Universitatea Tehnica din Cluj-Napoca
Facultatea de Constructii
Materiale de constructii folosite la reabilitarea
monumentelor istorice
Student
Perja Alexandra
-2011-
Cuprins
I. Introducere
II. Materiale de constructii
III. Fenomene de degradare ale materialelor de constructii
IV. Restaurarea/reabilitarea constructiilor
V. Concluzii
I. Introducere
Lucrarea de fata are scopul de a caracteriza materilalele de constructie folosite la
monumentele istorice.
Inca din antichitate omul a dorit sa isi exprime sentimentele realizand constructii cat mai
impozante, cat mai frumoase, pe perioada vechilor egipteni erau construite pentru a demonstra
avutiile regilor, iar mai apoi s-au construit faimoasele piramide, care erau considerate a fi „casa”
regilor in viata de apoi.
In China Antica, unele constructii aveau scopul de a proteja regatul, spre exemplu Marele
Zid Chinezesc, construit in secolul V inainte de Hristos.
De-a lungul vremurilor, s-a pastrat „traditia” constructiilor impozante care denotau avutia,
dar s-a inceput si constructia bisericilor cat mai mari, si mai bogate in elemente arhitecturale.
Deoarece pe parcursul timpului au avut loc razboaie si revolutii care au numarat printre
victimele lor si numeroase monumente construite de stramosii nostrii. Cele care insa au avut
norocul de a ramane sa le putem admira si astazi, au suferit multe alte probleme, care in timp au dus
la degradarea materialului de constructie.
Pentru a prezenta mai bine procesele care duc la degradarea monumentelor, va fi prezentat
un studiu de caz pe materialul de constructie folosit la Palatul Banffy, cunoscut ca si Muzeul de
Arta Cluj.
Vor fi prezentate in special materialele folosite pe teritoriul Transilvaniei, si anume piatra
naturala (in special calcarele), si ceramica bruta (caramizile).
II. Materiale de constructie
1. Piatra naturala
1.1 Notiuni generale.
Piatra naturala, ca si material de constructii, rezulta in urma exploatarii si prelucrarii rocilor
naturale de la suprafata scoartei terestre, numita litosfera.
Rocile sunt structuri minerale ce contin unul sau mai multe minerale, acestea din urma fiind
substante chimice cu compozitie bine definite, in general cristaline, foarte rar amorfe.
Ca materiale de constructii, rocile se folosesc in doua moduri:
- produse prelucrate mecanic (concasare, sortare, spalare, cioplire si slefuire), fara o
prelucrare terminca sau chimica ce le-ar modifica compozitia si proprietatile
- ca materie prima in obtinerea unor materiale de constructii (prin arderea lor la
diferite temperature li se schimba atat compozitita chimica, cat si structura).
Avand in vedere proprietatile fizico-mecanice foarte bune si datorita abundentei in care se
gasesc in tara noastra, produsele din piatra naturala prelucrate mechanic se folosesc pe scara larga in
constructii (placaje interioare si exterioare, pile si culee de poduri, ziduri de sprijin, diguri, pavaje
de drumuri, etc.).
1.2. Tipuri de roci
Rocile se clasifica in functie de urmatoarele caracteristici:
a) modul de formare:
Rocile magmatice ce iau nastere ca urmare a solidificarii topiturii silicioase (magma) in
drumul ei spre suprafata pamantului.
Rocile sedimentare, ce iau nastere prin depunerea succesiva a produselor de coroziune
(produsele rezultate ca urmare a actiunii agentilor externi –apa, vantul, temperature- asupra altor
roci preexistente).
Roci metamorfice, ce iau nastere ca urmare a actiunii presiunii si temperaturii ridicate
asupra rocilor eruptive sau sedimentare, roca de baza schimbandu-si structura, compozitia chimica
si textura.
b) structura
Roci cu structura holocristalina, alcatuite numai din minerale cristalizate complet
Roci cu structura hipocristalina, alcatuite dintr-un amestec de minerale cristalizate, si
minerale amorfe.
Roci amorfe (vitroase), formate numai din minerale amorfe.
c) textura (modul de aranjate in spatiu a mineralelor componente)
Roci cu textura neorientata sau masiva, cand aranjarea in spatiu a mineralelor nu este
ordonata.
Roci cu textura stratificata, la care toate straturile sunt alcatuite dintr-un singur mineral
Roci cu textura sistoasa, la care straturile sunt alcatuite din minerale diferite (fiecare strat
este alcatuit dintr-un singur mineral).
d) densitatea de uscare
Roci usoare, cu densitatea mai mica sau egala cu 18000kg/m3.
Roci grele, cu densitatea mai mare de 1800 kg/m3.
e) domeniul de utilizare
Roci pentru constructii civile si industriale
Roci pentru constructii ingineresti.
