Piaskowiec ? kamień popularny
W przedromańskim budownictwie stosowano kamienie o charakterze płytowym. Widać to na przykładzie rotundy wawelskiej. Jej mury wykonano z podkarpackich płytowych piaskowców kilkucentymetrowej grubości; koliste kształty rotundy dopraszały się o nieduże płytki, ułatwiające uzyskanie wspomnianego kształtu. Warstwowo układane kamienie gwarantowały trwałość. Istniał w owym czasie ścisły związek pomiędzy strukturą złoża a charakterem muru.
W romańszczyźnie budownictwo zależało od typu występujących w pobliżu surowców. Kamień wożono z daleka tylko w wyjątkowych sytuacjach, i nic dziwnego; już w onym czasie Polska nie słynęła bynajmniej z dobrych dróg. Zresztą nigdzie ich nie było.
Na Pomorzu budowano z granitowych polodowcowych głazów narzutowych, w Małopolsce natomiast ? z wapnienia i piaskowca. Żółtoszary piaskowiec służył jako okładzina elewacyjna oraz do wznoszenia elementów konstrukcyjnych; wapień w fundamentach, jak i murach. Łączenie wapienia z piaskowcem prześledzić można na przykładach wielu budowli. W zachowanych partiach katedry pod wezwaniem św. Wacława, lica ścian uczyniono z kostek wapiennych, które złożono w regularne warstwy o wysokościach 7, 10, 15 i 25 cm. W kościele św. Wojciecha kostki te mają wysokość 9, 16 i 25 cm. Ciosy piaskowcowe stosowano w narożach i przy niektórych detalach architektonicznych.
Z pewnością przywiązywano dużą wagę do doboru właściwego kamienia. Złoża musiały zapewnić jednorodność surowcową, a kamień o elementach nośnych nie mógł zawierać ?wad ukrytych? czy jawnych pęknięć, co nakłaniało ówczesnych budowniczych do kopania głęboko w ziemi, gdzie kamień nie uległ jeszcze zwietrzeniu. Podobnie wysokiej jakości surowiec potrzebny był na profilowane elementy architektoniczne. Kamieniołom musiał też leżeć nieopodal spławnej rzeki.
W tych ?dawnych dobrych czasach? w budownictwie prym wiedli członkowie zakonu cystersów.
Wznieśli oni pod Wąchockiem swój klasztor, wykorzystując jako materiał budowlany przede wszystkim piaskowiec, przy czym stosowali różne jego odmiany, osiągając ciekawy efekt kolorystyczny. Wtedy pojawia się po raz pierwszy dwukolorowy wątek muru zaznaczony poziomymi pasami.
Wśród zabytków wykonanych z piaskowca, w całości bądź we fragmentach, warto wymienić kościół i ratusz w Lwówku, kościół św. Doroty we Wrocławiu oraz gotyckie fragmenty katedry w Strzegomiu.
To dzieła wznoszone z surowca krajowego. Dawne państwo krzyżackie posługiwało się chętniej piaskowcem importowanym z Gotlandii, wyspy na Bałtyku, którą władali Duńczycy, a przejściowo ? także rycerze zakonni. Ówże materiał odznaczał się szaro ? zielonkawą barwą i dostrzegamy go na prawie całym Pomorzu Wschodnim. Szczególnie popularny był w Toruniu /ratusz, portale kamienic należących do zamożnych mieszczan, kościół św. Jana oraz kościół Najświętszej Marii Panny/, Chełmży, Chełmnie oraz w Malborku i samym Gdańsku.
Szerokie zastosowanie znalazł piaskowiec w stolicy Polski. Użyto go np. do dekoracji okien przy rozbudowie zamku Zygmunta Augusta. Co ciekawe: prócz piaskowców krajowych użyto też gotlandzkiego! Z krajowych modne były w onym czasie piaskowce kunowskie, szydłowieckie i kieleckie. Ślady tych ostatnich dostrzegamy w pałacu Ostrogskich. Elewację ?pałacu na wodzie? w Łazienkach wykonano z piaskowca kunowskiego, a tympanon pałacu Krasińskich ? szydłowieckiego.
Z owych piaskowców tworzono także dekoracje dziedzińców i fasad kościelnych, a parki i ogrody ozdabiano również posągami wykonanymi z piaskowców. Znalazły one też zastosowanie przy upiększaniu fasad stołecznych gmachów użyteczności publicznej: Teatru Wielkiego, budynku, gdzie obecnie mieści się NIK, gmachu Ministerstwa Wyznań Religijnych i Oświecenia Publicznego oraz wielu innych.
Czym są piaskowce w sensie geologicznym? To skały osadowe zbudowane z okruchów skalnych związanych spoiwem. Piaskowce o wielkości ziarna od 1 do 2 mm nazywane są gruboziarnistymi, o wielkości od 0,5 ? 1 mm ? średnioziarnistymi, mniejsze ? drobnoziarnistymi. Wiąże je spoiwo zwane też lepiszczem. Najprzydatniejsze są piaskowce o spoiwie krzemionkowym. Najważniejsze zalety piaskowców to ich wytrzymałość na ściskanie i ścieranie oraz odporność na działanie mrozu.
