Pískovce pro sanaci historických objekt jejich p vod, stav a vlastnosti K. Ková ová VUT v Praze, Fakulta stavební, Katedra geotechniky, Praha, eská republika RESUME: Sandstones for Reconstruction of Historic Monuments Their Origin, State and Properties Sandstone were often used, mainly as building materials, due to their easy workability and availability. The action of weathering processes leads to their damage and to the loss of their original mechanical and physical properties, and consequently to changes in their durability. It is often necessary to completely restore the damaged sandstone during the reconstruction of historical monuments. The best solution is to replace the weathered stone with "authentic" sandstone, from the same source as the original material. Unfortunately, in many cases this is impossible, therefore it is necessary to choose a different source locality. The alternative stone should have identical durability and similarity to the original one. This article describes historical sandstones quarries, which were used during the construction of Prague historical monuments. This is followed by description of the main deposits and characteristics of the sandstone which is currently used in the reconstruction of these historical monuments in the Czech capital city. Sedimentary rocks of the Czech cretaceous basin were very important as a building material in Prague during medieval time. These sandstones were extracted directly in the city centre (on the Pet ín hill and its surrounding) and also on localities north and northwest of Prague. Sandstones from the localities northeast of Prague are extracted since 19 th century. The second group of common used sandstones during the medieval time were carboniferoes arcoses from the localities west of Prague (Fig. 1, 2 a, b, 3). It is usually impossible to use the "authentic" sandstone from most localities mentioned above. Therefore it is necessary to choose another suitable sandstone for the reconstruction of historical monuments. Based on the results of durability tests, the Kocbe e sandstone was chosen for the last reconstruction of the Charles bridge in Prague (Fig. 4, 5, 6). This reconstruction was very criticised and it was necessary to find another source of sandstone for the following reconstructions. The new/old quarry close to the village Ne tiny west of Prague will be open. This deposit of arcoses sandstone should present the source of raw material with high quality for 160 years. In conclusion, it is essential to act really conscientious in case of selection of alternative sources and the following restoration works have to be done with the highest possible level of expertise in order to avoid damage of the monuments. Udržitelná výstavba budov 119
1 ÚVOD Pískovce byly v minulosti s ohledem na svou snadnou opracovatelnost a dostupnost používány p i stavb mnoha architektonických objekt. V hlavním m st Praze byly využity p i stavb takových památek, jakými jsou nap. Karl v most, katedrála sv. Víta a Národní muzeum. P sobením zv trávacích proces však dochází k jejich poškození a ke ztrátám jejich p vodních mechanicko-fyzikálních vlastností, tedy ke zm nám jejich trvanlivosti. p i oprav památek je mnohdy nezbytné takto poškozený pískovec zcela vym nit. Nejlepším ešením je nahradit poškozený kámen pískovcem "autentickým", tj. ze stejné zdrojové lokality jako p vodní materiál. Toto bohužel není v mnoha p ípadech možné, a proto je nutné p istoupit k výb ru kamene z jiné lokality. P i výb ru alternativního kamene pro opravu památek by m l být kladen d raz na jeho dobrou trvanlivost a podobnost s p vodním materiálem. 