1.2.1 Rocile magmatice
In functie de adancime la care s-a produs racirea si intarirea magmei, rocile magmatice pot fi:
Roci intrusive (de adancime): care se caracterizeaza printr-o structura holocristalina, si o
textura neorientata (ex: rocile granitice)
Roci filoniene, formate prin racicea si intarirea magmei in apropierea suprafetei scoartei
terestre, formandu-se filoanele caracteristice acestui tip de roci (ex: roci porfirice)
Roci efuzive, formate prin intarirea intr-un timp foarte scurt a magmei la suprafata
pamantului, fapt care determina structural lor hemicristalina sau amorfa. (ex: rocile bazaltice, cu
structura vitroasa)
Rocile granitice sunt roci intrusive, din care fac parte: granitul, granodioritul, sienitul, si
gabbrourile. Au o duritate mare, rezistenta la compresiune ajunge pana la 2500daN/cm2, iar
densitatea este cuprinsa intre 2600-2700 kg/m3.
Rocile porfirice sunt roci filoniene din care fac parte porfirul si dacitele filoniene. Sunt
foarte dure, iar rezistenta la compresiune poate ajunge pana la 2800 daN/cm2.
Rocile bazaltice sunt roci efuzive din care fac parte bazaltul, andezitul, trahitul si dacitele
efuzive. Sunt caracterizate de o duritate mare, iar rezistenta la compresiune a rocilor bazaltice
putand ajunge pana la 4500 daN/cm2, fapt pentru care se utilizeaza la placaje exterioare si drumuri.
Rocile cu structura vitroasa sunt tot roci efuzive, din care in contrusctii se utilizeaza piatra
ponce, scoria bazaltica, tufurile vulcanice, ca agregate poroase usoare, sau ca materiale de izolare
termica sau fonica. Tufurile vulcanice se formeaza prin cimentarea cenusilor vulcanice, fiind
utilizare pe plan local la zidarii, iar sub forma macinata ca adaos la liantii amestecati.
1.2.2 Roci sedimentare
In functie de agentii care au contribuit la formarea lor, se clasifica in:
Roci sedimentare detritice, care se formeaza prin depunerea sfaramiturilor rezultate in urma
procesului de eroziune. Depunerile pot fi necimentate (prundisurile, nisipurile, grohotisurile) si
cimentate, ca rezultat al depunerilor substantelor continute in apa care circula printre particulele
necimentate (din grohotisuri rezulta breciile, din pietris rezulta conglomeratele, iar nisipul cimentat
formeaza gresiile).
In constructii se utilizeaza pietrisul si nisipul, ca agregat la prepararea mortarelor si
betoanelor, iar gresiile se utilizeaza ca piatra bruta, blocuri sau placi de placare.
Roci sedimentare de precipitare, care se formeaza prin cristalizare sau precipitare din solutii
saturate. Roca reprezentativa a acestui tip de roci este ghipsul (CaSO4·2H2O), care este utilizata la
fabricarea ipsosului, si ca adaos modelator de priza la fabricarea cimentului.
Din aceasta categorie de roci mai fac parte si calcarele de precipitatie, rezultate din solutii
naturale de carbonatat acid de calciu, in mai multe variante, cu diferite grade de compactitate
(calcarul compact, utilizat ca materie prima la obtinerea varului si cimentului, tuful calcaros,
utilizat ca material termoizolator si travertinul, utilizat ca material de placare a fatadelor- sub forma
de placi slefuite).
Roci sedimentare organigene care se formeaza in urma procesului de depunere si acumulare
a resturilor de natura organica. Din aceasta categorie fac parte diatomitul si tripoli rezultate din
depunerea scheletelor silicioase a unor organisme marine, numite diatomee si utilizate ca adaosuri
hidraulice in industria liantilor, si calcarul cochilifer, rezultat al depunerilor cochiliilor calcaroase,
cimentate in decursul timpului, si utilizat ca si agregat pentru betoane usoare.
1.2.3 Rocile metamorfice
Acestea rezulta prin actiunea temperaturilor si presiunilor ridicate, asupra rocilor existente.
Astfel, din rocile eruptive se formeaza gnaisul si micasisturile, din gresiile silicioase se formeaza
cuartitele, caracterizate de o duritate foarte mare, din calcar se formeaza marmura, roca frumos
cristalizata si foarte compacta, iar din argila se formeaza ardezia, roca ce se desface cu usurinta in
placi subtiri. Dintre aceste roci, cea mai utilizata in constructie este marmura, datorita aspectului
sau placut, si a caracteristicilor fizice si mecanice ridicate, fiind utilizata ca material de finisaj
interior sau exterior, si in special la finisarea cladirilor monumentale. Placile de ardezie se folosesc
ca material pentru invelitori.
1.3. Principii de extragere si prelucrare a pietrei naturale
Procedeele de extragere a pietrei naturale din cariere sunt in functie de felul si natura rocii,
de forma de zacamant, precum si de utilizarea ce urmeaza a i se da produsului extras.
