byly napadeny Obr. 5. Roztok fenolftaleinu nanesený na vzorek zkarbonatovaného (vpravo) a nezkarbonatovaného (vlevo) betonu Fig. 5. A solution of phenolphtalein on sample of carbonated (right) and non-carbonated (left) concrete Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v

7 Obr. 6. Spoje bronzového pláštì Fig. 6. Corrosion attack of steel joints korozí do hloubky materiálu. Protože statika i životnost sochy závisí na pevnosti spoj a spojovací materiál je pro pozorovatele z venku neviditelný (takže není ovlivn na autenticita vjemu z um leckého díla) byl veškerý dostupný spojovací materiál vym n n za materiál z korozivzdorné oceli A2 (EN ). V prohlubních nerovností vnit ního bronzového povrchu sochy, kudy stékal kondenzát, se vytvo ily tyrkysov modré proužky korozních produkt bronzu (Obrázek 4). Místa, kde se kondenzát na spíše horizontálních plochách zadržoval, vznikly tyrkysov zbarvené plošky po zádrži kapek, na n kterých místech byly kapky v dob hodnocení. Lze soudit, že vnit ní mikroklima plastiky je charakterizováno vysokou vlhkostí a že povrchy jsou dlouhodob mokré. Relativní vlhkost ve vnit ním prost edí sochy bylo od prosince 2010 do dubna 2011 m eno záznamníkem a pr m rná hodnota byla 92%. Korozní ú inky na vnit ních volných plochách bronzového plášt sochy nejsou ve vztahu k životnosti objektu významné. Pro odtok vody slouží na soše celkem 27 otvor o pr m ru 10 mm - nov bylo provedeno 9 dalších odtokových otvor, pr m r p vodních otvor byl zv tšen z 8 mm na 10 mm. Pro sledování korozních podmínek byly do vnit ního prostoru plastiky umíst ny kupóny m di (99,8% hmot.) s kovov lesklým povrchem. ZÁVÌR Tak jako u všech velkých realizací se i na restaurování sochy Jana Žižky z Trocnova v Praze na Vítkov podílela ada odborník. Podklady získané p i restaurátorském pr zkumu byly využity p i vlastním restaurátorském zásahu. V rámci pr zkumu byly detekovány vady bronzového odlitku, korozní produkty na bázi bazických síran m di, nevhodné p edchozí povrchové úpravy s obsahem gra tu, kritický stav spojovacího materiálu i možné ovlivn ní výztuže betonu pr nikem karbonata ní fronty. V rámci restaurátorského zásahu byl brán z etel p edevším na opravu necelistvostí bronzového plášt, vým nu spojovacího materiálu a vhodné povrchové úpravy a konzervaci povrchu nebránící dalšímu vývoji p irozené patiny. LITERATURA 1. Hacar, B., Bronzová socha Jana Žižky z Trocnova na Vítkov a její železobetonová výztuha. Sborník 21, VUT Praha 158 Koroze a ochrana materiálu 56(3) (2012) DOI: /v