2 HISTORICKÉ PÍSKOVCOVÉ LOMY Je velmi složité ur it, z jakých lokalit pocházel v dávné minulosti stavební kámen pro pražskou architekturu. V mnoha p ípadech nejsou totiž dochovány kompletní písemné záznamy. Na p vodu kamene lze usuzovat z dochovaných ú t, kronik, i jiných historických písemných zmínek. P epravní vzdálenosti a možný zp sob dopravy hrál velmi významnou roli p i výb ru vhodné lokality. Rovn ž lze p edpokládat, že probíhalo-li n kolik staveb sou asn - nap. stavba katedrály sv. Víta a Karlova mostu, obojí po jistou dobu pod vedením Petra Parlé e - byl na ob stavby používám shodný materiál. 2.1 Pískovce eské k ídové pánve Sustainable construction of buildings Pro pražskou architekturu m ly v historii zásadní význam sedimentární horniny eské k ídové pánve, která svými okraji zasahuje až k historickému jádru m sta. Nap íklad na stavbu katedrály sv. Víta byl krom opuk t žených na Pet ín, použit i pískovec se železitým tmelem ze stejné lokality. Pet ínský pískovec se rovn ž dochoval na Karlov most (P ikryl 2007). Dle Ryba íka (2003) lze jeden opušt ný lom pet ínského pískovce nalézt v zahrad Strahovského kláštera poblíž vinárny Peklo. Další t žba svrchnok ídových pískovc probíhala severn a severozápadn od st edov ké Prahy. Nejblíže se nacházela lokalita Hloub tín, kde t žba pískovce probíhala až do konce 17. století. Hloub tínský pískovec byl s velkou pravd podobností již použit p i stavb Karlova mostu. Jak uvádí nap. Ryba ík (2004), hloub tínský lom pat il od roku 1235 ádu k ížovník s ervenou hv zdou, kte í sídlili na starom stském konci Juditina mostu. Tito o Juditin most pe ovali a vybírali na n m mostné. Po z ícení mostu v roce 1342 m li lenové ádu nepochybn zájem o z ízení mostu nového a sou asn o uplatn ní kamene ze svých lom pro tyto ú ely. Severn od Prahy se svrchnok ídové pískovce t žily v oblasti mezi obcemi Zápy, Miletice, Chvaly a Sluhy a na území mezi Kostelcem nad Labem a Brandýsem nad Labem. Oblast s velmi kvalitním pískovcem se nacházela SZ od Prahy v okolí Budyn nad Oh í a Mšené - lázn, kde se pískovec t ží dodnes (P ikryl 2007). Na východ od Prahy se pískovec lámal v okolí obcí T ískovice, Vyšeho ovice, Horoušany, Nehvizdy a Kounice. Pískovec z lom v okolí T ískovic byl p evážn použit na výstavbu katedrály sv. Víta, což z ejm zap í inilo vy erpání této suroviny již kolem roku 1372 (P ikryl 2007). Na p elomu 19. a 20. století se za al p i opravách a nové výstavb pražské architektury (nap. Národní muzeum, Národní divadlo a oprava Karlova mostu) používat ho ic- 120 Udržitelná výstavba budov
ký pískovec z lom v Podhorním Újezd a v okolí Ho ic v Podkrkonoší (P ikryl 2009, B ezinová et al. 1996). V druhé polovin 20. století byly pro generální opravu Karlova mostu z d vodu extrémn malého po tu inných pískovcových lom vybrány dva dosud nepoužívané pískovce. Oba jsou svrchnok ídového stá í a jejich ložiska se nacházejí v broumovském výb žku. Jednalo se o st edn zrnitý arkózový pískovec z lomu Božanov a jemnozrnný k emenný pískovec s glaukonitem z lomu Libná (P ikryl 2009) 2.2 Karbonské arkózy Z historického