Rocile magmatice, sedimentare cimentate si metamorfice se gasesc sub forma de masive, pe
cand cele sedimentare necimentate se gasesc sub forma de depozite granulare. La deschiderea unei
cariere de piatra se va tine cont de urmatorii factori de ordin tehnic si economic:
- calitatea rocii
- forma de zacamant
- distanta fata de caile de acces
- cantitatea de roca din zacamant sa fie suficienta scopului (exploatare de lunga
durata) pentru care se creeaza exploatarea
- alegerea exploatarilor de suprafata, pe cat este posibil.
Extragerea pietrie naturale din calcarele de suprafata se face:
manual, cu ajutorul parghiilor sau a ciocanelor de abataj (de regula, in cazul rocilor stratificate,
deoarece ele se desprind usor din zacamant dupa directia de stratificatie)
mecanizat, se face cu ajutorul unor utilaje speciale, echipate cu dispozitive de taiat sub forma de
discuri, asemanatoare ferastraielor circulare, obtinandu-se piatra de cariera (marmura) de
dimensiunile si forma dorita.
In cazul materialelor granulare extragerea se face cu excavatoare (in cazul depozitelor
terestre) si cu dragline (in cazul depozitelor subacvatice)
cu ajutorul explozivilor, tinand cont de marimea blocurilor dorite (explozivi cu putere mica si
mijlocie-dislocarea de blocuri mari si cu explozivi puternici cand se urmareste dislocarea si
sfaramarea rocii). Inainte de extragerea pietrei naturale prin aceste procedee se vor indeparta
straturile de pamant si roci care nu intereseaza, in vederea obtinerii unei calitati corespunzatoare a
rocii extrase.
1.4. Materiale de constructii din piatra naturala
Produsele extrase din cariere se folosesc in constructii fie sub forma in care au fost extrase –
piatra bruta, fie prelucrate prin diferite procedee - piatra prelucrata. Prin concasarea rocilor se obtin
produse granulare, utilizate ca agregate (piatra sparta) la betoane si mortare. Materialele granulare
extrase din balastiere se sorteaza pe fractiuni si se spala. Prelucrarea pietrei naturale se face prin
taiere, slefuire sau lustrire, buciardare1. Gradul de prelucrare al pietrei naturale depinde de destinatia
elementului de constructie executat din piatra naturala.
In functie de tipul zacamantului de piatra naturala, produsele se impart in doua grupe mari:
- produse de balastiera
- produse de cariera
Tabel 1. Clasificarea materialelor de constructii din piatra naturala
1.4.1 Produsele de balastiera
Din aceasta categorie de produse fac parte: balastul, pietrisul si nisipul, utilizate atat ca
aggregate la prepararea mortarelor si betoanelor, cat si la constructia drumurilor. In cazul in care
contin impuritati, ele sunt spalate si sortate. Conditia esentiala pe care trebuie sa o indeplineasca
aceste roci este ca ele sa fie inerte, si stabile la actiunea liantului, apei, aerului si inghetului.
In functie de marimea granulelor, produsele de balastiera se impart in:
- nisip fin (0-1mm)
1 Buciardare (Constr.) Imprimarea, pentru infrumusetare, pe fata aparenta a unei pietre naturale sau artificiale, a unor adancituri, prin ciocanire cu buciarda.
- nisip grauntos (1-7mm), margaritar (3-7mm)
- pietris natural neprelucrat (7-70mm), impartit in 2-3 sorturi (7-15, 15-30, 30-70
mm)
- balast – amestec natural de pietris si nisip
- bolovani, cu dimensiuni mai mari de 70mm
1.4.2. Produse de cariera
Produsele de cariera pot fi utilizate asa cum au fost extrase din cariera ( la fundatii, pavaje,
material de zidarie), sau dupa o prelucrare prealabila (concasare, cioplire, slefuire).
Piatra bruta se utilizeaza la executarea zidariilor de sprijin, a fundatiilor. Ea are forme si
dimensiuni variabile, rosturile zidariilor fiind dispuse oricum. Legarea pietrelor intre ele se
realizeaza cu mortar, iar fata vazuta a rosturilor se prelucreaza.
Piatra prelucrata utilizata in constructii este de diferite tipuri, dupa gradul de prelucrare si in
functie de destinatia prodului rezultat dupa prelucrare rezulta urmatoarele produse:
- Moloanele: sunt pietre naturale fasonate pe o fata si pe o portiune din fetele
adiacente, fiind utilizate la executarea zidariilor aparente, acestea fiind zidatrii cu rosturi drepte. In
cazul utilizarii moloanelor, consumul de mortar este mai mic, ca si in cazul pietrei brute.
- Piatra de talie este o piatra fasona pe toate fetele, avand forma geometrica dorita,
de regula paralelipipedica sau trapezoidala, cand se utilizeaza la bolti.
