TEHNICI DE RESTAURARE - Casa Boiereasca cu 1 nivel din caramida si bolti din caramida

TEHNICI DE RESTAURARE

Casa Boiereasca

cu 1 nivel din caramida si bolti din caramida

Consolidarea arcelor

In general, atat in Tara Romaneasca cat si in Moldova, acest element de structura a fost realizat din zidarie de caramida si in putine situatii de piatra. S-a folosit in general arcul in plin cintru, care nu produce impingeri otizontale in punctele de descarcare.

Procesul de avariere al arcelor consta in aparitia unor dislocari la nasteri si in zona de cheie. Dislocarile din zona de cheie, prin asociere, dau nastere unor volume care au tendinta de a se lasa pe verticala si care, in marea majoritate a cazurilor, se gasesc intr-un echilibru precar, conferit doar de frecarea uscata intre fetele in contact.

In trecut, restabilirea continuitatii s-a rezumat doar la impanarea dislocarilor cu pane de stejar si matarea cu mortar. Acest mod de abordare, de ,,suprafata" insa, si-a dovedit ineficienta, dislocarile aparand amplificate dupa urmatoarele cutremure.

In decursul istoriei mai indepartate sau mai recente, pentru consolidarea arcelor au fost folosite diferite procedee:

- Introducerea de pile de zidarie care sa ,,ajute" cheile arcelor (a se vedea subsolul casei domne de la Manastirea Dintr-un Lemn), metoda ineficienta datorita schimbarii schemei statice si datorita tasarii in timp a pilelor fundate pe un strat de umplutura.

- Introducerea de intradosuri din beton armat (la biserica ,,Izvorul Tamaduirii" a schitului Dalhauti), uneori cu armatura transversala insuficienta sau chiar lipsa, care s-a avariat si separat de arcul pe care trebuia sa il sustina

- Introducerea de elemente metalice la intradosul arcelor, elemente vizibile, dar care au avantajul unei interventii reversibile (cazul subsolului chiliilor de la manastirea Govora).

- Introducerea unor tiranti metalici in zona nasterilor, tiran cu sectiuni patrate, dreptunghiulare, circulare, in general subdimensionati si fara capacitatea de a lucra si la compresiune. In prezent se considera ca metoda cea mai eficienta consta in: restabilirea continuitatii de material prin injectari si rezidirea zonei de cheie (atunci cand este cazul); schimbarea schemei statice si transformarea arcului intr-o grinda cu vute (atunci cand tehnica de realizare a arcului nu este o tehnica speciala).

Restabilirea continuitatii arcelor

In practica devenita curenta, restabilirea continuitatii se realizeaza prin injectii de profunzime combinate cu urmatoarele intervenii:

- Incizii metalice de profunzime, realizate in foraje pe fetele laterale ale arcelor, foraje alternative, alcatuind in spatiu o intersectie in "coada de randunica". Prima tratare de acest fel a fost realizata la biserica Antim din Bucuresti in jurul anului 1980.

- Desfacerea portiunii avariate din zona de cheie, dupa o asigurare a sustinerii sale prin esafodaje in Biserica Episcopiei Romanului, inaintea executarii acestei operatii fiind extrasa din zona respectiva pictura din vremea lui Petru Rares.

Consolidarea boltilor

In cazul bisericilor, procesul spatial complex de avariere, care consta in asocierea la o ampla dislocare longitudinala (E-V) a unor multiple dislocari transversale (N-S), duce inevitabil la aparitia de avarii in sistemele de boltire, indiferent de tipul de alcatuire al acestora. Pentru consolidarea acestor elemente structurale sensibile, se stabileste in primul rand gravitatea avarierii. In general, boltile pot prezenta urmatoarele avarii: fisuri; dislocari puternice; prabusiri partiale; prabusire totala.

Consolidarea boltilor cu dislocari si fisuri

Tratarea este diferentiata, functie de modul in care a fost finisat intradosul boltii, si anume: tencuiala simpla; strat suport pentru fresca si fresca insasi.

In cazul intradosului simplu, traseul fisurii se decapeaza de tencuiala pe circa 20 cm latime, dupa care se executa o chituire cu ipsos. La extrados, pe traseul fisurii, se introduc stuturi pentru injectare; fisura se chituieste deasemenea si pe aceasta parte cu ipsos. Se executa apoi injectarea cu mortar de var gras sau cu ciment cu adaos de aracet. In cazul dislocarilor se retese traseul de caramida de acelasi format, se realizeaza operatia de pozitionare de stuturii si de chituire, dupa care se incepe operatia de injectare, pornind din zona de nastere catre cheia boltii.

