PØÍPADOVÉ STUDIE
Restaurování bronzového jezdeckého pomníku Jana Žižky z Trocnova v Praze na Vítkovì Pøeložit do angliètiny! Houska I.1, Kreislová K.2, Dd J.3, Novák P.3 1Houska a Douda pasíství, s.r.o. 2SVÚOM, s.r.o. 3VŠCHT Praha E-mail:
[email protected]
Monumentální pomník husitského vojevdce Jana Žižky z Trocnova na hoe Vítkov, Praha, vytvoil v letech 1928-1937 socha Bohumil Kafka a do bronzu v roce 1950 odlil kovolijec Václav Mašek. Komplexní restaurování pomníku se uskutenilo v letech 2010-2011. Souástí restaurátorského przkumu byly i analýzy bronzu, mení tlouštk v rzných místech sochy, analýzy patiny a korozních vrstev a posouzení korozního poškození bronzu a vnitní nosné ocelové a železobetonové konstrukce. Konená povrchová úprava byla provedena umlou patinací v místech oprav a aplikací velího vosku jako konzervaního prostedku.
Monument of Hussite commander Jan Žižka z Trocnova on Vítkov hill, Prague, was made in period 1928-1937 by sculptor Bohumil Kafka and Václav Mašek cast it from bronze in 1950. Complex restauration of monuments was performed in years 2010-2011. 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 articial patination of repaired areas and application of bee wax as conservation mean.
ÚVOD
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 píspvku je uveden stav kovových ástí pomníku – vnitní ocelové konstrukce a bronzového plášt, železobetonové konstrukce a provedené opravy (restaurování). Pi hodnocení vnjšího povrchu sochy bylo teba zásadn odlišit korozní a mechanické defekty a jevy a defekty na nohou a na ostatních ástech sochy.
Návrh pomníku je dílem sochae Bohumila Kafky, v bronzu byla socha realizována kovolijcem Václavem Maškem v letech 1947-1949. Jednotlivé díly plastiky byly smontovány do menších celk a ty byly poté vyzvednuty na lešení a pipojeny k již namontovaným ástem. Montované spoje, tzv. montýrky, tchto menších celk (nap. nohy, prsa, zadek kon…) musely být proto dokonale spasovány a cizelovány již na díln. Na nkterých spojích vtších segment je patrné, že se provádly naopak až na soše (nap. nohy jezdce dlené ve stehnech). V dob svého vzniku byla socha Jana Žižky na Vítkov s výškou 9 m tetí nejvtší 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 smrech a založená na konstrukci nad prostorem hrobu neznámého vojína. Do betonové konstrukce jsou vloženy Koroze a ochrana materiálu 56(3) 74-80 (2012)
Hodnocení bronzového materiálu sochy Z odebraného vzorku bronzu bylo ureno prvkové složení slitiny - Cu 92 hm.%, Sn 3 hm.%, Zn 3 hm.% a Pb 2 hm.%. DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
74
PØÍPADOVÉ STUDIE
Nedestruktivní ultrazvukovou metodou byla mena prmrná tlouška bronzového plášt sochy (viz Tab. 1). Defekty bronzového plášt sochy byly zapíinné tzv. porušením technologické kázn pi odlévání jednotlivých díl. V podstat jde vícemén o dva druhy vad odlitk: místa, kde se bronz pi odlévání, vlivem nízké teploty, nestihl spojit v kompaktní celek, nebo „nedobhl“. místa, kde byla teplota s ohledem na sílu odlitku vyšší a došlo k tzv. „pepnní“ odlitku. Výrazný vliv na zjištné nižší mechanické hodnot bronzu (156 MPa) má nízká metalurgická jakost odlitku projevující se výskytem edin. Tab. 1. Výsledky ultrazvukových mení tlouštk bronzového plášt sochy / The thickness of the bronze statue shell prmr smrodatná odchylka
7,2 cm ± 2,2 cm
minimum
3,5 cm
maximum