Zidaria din piatra de talie se deosebeste de celalalte tipuri de zidarie din piatra naturala prin
faptul ca are rosturile plane si paralele pe toata grosimea zidului, necesitand o cantitate redusa de
mortar la executarea sa.
Mortarele utilizare la executarea zidariilor din piatra naturala sunt confectionare cu lianti
hidraulici, care trebuie sa respecte anumite standarde de intarire si o aderenta buna la piatra.
- Produse din piatra naturala fasonate sub forma de placi, prin taiere cu ferastraul
sau gaterul, din travertin sau marmura. Ele se utilizeaza la placarea zidurilor constructiilor
monumentale (gari, teatre, aeroporturi, etc), la placaje interioare (holuri, case de scara), sau la
pavaje exterioare (curti, trotuare) sau interioare (holurile teatrelor, biserici). Placile au fata vazuta de
forma geometrica regulata de dimensiuni variabile, in functie de destinatia placilor.
- Produse din piatra naturala pentru drumuri: sunt livrate sub forma de placi,
pavele, calupuri si borduri.
Pavelele sunt normale, de tip dobrogean-butise2 (18x12x13 cm), tip transilvanean
(17x17x13 cm), si abnorme cu dimensiuni ceva mai mici ca cele de tip dobrogean.
2 BUT'ISĂ, butise, s.f. Pavea de piatră, mai lungă decât pavelele obişnuite, folosită la încheierea pavajelor şi la obţinerea alternanţei regulate a rosturilor. - Din fr. boutisse.
a. Tip dobrogean b. Tip transilvanean
Fig. 1. Tipuri de produse din piatra naturala pentru drumuri (pavele)
Calapurile au forma cubica cu latura de 9 ±1 cm si greutatea de 1,7kg.
Bordurile sunt de trei tipuri:
- pentru incadrare: cu dimensiuni de 30x12x13 cm, 30x15x22cm si 30x18x18cm
- borduri de trotuare: cu dimensiuni de 50x35x25 cm, 50x25x25 cm, 40x20x25 cm,
30x18x25 cm, si 30x15x25cm.
- borduri speciale de forma curba pentru racordari.
2.Ceramica de zidarie
Cărămizile ridică numeroase probleme deoarece conţinutul de săruri preexistent în argilă
dictează o gamă variată de compoziţii şi proprietăţi la produsul ars.
Argila folosită la fabricarea cărămizilor, elimină o parte din aceste săruri prin ardere, restul
devine parte componentă a cărămizii. Argila conţine săruri solubile dintre care cea mai comună este
c. Pavaje din pavele abnorme
gipsul care la ardere trece în anhidrit. Sărurile rămase în compoziţie se dizolvă, datorită apei care se
ridică prin capilare în interiorul cărămizilor. Aceste săruri dizolvate precipită, în condiţii propice,
formând subflorescenţe sau eflorescenţe (fig.2). Presiunile de cristalizare, ce iau naştere în timpul
formării subflorescenţelor, determină întotdeauna dezagregări masive .
Depozitul de săruri din porii cărămizilor devine activ la lucrări de restaurare ce aduc un
aport de umezeală prin stratul de tencuială. Dar de cele mai multe ori, formarea eflorescenţelor se
desfăşoară ca proces spontan.
Figura 2. Eflorescenţe de săruri pe suprafaţa cărămizilor puse în operă la biserica
“Schimabrea la faţă”,Cluj
Concluzi i.
Umiditatea constitue condiţia esenţială ce favorizează dizolvarea –precipitarea sărurilor din
soluţiile care circulă prin porii materialelor de construcţii. Dizolvare gazelor în apă determină
formare de acizi care apoi atacă carbonaţii cu formare de săruri.
Mărirea volumului apei prin îngheţ devine de asemenea o sursă de stres mecanic ce dizlocă
granulele materialelor de construcţii, proces ce finalizează dezagregarea acestora.
Efectul activităţii biologice se suprapune peste cele amintite, generând minerale din grupa
oxalaţilor, sursă de presiuni mecanice soldate de asemenea cu dezagregarea materialelor puse în
operă.
3. Mortare
La reabilitarea monumentelor istorice se folosesc NUMAI mortarele traditionale pe baza de
var-nisip (cimentul este de evitat datorita nivelurilor ridicate de silicati, care se doresc a fi evitati
pentru a nu produce fenomene mai intense de degradare), datorita chimismului scazut.
S-a incercat o serie de analize a mortarelor traditionale folosite la constructiile istorice, dar
datorita vremii, factorilor climatici, si a multor altor fenomene prin care au trecut mortarele, nu s-a
putut stabili o compozitie exacta. De aceea, se prefera folosirea pastei de var in combinatie cu un
nisip de rau (cat mai uscat) cat mai fin, la care se adauga apa. Retetele folosite la reabilitare depind
in functie de firma de reabilitare ( pasta de var este inlocuita cu var praf, sau var stins in momentul
sau inainte de actiunea de reabilitare).