In cazul unui intrados pictat prezenta pictorului restarator este obligatorie. In principal, sarcina acestuia consta in: fixarea zonelor de fresca desprinse de stratul suport (fixare realizata prin injectare cu caseinat de calciu), chituirea traseelor fisurilor, extrageri locale de fresce. Dupa pregatirea intradosului boltii, se poate trece la tratarea extradosului la fel ca in cazul precedent, cu diferente in ceea ce priveste materialul care se injecteaza: un mortar de var gras cu adaos de caseinat de calciu.

Reintregirea boltilor prabusite partial

Reintregirea se executa prin reteseri locale cu materiale similare celor existente. Dupa restabilirea continuitatii, de regula, extradosul boltii se camasuieste cu mortar-beton armat, in care se prevad stuturi de ventilatie. Camasa poate fi inlocuita cu un sistem de elemente capabile sa imbunatateasca comportarea boltii, sistem alcatuit din benzi asociate, dispuse pe directia meridianelor si paralelelor (la calotele sferice), sau dupa curbura generatoarelor (la cele cilindrice). Acest sistem a fost aplicat la biserica din Fantanele-Bacau.

Reconstruirea boltilor prabusite

Prima operaie consta in realizarea esafodajelor si cofrajelor necesare refacerii boltilor, tinand cont de liniile nasterilor care raman bine marcate. Bolta poate fi reconstruita in mai multe variante: bolta de zidarie de caramida sau piatra; bolta din zidarie armata; bolta din beton armat.

Bolti noi din zidarie de caramida au fost realizate la Palatul Episcopal de la Buzau, dupa consolidarea arcelor si a stalpilor de sustinere ale acestora. Intreg ansamblul a fost asigurat printr-un ingenios sistem de grinzi mascate sub pardoseala etajului si antrenat la elementele refacute (arh. N. Diaconu). Boli de zidarie armata au fost realizate pentru prima data la biserica Sf. Apostoli Petru si Pavel din Husi (arh. Stefan Bals si Virgil Antonescu, ing. Alexandru Cismigiu si Mircea Crisan), in urmatoarea varianta: intradosul realizat din zidarie de caramida in vechea tehnica si la aceleasi gabarite; extradosul realizat din mortar-beton armat si o dubla retea de armaturi conectate la consolidarea de ansamblu. Pentru respiratie au fost inglobate structuri din PVC (aproximativ pe o suprafata de 30%).

Consolidarea si reconstituirea sistemelor de boltire

Sistemele de acoperire si in special boltirile sunt componente ale structurii deosebit de expuse degradarii fiind sensibile la orice deteriorare a zidariilor si a fundatiilor.

In scopul de a pastra boltirile originale, atunci cand starea acestora o permitea, s-a apelat, in special, la masuri de consolidare pe loc. In functie de problemele pe care le ridica restaurarea, consolidarile au constat din simple suprabetonari (turnarea unui strat de beton armat peste extradosul boltii, dupa o prealabila curatire a rosturilor), ori s-au asociat metode de consolidare ale altor componente constructive ale edificiilor.

Consolidarea zidurilor de caramida

Zidurile de caramida se degradeaza prin fisuri ce urmaresc rosturile, sau prin rupere. In primul caz se restabileste doar continuitatea mortarului prin injectii. In cazul ruperii caramizilor, se folosesc urmatoarele procedee: reteseri locale prin inlocuirea caramizilor rupte cu altele noi, de acelasi format (metoda se poate aplica cu succes la zidariile subtiri); injectari de profunzime si reteseri de suprafata cu scoabe batute in rosturi si asezate in X; injectari combinate cu incizii metalice de profunzime (situatia zidurilor groase); sisteme de armare locala plasate pe traseul fisurilor.

Consolidarea zidariilor inglobate in constructii

Pentru zidurile inglobate in constructii si deci legate intre ele si protejate prin invelitori, problemele sunt in linii mari aceleasi, cu observatia ca degradarea lor atrage dupa sine prejudicierea echilibrului intregului sistem constructiv al edificiului. Astfel, in cazul chiliilor manastirii Cozia, degradarea zidurilor transversale periclita integritatea zidului de incinta mai vechi cu care conlucra. In urma restaurarii, zidurile transversale, sprijinite din doua directii cu stalpi de beton armat, ingropati si legati de sistemul general de centuri dispuse in partea inferioara si superioara a tuturor zidurilor au devenit un element de ancorare a incintei. In spatiile dintre zidurile transversale, ancorarea s-a realizat fie prin tiranti metalici (la chiliile boltite), fie prin plansee continue de beton armat.