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 pedních ástí koských kopyt, hlavn pravé pední a levé zadní nohy, se vyskytovaly oblasti etných jemných trhlinek, jimiž prolínaly vápenné výluhy. V minulosti již byla vtšina defekt opravována rozlinými zpsoby a to jak pi výrob, tak i pozdji pi restaurování. Místa jemných trhlinek na nohách kon byla petemována a pevaena novou vrstvou bronzu. Trhliny bronzového plášt mimo montýrky, vzniklé nejspíš kazem v odlitku a pnutím bronzového plášt, byly po oistní a vybroušení trhlin v závislosti na tloušce plášt navaeny dvmi až temi vrstvami nového bronzu. Stejn byly opraveny i ostatní drobné defekty bronzového plášt. Trhlina na pravé ásti deky pod sedlem byla vyložena olovným páskem, temováním vyplnna a dotvarována do požadovaných tvar. Všechny sváry byly petemován, pebroušeny a ciselováním dotváeny do pvodního tvaru a struktury bronzového materiálu. Na závr byly sváry umle patinovány do barvy svého
Obr. 1. Charakteristické detaily povrchu bronzu Fig. 1. Statue surface documentation
Koroze a ochrana materiálu 56(3) 74-80 (2012)
DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
75
PØÍPADOVÉ STUDIE
okolí. Po technologických zkouškách s nkolika druhy patin byly na tmavé odstíny použity roztoky na bázi polysul d a na svtle zelené odstíny chloridové a dusinanové patiny. Pro životnost sochy je nejpodstatnjší 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, tlo kon 16 díl, zadek kon 14 díl, pední nohy kon 10 díl, zadní nohy kon 8 díl, trup Žižky 11 díl, pravá a levá ruka jsou každá složeny ze tí 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, tmeny a otže po 4 dílech, udidla 2 díly a plintus 15 díl.
Hodnocení povrchu bronzu Na povrchu sochy bylo zejmé, že pízniv psobilo umístní objektu na volném prostranství na kopci, což umožovalo dobré vysychání mokrých povrch a snižovalo depozici neistot, zejména sazí a prachu. Rozsah i forma korozního napadení svdil o tom, že socha nebyla vystavena v plném rozsahu zneištní ovzduší vetn 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 mdi 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 rovnomrné atmosférické korozní úbytky bronzu jsou cca 30 m podle SN EN ISO 9224 Koroze kov a slitin – Korozní agresivita atmosfér – Smrné hodnoty pro stupn korozní agresivity. Tyto korozní úbytky jsou zcela zanedbatelné vzhledem k tloušce materiálu bronzového plášt (viz kapitola Hodnocení bronzového materiálu sochy) a pro životnost sochy jsou závažnjší korozní poškození vyvolané nevhodným konstrukním ešením nebo mechanickými defekty, resp. defekty a korozním poškozením nosné ocelové konstrukce a šroubových spoj (viz Vnitní konstrukce sochy). Povrch bronzového plášt sochy byl pokryt korozními produkty bronzu, zbytky xaních prostedk s gra tem a prachovými depozity (Obr. 1). Korozní produkty bronzu (patina) byly siln zakotveny do vnjšího povrchu odlitku. Plochy vystavené intenzivnímu psobení prostedí, pedevším dešových srážek, vykazují tenkou, relativn rovnomrnou vrstvu zelené patiny. Ojedinle se v této vrstv vyskytovaly erné skvrny. Rozsah a etnost erných ploch se zvyšoval se omezenjším pístupem prostedí k jednotlivým plochám plastiky. Na spodních plochách a stínných plochách byla erná vrstva tém souvislá. Více lenné (drátná košile jezdce, ocas kon) a horizontální plochy byly spíše zelené, což svdilo o Koroze a ochrana materiálu 56(3) 74-80 (2012)