III. Fenomene De Degradare. Acţiunea Mediului Natural Şi
Uman Asupra Monumentelor
Înfăţişează cauzele degradării monumentelor legate de îmbătrânirea materialelor şi
şubrezirea structurilor de construcţie, de acţiunea devastatoare a forţelor naturii şi de intervenţiile
nefaste ale oamenilor.
În cursul vieţii lor îndelungate, monumentele suferă acţiunea permanentă, lentă dar
distructivă a factorilor naturali, cât şi a unor cataclisme accidentale, fenomene violente care le pot
ştirbi integritatea sau le pot pune în pericol chiar existenţa. La această acţiune a factorilor naturali se
asociază intervenţiile oamenilor.
Din punct de vedere al teorie generale şi a metodologiei restaurărilor, cunoaşterea cauzelor
care au determinat degradarea, distrugerea parţială sau totală are un rol important pentru aprecierea
stării unui monument din punct de vedere al rezistenţei, al modificărilor de structură şi expresie
suferite în decursul vremurilor, cât şi pentru stabilirea măsurilor preventive sau a unor intervenţii
directe în vederea stăvilirii procesului distructiv şi a înlăturării efectelor sale. Caracterul
intervenţiilor asupra unui monument, categoriile lucrărilor de restaurare la care se face apel,
specificarea cazului în sine sunt, adesea în mare măsură determinate de cauzele care au provocat
degradările.( Curinschi Vorona, Gh., 1996)
2.1 Cauzele care pot provoca degradările sunt:
A. Acţiunea permanentă a unor factori naturali:
1. Gravitaţia
2. Creşterea stratului vegetal
3. Agenţii atmosferici
4. Apele meteorice
5. Diferenţele de temperatură dintre zi şi noapte şi dintre anotimpuri
6. Vânturile, atmosfera viciată
7. Apele subterane
8. Factorii biologici (bacteriile, ciupercile, muşchii, lichenii, insectele)
B. Acţiunea accidentală, violentă a unor factori naturali: cutremurele, inundaţiile, uraganele,
trăsnetele
C. Deficienţele iniţiale de costrucţie (deficienţe de fundaţie, de arhitectură, ale structurii de
rezistenţă, etc)
D. Intervenţiile oamenilor constând în distrugerea unor clădiri sau modificarea lor sub aspect
funcţional, constructiv sau plastic
2.2 Studiu de caz: Cauzele de degradare observate la Palatul Bánffy (Muzeul de Arta
Cluj-Napoca)
A. Acţiunea permanentă a unor factori naturali:
- care au dus la formarea unui strat vegetal pe suprafaţa calcarului
- apele meteorice: care se infiltrează în interiorul materialelor de construcţie, cauzând
eroziunea şi coroziunea materialului
- diferenţele de temperatură
- vânturile: care transportă particule de praf, care se lipesc pe suprafaţa umedă a
materialului de construcţie, formând o peliculă de culoare neagră. De asemenea, din atmosferă mai
pot fi absorbiţi si anumiţi compuşi chimici (sulfiţi şi sulfaţi) care sunt transportaţi de vânt dinspre
furnalele fabricilor spre orasele învecinate, şi care la contactul cu suprafaţa umedă a materialului de
construcţie formează un strat numit „crustă neagră”, care poate avea efecte dăunătoare asupra
materialului de construcţie (Fig.3, 4).
Fig.3, 4. Crustă neagră prezentă în pasajul de la intrarea în Palatul Bánffy
- apele subterane care pot fi absorbite de porii materialului de construcţie aflat la
soclul clădirii, cauzând degradări la soclul monumentului
- bacteriile, ciupercile, muşchii şi lichenii apar în zonele umede şi mai umbrite ale
monumentului, şi pot provoca tensiuni în interiorul materialului de construcţie, cauzând exfolieri, şi
chiar desprinderi de material.
B. Intervenţia omului este o altă cauză, fiind datorată prin înlocuirea materialului de construcţie
alterat cu unu care are un chimism total diferit (intercalaţiile de cărămidă din soclul monumentului
care interacţionează cu calcarul şi apa, favorizând formarea sărurilor), sau prin instalarea unor
cabluri în curtea interioară a muzeului, deteriorând materialul de construcţie prin folosirea
instrumentelor de perforare a rocii.
Particularităţile cauzelor de alterare:
a) Acţinea permanentă a factorilor naturali:
- creşterea stratului vegetal duce la modificarea nivelului original de călcare al
edificilor. Această schimbare, intervenită în timp, are drept consecinţă modificarea proporţiilor
monumentelor. Revenirea la nivelul iniţial pretinde, adeseori, importante decapări de teren, iar în
cazul unor asamblări ale căror componente sunt distanţate cronologic, dificile operaţii de
sistematizare verticală.( Fig.5)
Fig.5. Stratul vegetal de la nivelul de călcare a clădirii
- apele de precipitaţie, de infiltraţie sau sub formă de umiditate atmosferică se
propagă prin capilaritate şi electroosmoză pe mari întinderi în masa materialelor. O dată cu apa
migrează, în sens unic, din interior către exterior, într-o formă solubilă, diferite săruri specifice
terenurilor sau materialelor prin care s-au scurs. Ajungând la suprafaţa materialelor, apa se evaporă,
iar sărurile cristalizează. (Fig.6)
Datorită creşterii volumului, cristalele aflate în pori acţionează ca o pană asupra stratului
superficial, provocând fenomenul de exfoliere sau eflorescenţă.