La biserica din Cricau s-a recurs, de asemenea, la tiranti metalici ancorati in pahare de beton armat pentru a contrabalansa tendinta de rasturnare spre exterior a zidurilor navei, urmare a impingerilor laterale ale boltilor.

Incompatibilitatea asocierii betonului armat cu zidarii vechi

Pana nu demult, consolidarea unor ziduri istorice cu centuri si stalpi de beton armat a fost una dintre cele mai folosite metode de consolidare a suprastructurilor de zidarie. Trebuie recunoscut ca inca in momentul de fata tehnica betonului armat pentru consolidari si reconstructii este cea mai des folosita. Dar cum s-a aratat, in timp, au inceput sa se manifeste o seama de dezavantaje.

In general, asocierea betonului armat cu vechi zidarii de caramida ridica o serie de probleme legate de caracteristicile fizice si mecanice diferite, cu consecinte cu atat mai grave in timp cu cat ponderea betonului si suprafata de contact intre cele doua materiale sunt mai mari. Aceste probleme pot fi:

1. Coeficientii de dilatare termica diferiti, ca si elasticitatea diferita a betonului armat si a zidariei de caramida cu mortar de var induc eforturi la suprafata de separatie, care determina in timp desprinderea celor doua materiale.

2. Permeabilitatea redusa a betonului, asociat unor grosimi mari de zidarie, face ca umezeala provenita din ascensiunea capilara sau condens (sau chiar umiditate constructiva ce nu a avut timp sa se evapore din cauza grosimii mari a zidurilor) sa fie eliminata dificil, constituind un factor favorizant pentru procese de degradare prin inghet dezghet sau reactii chimice.

3. In conditii de umiditate remanenta (prin impiedicarea evaporarii superficiale), sulfatii prezeni in caramizi (din materia prima sau din teren, prin intermediul apei de ascensiune capilara) pot reactiona cu aluminatul tricalcic prezent in ciment. Reactia se produce cu crestere de volum, determinand dezagregarea superficiala a caramizilor, desprinderea si fisurarea betonului si formarea unei lentile de capilaritate (intre suprafete paralele la distante de sub 0,2 mm) ce determina accentuarea patrunderii apei prin ascensiune capilara. Prin reteaua capilara, constituita de microfisurile din beton, umezeala patrunde pana la armaturi, corodandu-le, ceea ce produce o marire de volum si, in consecinta, dezagregarea de materiale. Fenomenul de inghet si dezghet al apei din condensul masei zidariei, cauzat de diferentele de conductivitate termica si permeabilitatea la vapori intre beton si zid provoaca friabilizarea caramizilor in spatele elemenetului de beton si accentuarea separatiei dintre materiale. Este generat astfel un proces in lant, care conduce la desprinderea celor doua materiale si, in timp, la dezagregarea progresiva a materialului original cu rezistente mecanice mai mici.

4. Sarurile cristaline transportate de umezeala din zid se pot cristaliza sub camasa impermeabila, producand cripto-eflorescenta care determina eroziunea superficiala a caramizilor, proces evolutiv prin ramanerea sarurilor In aceasta zona, putand duce in timp la degradarea completa a zidariei vechi.

5. Camasile de beton continue produc modificari ale comportamentului hidrotermic al constructiei, prin anularea rolului de ,,bariere pemeabile" (filtru interior-exterior) firesc al zid exterioare, afectand confortul interior si putand conduce la deteriorari de finisaje interioare prin condens ocazional (in special in cazul camasilor interioare, cu porozitate scazuta si asociate unor ziduri cu inertie termica mare). Trebuie tinut cont aici de regimul de utilizare special, cu referire la parametrii hidrotermici variabili (incalzirii intermitente cu sobe cu combustibili solizi sau lichizi, aglomerari ocazionale de persoane, lipsa unei ventilatii corespunzatoare producand un cumul de vapori in interior), caz frecvent in special la cladirile de cult.

Injectarea zidariilor

Observarea rezultatelor obtinute indica indoieli si fata de injectarea zidariilor degradate. Procedeul de injectare este sugerat de o tehnologie care isi propune sa optimizeze opera de consolidare constand in inlocuirea mortarelor degradate din zid.

In cazul procesului de injectare este preferabila substituirea mortarelor degradate cu mortare noi, asemanatoare ca creta. Dubiile care raman sunt legate de discontinuitatea materialului injectat in masa de zid si de problema introducerii unui material rigid cu proprietati diferite. Diferentele de penneabilitate la vapori, rigiditate si coeficienti de dilatare temica duc in timp la aparitia unor linii de separatie intre materiale, o eventuala avariere producandu-se pe vechiul traseu injectat.