W Polsce piaskowce dobywane były /i są nadal/ w trzech rejonach: dolnośląskim, kieleckim i małopolskim. Te pierwsze uchodzą za najlepsze w Europie. Są wytrzymałe, twarde i odporne. W obróbce ? łatwe. Dają znikomą ilość odpadów. Nadają się do cokołów i okładzin. Można rozbić z nich pyty chodnikowe. Zabarwienie mają białe, żółtawe bądź brązowożółte. Spotyka się też różne odcienie tych kolorów. Najbardziej znane z piaskowców śląskich pochodzą z Radkowa. Najczęściej eksploatowana jest odmiana szarokremowa. Bardzo trwałe są piaskowce z okolic Kłodzka /np. z kamieniołomu w Szczytnej/. Znakomicie nadają się na elewację. Dużą ich zaletą jest mrozoodporność. W różnych partiach złoża piaskowiec ów ma średnie uziarnienie, w dolnych zaś ? drobne, barwy białej. Kłodzki piaskowiec odznacza się wytrzymałością na ściskanie w granicach od 33 do 200 MPa. Ścieralność ma w przedziale od 0,37 do 1,10 cm, gęstość objętościową ? od 2,05 do 2,64 g/cm3, a nasiąkliwość ? od 0,3 do 6,8%. W kamieniołomie Rakowice Małe /niedaleko Lwówka Śląskiego/ odnajdujemy patynujące na szaro drobnoziarniste piaskowce o barwie jasnoszarej względnie jasnożółtej. W kamieniołomie Szczytna ? Zamek występuje piaskowiec o podobnym zabarwieniu, lecz o wyraźniej zaznaczonej w a r s t w o w o ś c i. Koło Polanicy ? Zdroju wydobywa się słabo patynujący piaskowiec średnioziarnisty o spoiwie krzemionkowym barwy jasnokremowej bądź żółtawej. Podobne zabarwienie charakteryzuje piaskowce ze Zbylatowa.
Z piaskowców kieleckich najbardziej znane są piaskowce szydłowieckie i kunowskie. Dobywa się je z kamieniołomów położonych wzdłuż rzeki Kamienna. Nie tak twarde jak kamienie dolnośląskie, w obróbce są łatwiejsze. Nadają się na elementy profilowane i na płyty elewacyjne. Gorzej z ich zastosowaniem do nawierzchni drogowych.
Piaskowce szydłowieckie są białe albo jasnokremowe, należą do drobnoziarnistych, spoiwo mają krzemionkowe z domieszką ilastego. Po wydobyciu ? miękkie. Twardnieją dopiero w miarę upływu czasu. Czyni je to trochę podobnymi do tufu. Inną ich zaletą jest mrozoodporność.
Piaskowce kunowskie mają szare zabarwienie. Zdarzają się jednak żółte bądź żółtawe. Bardziej wytrzymałe na ściskanie od szydłowieckich, mają szersze spektrum porowatości i również szersze spektrum nasiąkliwości.
Innego rodzaju piaskowce spotykamy w północnej części Gór Świętokrzyskich. Barwy czerwonej, wiśniowej bądź różowej, są gruboziarniste i twarde.
Piaskowce małopolskie pochodzą z kredy względnie ze starszego trzeciorzędu. Charakteryzują się sporym zróżnicowaniem. Jeśli chodzi o zabarwienie tych kamieni, to również mamy tu całe spektrum. Bywają drobno, - średnio, i ? gruboziarniste. Spoiwo: od krzemionkowego przez wapienne i ilaste do mieszanego, będącego kombinacją wyżej wymienionych czynników. Potrafią być zarówno twarde, jak i bardzo kruche.
Kamień niszczeje skutkiem pojawiających się dziś zanieczyszczeń. To proces złożony. Trudno rozróżnić wpływ poszczególnych czynników. Piaskowce mogą już w samym swym składzie zawierać negatywnie działające związki ? np. piryt. Piryt utlenia się i uwadnia. Zawarta w nim siarka również podlega tym procesom. Towarzyszą temu wewnętrzne naprężenia w strukturze kamienia. Nasiąka on też wodą atmosferyczną, podlega wahaniom temperatury i wpływowi wiatru. Te drugie są powodem zaznaczania się drobnych rys i spękań. Kamień staje się bardziej porowaty i narażony na ubytki. Wiatr, nawet niespecjalnie porywisty, zniekształca kamienny profil, prowokując powstawanie bruzd. Zniszczenia po wpływem wody ujawniają się jako kamienne pasy o barwie wyraźnie odcinającej się od reszty faktury. Często powstają wówczas wykwity. Kamień ulega łuszczeniu. Odpadające łuski odsłaniają sproszkowane i osypujące się kamienne warstwy. Marznąca, zamieniająca się w lód woda, zwiększa objętość kamienia aż o dziewięć procent! Wywołane wzrostem ciśnienia następstwa łatwo sobie wyobrazić! Może jeszcze gorsze jest gwałtowne osuszenie się zawilgoconego kamienia. W znacznym stopniu obniżają jego trwałość czynniki biologiczne ? bakterie, grzyby, rośliny. Organizmy żywe atakują wyłącznie kamień zawilgocony, lecz rzecz w tym, ż wilgoci nie da się uniknąć. Mchy i glony oddziaływają zarówno chemicznie, jak i mechanicznie. To drugie polega na wnikaniu w szczeliny cieniutkich korzonków, od czego kamień kruszeje. Chemiczne ? związane jest z wydzielaniem kwasów organicznych. Rośliny natomiast oddziaływują przeze wszystkim mechanicznie. Potrafią kamień rozsadzić!