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 ovlhení. Skuteným defektem byl povrch souásti postroje, kde z netsnosti vytéká rez z vnitních prvk pomníku. Pi posledním restaurátorském zásahu v 80. letech minulého století byl pi povrchové úprav (sjednocování povrchu po provedených zásazích) jako opticky sjednocovací element použit gra t a barevné pigmenty pimíchané do konzervaního vosku. Na místech, kde byl aplikován gra t, proto nedocházelo k pirozenému vývoji patiny. Šlo pedevším o bicho, boky, prsa, krk, vnitní strany stehen a hlavu kon, lokáln pak montýrky tém po celé soše. Místy byly vidt tahy šttce, tam kde konily, se pak vyvinula svtlejší patina. Pod vrstvou gra tu objevoval pvodní povrch se zelenou patinou (Obr. 2). Na Obr. 3 jsou uvedena místa odbru jednotlivých vzork povrchových vrstev plastiky i detailní fotodokumentace stavu povrchu. Pi prohlídce plastiky byly odebrány vzorky úsad a korozních produkt, které byly analyzovány rtg. difrakní metodou: vzorek 1 - zelenomodrá vrstva z místa defektu na zadní pravé noze - sms Al hydroxysilikát obsažených v cementech, zbarvení je patrn zpsobeno fázemi Cu, nejspíše lazuritem, vzorek 2 – zelený smsný vzorek ze spodní ásti plastiky – dominuje brochantit, malé množství kupritu a kemene, vzorek 3 – vrstva krust z hívy a krku kon – dominuje antlerit, zetelný tenorit, vzorek 4 – erná vrstva z ocasu kon – zetelný brochantit, slabý sádrovec, vzorek 5 - zelená vrstva z ocasu kon - dominuje brochantit, zetelný kuprit, stopy kemene, vzorek 6 - krusty z ocasu kon - silný antlerit, brochantit i kemen, DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
76
PØÍPADOVÉ STUDIE
vzorek 7 - zelený smsný vzorek z pední plochy sedla - dominuje brochantit, zetelný kemen, stopy antleritu, slabý gra t, vzorek 8 – erná vrstva ze zadní vertikální plochy sedla – dominuje kemen, silný antlerit a brochantit, pítomnost gra tu je pravdpodobná, vzorek 9 – krusty z omezen pístupné plochy pod hívou kon – tém istý antlerit se stopami kemene,
vzorek 10 – krusty, úsady, kontaminace povrchu z omezen pístupné plochy pod hívou kon – dominuje kemen, silný brochantit, silný thenardit Na2SO4, slabý tridimit a sulfát ZnSO4(NH4)2SO4 ·6H2O, vzorek 11 - krusty z bicha 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) 74-80 (2012)
DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
77
PØÍPADOVÉ STUDIE
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 mdi), což jsou ochranné složky pírodní patiny vznikající v souasných mstských atmosférách. Na syt zelených, psobení prostedí odkrytých plochách dominuje brochantit, na tmavších až šedoerných plochách dominuje antlerit. Oxidy mdi (kuprit, tenorit) se vyskytují ve spodních podvrstvách patiny. Ve vrstvách patiny se vyskytuje významný podíl prašných neistot. Ve vzorku odebraném z vnjšího povrchu v míst oteveného spoje (vzorek 1) byla zjištna pítomnost složek betonu a výluhu z betonu, což potvrzuje pedpoklad vysokého navlhávání betonu a jeho degradace. Ve vzorku 10 se vyskytují zbytky roztoku pro tvorbu umlé patiny a korozní produkty zinku, který je jednou ze složek bronzu a koroduje pednostn v poátcích korozního procesu bronzu, tj. v podmínkách umlé patinace. Pozornost pi analýze odebraných vzork byla soustedna i na výskyt gra tu, jako složky používaných voskových konzervaních povlak. Pítomnost gra tu byla prokázána, ale jeho jediná intenzivní linie se však kryje s linií kemene, který se také na povrchu plastiky vyskytuje jako složka prašných úsad.
Hlavním cílem restaurování bronzového plášt sochy se stalo odstranní všech prvk, které zabraují pirozenému vyvinutí patiny. Po provedení všech oprav byl povrch bronzu konzervován velím voskem rozpuštným v technickém benzínu, který byl aplikován v pti vrstvách na celé ploše bronzového plášt sochy i plintu. Každá z pti vrstev pak byla ped aplikací další vrstvy rozleštna.