Fig.6 Exfolierea balustradei balconului din curtea interioară
Dezagregarea se produce în decursul anilor, mai întâi mai lent şi invizibil, apoi însă
devine bruscă.
Împreună cu fenomenul de îngheţ-dezgheţ, şi cu emanaţiile nocive ale oraşelor, au o puternică
acţiune distructivă asupra detaliilor tratate în relief, executate din cărămidă sau alt material de
construcţie care nu sunt protejate de învelitori (ex.: detaliile sculptate ale monumentelor
gotice( fiale, pinacluri, statui, ş.a.), care, ca urmare a fenomenului de dezagregare a rocii, îşi pierd în
timp conturul precis, dând impresia că au fost executate dintr-un material care se topeşte.
- diferenţele de temperatură dintre anotimpuri sau dintre zi şi noapte, îndeosebi în
climatele excesive, care provoacă îngheţul şi dezgheţul, modifică volumul apei infiltrate în masa
materialelor. Prin repetarea la intervale scurte a variaţiilor de volum are loc o acţiune mecanică, de
eroziune, favorizând acţiunea factorilor corozivi care provoacă modificările de natură fizico-
chimică.(Fig.7)
Atmosfera viciată cuprinde în special degajări nocive de bioxid şi trioxid de sulf care, în
combinaţie cu umiditatea atmosferică creează microparticule acide, deosebit de virulente.
Fiind extrem de mici, ele pătrund cu mare uşurinţă în masa materialelor, provocând
fenomenul de coroziune.
Fig.7 Exfolierea bordurii balconului din curtea interioară
- vânturile puternice produc eroziunea eoliană. În regiunile cu climat uscat, vântul
antrenează particule silicioase, sub formă de prafuri, degradând prin acţiune mecanică directă
parametrele expuse. Eroziunea eoliană, împreună cu apele meteorice favorizează manifestarea altor
factori corozivi.
- apele subterane: modificarea regimului apelor freatice, prin ridicarea şi coborârea
nivelurilor, este deosebit de dăunătoare pentru starea clădirilor. Ridicarea apelor freatice duce la
îmbibarea fundaţiilor cu apă, care, în asociaţie cu îngheţul provoacă degradări, micşorându-le
rezistenţa. (Fig.8)
Fig. 8. Exfolierea ornamentelor din cauza apelor subterane
- factorii biologici şi umezeala
● Bacteriile sunt de foarte multe ori cauza degradării unor elemente de
construcţie, în special a celor de rocă. Astfel, tiobacteriile oxidează sulful care se poate găsi în
umezeala atmosferică sau în apele care s-au ridicat în zidării prin ascensiune capilară. Ionii de SO3
şi SO4 produşi de această oxidare se combină ţu calciul din rocă, de unde rezultă sulfatul de calciu,
care cristalizează sub formă de ghips, degradând progresiv roca.
Ciupercile, muşchii şi lichenii, care se fixează pe suprafaţa rocii, cărămizii, a elementelor
ceramice, pe tencuieli sau pe lemn, pătrund, spre a se fixa în porii materialelor, şi provoacă
dislocări, la început superficiale, de natură mecanică, care pot favoriza acţiunea altor factori
corozivi. Muşchii şi lichenii dezvoltă însă şi acizi care intră în reacţie cu materialul. Deşi aceşti
acizi au o constantă de dislociere mică, acţiunea lor se face simţită în timp, în funcţie de rezistenţa
materialului asupra căruia acţionează.(Fig.9)
Fig. 9. Deteriorarea bordurii balconului din cauza lichenilor şi a muşchiilor
Arbuştii şi ierburile care se fixează pe ziduri şi la baza acestora se manifestă mai întâi printr-
o acţiune mecanică de dislocare, urmată de o reacţie chimică, asemănătoare cu cea provocată de
muşchi şi licheni.(Fig.10)
Fig.10. Iedera care a crescut lângă soclul clădirii
Insectele şi bacteriile se pot fixa pe roci, dezvoltând secreţii acide care atacă mai ales rocile
calcaroase. Canalele şi cuiburile pe care le sapă permit să se fixeze muşchi sau licheni, precum şi
pătrunderea apeiu, urmată de efectul variaţiilor de volum provocate de înghet-dezgheţ.