hlediska byla pro pražskou architekturu významná ložiska svrch karbonského stá í nacházející se ve st edo eském permokarbonu (Obr. 1). Pískovce, resp. arkózy, se lámaly p edevším v kladenské pánvi v obci Kamenné Žehrovice a v jejím okolí (Obr. 2 a, b). P esné datum založení t chto lom není známo, ale t žba prokazateln probíhala již ve druhé polovin 14. století (Ryba ík 1994). Obrázek 1. Hlavní výskyty kamenicky a socha sky využitelných pískovc ve st edních echách (geologická situace podle geologické mapy 1 : 500 000 ÚÚG 1967). 1 = spodní senon a svrchní turon v pískovcovém vývoji, 2 = st ední a spodní turon v pískovcovém vývoji, 3 = cenoman mo ský a sladkovodní, 4 = perm, 5 = karbon, 6 = významn jší výskyt v minulosti kamenicky nebo socha sky využívaných pískovc, 7 = dtto s provedeným geologickým pr zkumem, 8 = hranice bývalého St edo eského kraje (p evzato z Ryba ík 1994). Obrázek 2 a, b. Opušt ný arkózový lom "žehrováku" v okolí Kamenných Žehrovic. Udržitelná výstavba budov 121
Poslední v tší využití zaznamenal tento materiál v poslední t etin 19. století, kdy byl kámen dodáván na stavbu Národního divadla a vinohradského tunelu. Od 1. sv tové války za ala t žba postupn upadat a poslední lom severozápadn od Doks byl opušt n kolem roku 1965 (Ryba ík 1994). Žehrovák (Obr. 3) je b lošedá, šedožlutá až rezavá st edn až hrub zrnitá arkóza až arkózovitý pískovec, n kdy až drobnozrnný slepenec. Dle Ryba íka (1994) není díky svému nepravidelnému zbarvení a zrnitosti v tšinou p íliš vzhledný a p i styku s atmosférou snadno erná, avšak pat í mezi velmi tvrdé pískovce, které jsou odolné v - i zv trávacím vliv m a mechanickému opot ebení. Z t chto d vod se používal p edevším na výrobu schod, prah, dve ních a okenních ost ní, zábradlí, dlažeb, aj. Rovn ž se z tohoto materiálu vyráb ly mlýnské kameny a uplatn ní nalezly i p i stavb železnic (kvádrové zdivo most, tunel, pražce, atd.). Žehrovický pískovec byl použit p i stavb mnoha historických památek po celých st edních echách. V Praze jsou z n j zhotoveny spodní ásti p vodního chrámu sv. Víta, ásti Karlova mostu, Národního divadla, Národního muzea a jiných architektonických objekt (nap. Clam Gallas v palác portál) (Ryba ík 1994, B ezinová et al. 1996). Obrázek 3. Detail žehrovického pískovce. Mezi další hlavní zdrojové lokality dle P ikryla (2009) pat ila též ložiska v severovýchodním výb žku kladensko-rakovnické pánve nedaleko Kralup nad Vltavou (lokality Kamenný Most, Olovnice, Slatina a Neum ice. 3 PÍSKOVCE PRO REKONSTRUKCE PAMÁTEK V SOU ASNOSTI Pokud je kámen na památce poškozen do takové míry, že není možná jeho konzervace, o išt ní apod., je nutné p istoupit k jeho vým n. Nejlépe je použít materiál "autentický", což v mnoha p ípadech není bohužel možné s ohledem na nedostupnost dané suroviny. V takovém p ípad je nezbytné vybrat materiál nový, který mimo jiné spl uje kritéria dobré trvanlivosti a vzhledové podobnosti s p vodním kamenem. Pro velmi diskutovanou opravu lícního zdiva Karlova mostu nebylo možno použít p vodních zdroj pískovce a bylo p istoupenu k výb ru alternativního kamene. Ze souboru t žených pískovc byl na základ laboratorních zkoušek trvanlivosti vybrán kocbe ský k emenný pískovec (Obr. 4). 122 Udržitelná výstavba budov