Koroze a ochrana materiálu 56(3) 74-80 (2012)
DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
Vnitøní konstrukce sochy Sondážním przkumem dutiny plintu sochy a všech nohou kon došlo k ovení stavu železobetonové vnitní konstrukce sochy. Uvnit sochy se nachází betonová konstrukce rámového tvaru, ke které jsou ocelovými šrouby pipojeny ocelové pro ly pokryté ješt ásten funkními nátry. Rtg. snímkováním bylo oveno, že poet výztuh v nohách kon odpovídá pvodní výkresové dokumentaci. Przkum prokázal, že statika pomníku není narušena natolik, aby bylo nutné sochu demontovat. Stav železobetonové konstrukce, která je zárove unikátní
78
PØÍPADOVÉ STUDIE
technickou památkou, se jevil jako uspokojivý, s minimálním korozním poškozením vnitních ocelových výztuh betonu. Pevnost konstrukce lze považovat za dostatenou až pedimenzovanou. K otevení montýrek na plášti sochy došlo proto pravdpodobn kombinací vnitního tlaku a dynamickým pohybem monumentu. Byl zdokumentován i stav betonu z hlediska prniku karbonatace betonem a pípadný obsah chlorid. Ten byl sledován z dvodu možného pídavku chloridu
Obr. 4. Nezkarbonatovaný beton odkrytý pod pláštìm nohy konì Fig. 4. Non-carbonated concrete under the bronze shell of horse leg
vápenatého jako urychlovae tuhnutí. Karbonatace byla sledována roztokem fenolftaleinu. Beton v nohách kon byl i na povrchu alkalický (Obr. 4), atmosféra nemla k betonu pístup. Horší situace je na vnitní 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). Prnik karbonatace se pohybuje od 30 mm do 60 mm a mže tak zasahovat až k první vrstv výztuží. Z odvrtaného prášku byl poízen výluh v destilované vod a v nm pak stanoveny chloridy pomocí spektrofotometrie. Ve všech pípadech byl obsah chlorid nižší než 0,2 hm.%/cement, což vyluuje možnost pídavku chloridu vápenatého. Stávající popsaná konstrukce byla posílena novými vzprami, které byly osazeny napínáky. Stávající kovové prvky konstrukce zavšení ocasu byly otryskány jemným abrazivem a opateny antikorozními nátry. Jako základní nátr byly aplikovány dv vrstvy zinkové silikonakrylátové nátrové hmoty a pro vrchní nátry byl použit silikonakrylátový email do agresivního prostedí. Stejný nátrový systém byl po mechanickém oištní aplikován i na ti ocelové „I“ pro ly zapuštné do železobetonového rámu vnitní konstrukce sochy. Plintus sochy je nerozebíratelný, jeho pední a zadní tetina pod nohama kon je vyplnna betonem a montované spoje jsou proto nepístupné. Vedle pístupového otvoru do dutiny ve stední 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 vytvoen celkem ze 167 díl. Celkový poet spojovacího materiálu, kterým byly jednotlivé díly propojeny do celku, dosahoval cca 4500 kus. Pvodní železné šrouby a matice vykazovaly rzný stupe korozního napadení, od mírného až po úplnou destrukci. Nátry na šroubech byly vesms 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) 74-80 (2012)
DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
79
PØÍPADOVÉ STUDIE
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 ovlivnna autenticita vjemu z umleckého díla) byl veškerý dostupný spojovací materiál vymnn za materiál z korozivzdorné oceli A2 (EN 1.4301). V prohlubních nerovností vnitního bronzového povrchu sochy, kudy stékal kondenzát, se vytvoily 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 nkterých místech byly kapky v dob hodnocení. Lze soudit, že vnitní mikroklima plastiky je charakterizováno vysokou vlhkostí a že povrchy jsou dlouhodob mokré. Relativní vlhkost ve vnitním prostedí sochy bylo od prosince 2010 do dubna 2011 meno záznamníkem a prmrná hodnota byla 92%. Korozní úinky na vnitních volných plochách bronzového plášt sochy nejsou ve vztahu k životnosti objektu významné. Pro odtok vody slouží na soše celkem 27 otvor o prmru 10 mm - nov bylo provedeno 9 dalších odtokových otvor, prmr pvodních otvor byl zvtšen z 8 mm na 10 mm. Pro sledování korozních podmínek byly do vnitního prostoru plastiky umístny kupóny mdi (99,8% hmot.) s kovov lesklým povrchem.
Koroze a ochrana materiálu 56(3) 74-80 (2012)
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 pi restaurátorském przkumu byly využity pi vlastním restaurátorském zásahu. V rámci przkumu byly detekovány vady bronzového odlitku, korozní produkty na bázi bazických síran mdi, nevhodné pedchozí povrchové úpravy s obsahem gra tu, kritický stav spojovacího materiálu i možné ovlivnní výztuže betonu prnikem karbonataní fronty. V rámci restaurátorského zásahu byl brán zetel pedevším na opravu necelistvostí bronzového plášt, výmnu spojovacího materiálu a vhodné povrchové úpravy a konzervaci povrchu nebránící dalšímu vývoji pirozené patiny.
LITERATURA 1. Hacar, B., Bronzová socha Jana Žižky z Trocnova na Vítkov a její železobetonová výztuha. Sborník 21, VUT Praha 158
DOI: 10.2478/v10227-011-0013-8
80