● Umezeala constantă creează un mediu favorabil pentru dezvoltarea
bacteriilor şi a ciupercilor care determină degradarea clădirilor. (Fig.11)
Fig.11. Umezala constantă datorată prezenţei burlanului în curtea interioară
Fierul utilizat în construcţii, ca material de învelitoare, pentru tiranţi, ancore sau măduve ale
unor coloane, sub acţiunea umezelii suferă procesul de coroziune sub forma specifică mediului
agresiv respectiv.(Tologea, S., 1976) Creşterea secţiunii pieselor de fier, ca urmare a ruginii, are
consecinţe distructive asupra zidurilor cu care acestea intră în contact, provocând fisuri, şi
desfacerea rosturilor. (Fig. 12,13)
Fig.12, 13. Bucăţi de fier folosite la construcţie
B. Intervenţii antropice
Intervenţia omului poate avea un efect devastator asupra materialului de construcţie, mai
ales prin montarea burlanelor sau a cablurilor, deoarece instumentele folosite la găurirea
materialului de construcţie produc microfisuri în interiorul materialului, microfisuri care sunt un
lăcaş „ideal” pentru apa care este captată în înterior, ducând în cele din urmă la măcinarea
materialului, şi chiar la exfolierea acestuia.
Un alt efect devastator îl are folosirea neadecvată a cimentului sau a altor materiale folosite
la reparare, care pot reacţiona cu apa de infiltraţie sau cu celalalte materiale de contrucţie, ducând la
cristalizarea sărurilor, sau la alterarea şi degradarea materialelor.
Un bun exemplu pentru aceste cazuri este curtea interoară, unde pot fi observate burlanele
montate necorespunzător, dar şi cum materialul s-a exfoliat în jurul burlanelor.(Fig.14,15)
Fig.14, 15. Burlanele din curtea interioară, şi exfolierile din jurul lor
Cărămizile şi cimentul folosite la repararea clădirii au reacţionat cu apa de
infilntraţie din sol, dar şi cu calcarul, rezultând cristalizarea sărurilor pe suprafaţa cărămizilor
(Fig.16), dar şi pe suprafaţa calcarului.(fig.17)
Fig. 16. Eflorescenţe de săruri pe cărămidă Fig.17. Eflorescenţe de săruri pe calcar
Fig.18. Cabluri montate de-a lungul balustradei Fig. 19. Cablu montat pe balustradă
Cablurile montate de-a lungul balustradei din curtea interioară reprezintă şi ele un bun
exemplu al deteriorării calcarului, prezentând exfolieri în jurul găurilor de montare a cablurilor.
(Fig.18, 19).
IV. Restaurarea/reabilitarea constructiilor
In functie de monumentul care urmeaza a fi restaurant, se stabilesc mai multe criterii de interventie.
1. Cartarea monumentelor
Cartarea monumentelor presupune numerotarea fiecarui element al cladirii (fiecare fragment
de material de constructie), mentionarea tipului de material (tip de calcar, tip de gresie), facand mai
intai o clasificare macroscopica a materialului (caracteristici stabilite macroscopic), urmand apoi a
fi facute analizele chimico-mineralogice adecvate pentru a stabili cu exactitate tipul de material, in
vederea determinarii unei arii sursa, in cazul in care se prevede inlocuirea materialului. (Fig. 20)
Fig. 20. Exemplu de cartare a monumentelor. Damage diagnosis and prediction, Tiziana Lombardo
2. Determinarea materialului de constructie
Dupa determinarile macroscopice ale tipului si caracteristicilor materialelor de constructie
urmeaza determinarile chimico-mineralogice. Aceste analize presupun :
- analize RX pentru a determina compozitia mineralogical a materialului
- sectiuni subtiri pentru a derermina compozitia mineralogica, precum si starea de
degradare a materialului.
In functie de fenomenele de degradare observate la monumente, se pot stabili si alte analize
pentru a determina compusii chimici care degradeaza materialul (compusi chimici poluanti,
compusi chimici ai materialului, precum si compusii chimici ai liantului), analize de ultrasunete
pentru a determina zonele afectate de microfisurile din reteaua materialului.
3. Procedee de reabilitare
Datorita lipsei unei bune legislatii de restaurare si conservare a monumentelor in Romania,
nu exista anumite standarde si norme care trebuie respectate, fiecare firma de restaurari avand
propria modalitate de a reabilita constructia.
Procedeele de reabilitare se stabilesc in functie de materialul de constructie, dar si de
fenomenul de degradare observat.
Spre exemplu:
- sarurile (pe calcar, caramida, lianti) se pot “spala” prin neutralizarea acestora solutii
chimice, in functie de rezultatul analizelor RX .
- crusta neagra, si patina se pot “curata” prin interventia pe suprafata materialului cu
aparate pe baza de laser, care “rad” partea afectata, lasand stratul imediat urmator, care nu este
“murdar”.
- substratul vegetal si microbian: se incearca mai intai uscarea zonei, prin ventilatii
puternice, si incercarea de a proteja zona de alte infiltratii.