Obrázek 4. Detail kocbe ského k emenného pískovce. Lom Kocbe e (Obr. 5) pat í do oblasti velmi kvalitních pískovc v okolí Dvora Králové. Nachází se ve východních echách v Královéhradeckém kraji. Zdejší svrchnok ídové k emenné pískovce pat í do oblasti eské k ídové pánve. V lomu se t ží jemnozrnný až st edn zrnitý k emenný pískovec šedobílých až nažloutlých barev (P ikryl et al. 2006). V následující tabulce (Tab. 1) jsou uvedeny pr m rné hlavní mechanicko-fyzikální vlastnosti tohoto pískovce. Obrázek 5. Lom kocbe ského pískovce (stav léto 2010) Tabulka 1.Pr m rné hodnoty základních mechanicko-fyzikálních vlastností kocbe ského pískovce. Objemová hmotnost (kg/m 3 ) Otev ená pórovitost (% obj.) Nasákavost za atmosférického tlaku (% hm.) Pevnost v prostém tlaku (MPa) 2193 8.73 3.97 87.6 *Hodnoty stanoveny dle platných SN na vzorcích erstvého pískovce z lomu. N kte í auto i kritizují výb r kamene pro poslední opravu lícního zdiva Karlova mostu (Obr. 6). Dle Ryba íka (2009) by bylo vhodn jší použít na opravu této historické památky božanovský arkózový pískovec. Tento však na základ provedených zkoušek trvanlivosti (P ikryl et al. 2006) vykázal nižší míru odolnosti v i zv trávacím vliv m. Božanovský pískovec se používá v zahrani í na opravu historických objekt (nap. katedrála v Kolín nad Rýnem, dóm sv. Martina v Bratislav ). Udržitelná výstavba budov 123
Obrázek 6. Výsledek rekonstrukce lícního zdiva Karlova mostu (stav íjen 2010). Po poslední oprav Karlova mostu bylo nutné pro následující opravy vybrat jiný vhodný pískovec. Dle serveru novinky.cz bude v nejbližší dob otev en lom arkózového pískovce v blízkosti obce Ne tiny. Ten je podle expert stejným druhem materiálu, jaký se používal v minulosti. Kámen se v lomu bude lámat klasickým zp sobem bez použití trhaviny. P i t žb do hloubky 8 metr a p edpokládaném ro ním objemu t žby do 500 m 3 suroviny má ložisko být k dispozici na 160 let. 4 ZÁV R Výb r vhodného pískovce pro opravu historických objekt v centru Prahy je velice složitý proces. Je nutné, aby nový kámen spl oval kritéria dobré trvanlivosti a vzhledové podobnosti s kamenem p vodním. Je nezbytné, aby v p ípad výb ru alternativních zdroj bylo postupováno velice sv domit a následné rekonstruk ní práce byly odvedeny s nejvyšší možnou mírou odbornosti, aby nedocházelo k poškození památek. REFERENCE B ezinová, D. & Bukovanská, M. & Dudková, I. & Ryba ík, V., 1996. Praha kamenná, P írodní kameny v pražských stavbách a um leckých dílech. Praha: Národní muzeum, 287 str. P ikryl, R. 2009. P írodní kámen Karlova mostu v Praze. Zprávy památkové pé e 69(4): 303-305. P ikryl, R. 2007. Materiály pro most. In Šefc, O., Karl v most: 83-102. Praha: Ottovo nakladatelství, s.r.o. P ikryl R. & Krutilová K. & Makalová K., 2006. Výb r alternativních typ pískovc pro opravu lícního zdiva Karlova mostu. Nepublikovaná výzkumná zpráva pro OMI MHMP Praha, 55 str. + 6 p íl. Ryba ík, V. 2009. Sou asná oprava Karlova mostu z pohledu geologa. Zprávy památkové pé e 69(4): 308-310. Ryba ík, V. 2004. Z historie pražských lom (3). Kámen 10(3): 15-20. Ryba ík, V. 2003. Z historie pražských lom (1): Pet ín. Kámen 9(3): 17-22. Ryba ík, V. 1994. Ušlechtilé stavební a socha ské kameny eské republiky. Ho ice v Podkrkonoší: Nadace St ední pr myslové školy kamenické a socha ské v Ho icích v Podkrkonoší, 218 str. www.novinky.cz/veda-skoly/200638-karluv-most-bude-mit-vlastni-lom-arkozovypiskovec-se-bude-tezit-postaru.html, 4.1.2010. 124 Udržitelná výstavba budov