Consolidari de ziduri

Zidurile libere, neintegrate in constructie fie ca este vorba de ziduri de imprejmuire, fie de ziduri care au apartinut unor constructii aflate in stare de ruina, urmand a fi conservate ca atare, au ridicat probleme variind de la asigurarea protectiei partii lor superioare contra intemperiilor, pana la anularea consecintelor unor iesiri din verticala, provocate de instabilitatea fundatiilor, de forfecari si degradari ale materialelor.

Protectia partii superioare a unor ziduri de incinta (Calnic, Cricau, Sebe etc.) s-a realizat, in cele mai multe cazuri, prin ape subtiri din beton slab armat, mascate cu straifuri de zid de 20 - 25 cm, minutios rostuite cu mortar de ciment. Intrucat apele trebuie sa urmareasca suprafete adesea foarte neregulate, a fost adoptata o armatura flexibila (plasa de rabit) care se poate mula pe parament. Este evident ca, in cazul acestui procedeu, protectia propriu-zisa este reprezentata de apa armata, urmand ca straifurile de zid care au numai un rol estetic, de mascare, sa fie refacute periodic.

In cazul in care a fost necesar sa se asigure stabilitatea amenintata a unor ziduri, s-a recurs, in functie de gravitatea situatiei, la consolidari cu caracter local sau de ansamblu.

Solutiile de consolidare a zidurilor tin seama, desigur, de materialul initial folosit si de natura liantului. In cele ce urmeaza ne vom ocupa mai intai de consolidarile cu caracter local ale tipurilor de lianti si de materiale.

Consolidari ale liantilor

In general, mortarul folosit si marimea rosturilor sunt elemente principale in aprecierea ductilitatii zidariei. Este cunoscut faptul ca in zone seismice rosturile sunt relativ mari in Tara Romaneasca rosturile ajung la grosimea caramizilor, modelul fiind ,,importat" din zone seismice ale Balcanilor: Serbia, Bulgaria, Grecia. Mortarele intalnite pot fi grupate in: mortare de var hidraulic, fara nisip, cu agregate din caramida sparta; mortare de var hidraulic cu adaos de nisip; mortare de lut; mortare de lut cu adaos de var; mortare de var gras cu adaosuri de paie tocate, par de cal, calti, folosite ca strat suport pentru fresca sau ca tencuieli exterioare (Arnota, Hurezu, Bistrita etc.).

Pentru restabilirea continuitatii mortarelor, trebuie sa se tina seama de o serie intreaga de parametri, ca: natura materialelor; gradul de degradare (friabilizare); zona in care este plasat (pe fatada de nord sau sud); agresivitatea mediului datorita diverselor industrii (saruri agresive provenite de la combinatele chimice). In zona manastirilor Cozia, Govora, Bistrita, prezenta Combinatului Chimic de la Govora a dus la producerea unor ploi acide si a cristalizarii unor saruri care au produs exfolieri si patari de mortare.

Solutia cel mai des folosita este aceea de a injecta zonele degradate si desprinse cu lapte de var, lapte de ciment cu adaosuri de caseinate de calciu si, eventual, aracet ca plastifiant. Astfel, injectiile cu lapte de ciment sunt utile in paramente de piatra, ele nefiind indicate la zidariile de caramida cu atat mai mult in zone cu picturi interioare. In cazul zidariilor de caramida se utilizeaza injectii cu mortare de var gras in amestec cu caseinat de calciu, noul material introdus find mai compatibil cu cel vechi si avand un singur rol, acela de a reimpana elementele componente ale zidului.

In multe situatii au fost executate injectii cu ciment in mortare de lut cu adaos de var gras si chiar in mortare simple de lut, injectii ineficiente, care pot duce chiar la o inrautatire a comportarii zidului. In urma experientei capatate la numeroase 1ucrari se poate considera ca pentru a restabili continuitatea liantului se impune folosirea stricta a aceluiasi tip de material cu cel existent, asigurarea comportarii de ansamblu a zidariei trebuind sa fie facuta prin alte mijloace tehnice.

Materialele folosite cel mai adesea in arhitectura medievala din Romania au fost caramida, piatra bruta de cariera sau de rau si, mai rar, piatra fatuita (de talie). Aceste materiale de constructie se folosesc si in combinatii, iar modul in care se produce degradarea este specifica fiecareia din combinatiile de materiale.