- exfolierile si desprinderile de material pot fi evitate si ele prin inlaturarea umezelii,
si a suportilor metalici folositi la fixarea si montarea materialelor pe structura cladirii.
De asemenea, procedeele de reabilitare depind si de specialistii care efectueaza restaurarea,
unii fiind mai “agresivi”( curatand stratul de crusta neagra, patina, sau decolorarea prin actiunea
mecanica a picamarului sau a masinii de gaurit), altii abordand o modalitate mai “calma”, incercand
sa acopere insemnele de pe pereti cu un strat de var, sau chiar sa curete “mizeria” cu ajutorul unor
perii aspre metalice.
Pentru a preveni umezeala la fundatiile cladirilor, se folosesc materiale specifice de izolatie,
precum si aparatura destinata sa ventileze zona afectata (ex. Subsolul Casei Matei Corvin).
Materialele si aparatura folosita la prevenirea umiditatii depind si de tipul de pavaj folosit la
trotuarul care inconjoara cladirea.
V. Concluzie
In concluzie, am putut observa mai multe materiale care au fost folosite la construirea
monumentelor istorice, precum si scopul pentru care au fost construite monumentele.
Fenomenele de degradare depind de natura materialului, de perioada de exploatare (spre
exemplu, calcarele exploatate primavara sunt mai predispuse fenomenelor de degradare, datorita
umezelii materialului), precum si de liantul folosit. Bineinteles, si chimia mediului inconjurator
reprezinta un factor nociv pentru materialele de constructie folosite la monumentele istorice, in
special apele meteorice care sunt tot mai acide datorita poluarii, si care pot provoca reactii chimice
in interiorul materialului (gelifiatia, datorita transportului de apa prin microfisurile din interiorul
materialului), dar si la suprafata materialului, prin facilitarea reactiilor dintre material si liant, dar si
a reactiilor dintre material si a particulelor de praf, suspensii, si acizi chimici aflati in suspensie in
aerul din jurul monumentelor.
De asemenea, si apele subterane pot cauza degradari ale materialelor de constructie, in
special a materialului folosit la fundatia cladirii, dar si a celor din soclul cladirii. Umezeala
constanta poate favoriza si aparitia licheniilor si a altor microorganisme care pot cauza de asemenea
degradarea materialului de constructie.
Tipul de sol din jurul monumentului reprezinta un alt factor care poate cauza degradarea
monumentelor, deoarece, in functie de tipul de sol poate retine apa pentru o perioada mai mare de
timp, reprezentand o sursa de umezeala, dar poate si sa faciliteze propagarea vibratiilor care se
extind pana pe suprafata cladirii, cauzand fisuri de diferite dimensiuni, in functie de intensitatea
vibratiilor. Sursa vibratiilor pot fi cutremurele, care au intensitati destul de puternice pentru a cauza
prabusirea cladirilor, dar si trepidatiile induse de transportul auto, care, desi nu sunt prea puternice,
pot cauza fisuri in reteaua materialului, cauzand degradari ale caror efecte pot aparea in decursul
timpului.
De-a lungul timpului s-au incercat diverse metode de reabilitare si conservare a
monumentelor, insa metodele traditionale sunt cele care s-a observat ca sunt cele care nu produc in
timp prea multe degradari constructiilor. Aceste metode traditionale s-a transmis din pacate pe cale
orala, de la stramos la urmas, neramanand inscrise pentru a putea fi respectate cu exactitate, astfel
ca, metodele traditionale s-au transformat in metode „relativ” traditionale, in special si datorita
materialelor care sunt acum accesibile pentru restaurare.
Bibligrafie:
1. Curinschi Vorona, Gh., Arhitectură, Urbanism, Restaurare, Editura Tehnică, Bucureşti, 1996
2. Curinschi Vorona, Gh., Restaurarea Monumentelor, Editura Tehnică, Bucureşti, 1998
3. Dicţionar de artă. Forme, tehnici şi structuri artistice. A-M. Editura Meridiane, Bucureşti, 1995
4. Duca, V., Investigatii Petroarheometrice La Cateva Monumente Din Transilvania, Seria
Mineralogia Aplicată, Editura Arcadia Media, Cluj Napoca, 2010
5. Lombardo, T., Damage diagnosis and prediction. Erasmus IP 2008,Université Paris 12
6. Manea,. D., Materiale de constructii si chimie aplicata, Vol. II, Vol. III, Editura Mediamira,
Cluj-Napoca, 2007
7. Popister,I., Studiul petrografic al proceselor de alterare si degradare ale materialelor de
constructie puse in opera la Muzeul de Arta Cluj-Napoca, Lucrare de disertatie, Facultatea de
Biologie si Geologie, Universitatea Babes-Bolyai, Cluj-Napoca, 2008
8. Tologea, S. Probleme privind patologia şi terapeutica construcţiilor. Vol.1. Editura Tehnică
Bucureşti, 1976