Świat zużywa coraz więcej energii. Wydzielają się wtedy szkodliwe gazy: tlenek i dwutlenek węgla, tlenki siarki i azotu, tudzież różne rodzaje kwasów. Z zanieczyszczeniami atmosferycznymi ?współpracują? te pochodzące z wód gruntowych, zawierające rozpuszczone kwasy i sole. Negatywny wpływ tych ostatnich ujawnia się w postaci wykwitów pokrywających kamienne powierzchnie. Solami tymi są głównie siarczany, chlorki i azotany. Siarczany to zwykle gips, siarczan sodu i arkanit ? siarczan potasu. Chlorki występują nad morzem. Stwarzają bardzo wielkie niebezpieczeństwo dla zabytkowych obiektów, ponieważ są higroskopijne i dobrze się rozpuszczają. Penetrują dwojako: z gleby ? poprzez podciąganie wilgoci w ściankach i z morskich aerozoli unoszonych dzięki bryzie. Znakomita higroskopijność chlorków powoduje skupienie się wilgoci w murze. Posiadają też tę wątpliwą ?zaletę?, iż ułatwiają zmiany postaci soli. W efekcie, w kamieniach brakuje spoiwa, co pociąga za sobą negatywne konsekwencje. Struktura kamienia ulega dezintegracji. Małe nawet zmiany wilgotności powodują rytmiczną hydratację i dehydratację soli ? zmianom ulega ciśnienie materiału. Jeżeli zdarza się tak, że woda stale dopływa, kryształy chlorków są rozpuszczane i transportowane do innych części budowli, gdzie pozyskują obiecujące warunki dla szkodliwej z ?punktu widzenia? naszego piaskowca krystalizacji.
Azotany to inny nieprzyjaciel kamienia. Śladowo lokalizuje się je w wielu wykwitach. ?Chętnie? pojawiają się w pobliżu starych grobowców lub w sąsiedztwie pól uprawnych. Tlenki azotu są utleniane do postaci kwasu azotowego.
Badania zabytkowych obiektów prowadzą krajowe ośrodki wyposażone w stosowną aparaturę: UMK, UJ, ITB i PIG. W świecie problemem tym zajmuje się szereg wyspecjalizowanych agend, np. Międzynarodowa Rada Zabytków, Międzynarodowe Centrum Konserwacji. Do najlepiej wyposażonych w instrumentarium badawcze należy podparyskie Laboratorium Badań Zabytków Historycznych powstałe ze środków UNESCO.
Popularne stają się ostatnio analizy kamieni przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego, zwłaszcza przydatne podczas określania stopnia ubytków wywołanych zanieczyszczeniami atmosferycznymi. Badanie skaningowe jest też pomocne przy określaniu stanu zabrudzenia piaskowców oraz ustaleniu optymalnych warunków czyszczenia. Mikroskopię skaningową stosowano również przy ocenie efektywności użytych środków konsolidujących materiał zabytkowy.
W Polsce ? przykładowo ? badano zabytkową kamieniarkę Wilanowa oraz Łazienki. W Wilanowie znajduje się m.in. grobowiec Potockich, wystawiony w latach 1834 ? 36. Mauzoleum zostało zbudowane na rzucie prostokąta oraz podpiwniczone. Na podwyższeniu, w narożach stoją cztery lwy wspięte na herbowych tarczach. Grobowiec wzniesiono z drobnoziarnistego piaskowca kunowskiego. Charakterystyczne dla tego materiału jest pojawienie się w nim pirytu. Piryt objawia się z czasem w postaci rudych plam, niekiedy doprowadzając do dezintegracji kamiennej struktury.
Witruwiusz zauważył, iż ?trwałość budowli osiągnie się wtedy, gdy pośród wielu materiałów przeprowadzi się wybór starannie, nie kierując się skąpstwem!?. Napisał też, że ?zabierając się do budowy, należy użyć bloków wydobytych przed dwoma laty, w porze letniej, nie zimowej, i takich, które przez te dwa lata leżały pod gołym niebem?.
Był to rodzaj testu. Kamienne bloki, które uległy uszkodzeniom Rzymianin zalecał na fundamenty, zaś zachowane w nienaruszonym stanie ? na część naziemną. Staranność przede wszystkim.
Jerzy Grundkowski
WARSTWY ? DACHY i ŚCIANY numer 1?2009
|
