Секреты старения древесины

[Filippcha]

Сохранность памятников деревянного зодчества зависит от свойств древесины

Результаты многолетних исследований древесины, прошедшей эксплуатацию в течение десятков и сотен лет, например, деревянных конструкций старинных церквей, выявили неизвестную ранее закономерность: все свойства древесины с течением времени изменяются, но не прямо пропорционально времени, а циклично, по кривой, близкой к синусоиде. Для хвойных пород дерева цикл составляет 200 лет, для лиственных — 270 лет. На восходящих ветвях синусоиды все показатели свойств древесины увеличиваются по абсолютной величине, и она темнеет, на нисходящих — уменьшаются и древесина светлеет.

Обнаруженные закономерности дают возможность решать такие задачи, как например, датирование возраста древесины неразрушающими методами.

Существующие методы датирования либо дают невысокую точность (радиоуглеродный метод), либо требуют наличия очень крупных образцов (дендрохронология), либо очень дороги (радиоуглеродный метод, совмещенный с масс-спектрометрией).

Новые методы позволяют определять год рубки древесины с точностью до 10 лет. Это дает возможность атрибутировать неизвестные и неопределенно датированные изделия; решать спорные задачи; распознавать подделки; определять подлинность произведений и возможный круг авторов; резко сокращать временной диапазон поиска архивных документов; определять время ранее проводившихся ремонтных работ; решать вопросы криминалистики и таможенные проблемы, связанные с хищениями и необоснованным вывозом за рубеж художественных ценностей; оценивать рейтинг искусствоведов; прогнозировать свойства древесины на многие годы вперед и т.п.

Выявленные закономерности позволяют сократить обследование деревянных сооружений во много раз. Так, бригада из пяти человек оценила (выборочно) состояние Преображенской церкви в Кижах за четыре года, а используя вновь полученные данные, один человек сможет выполнить эту работу за три-четыре месяца, причем будут обследованы все элементы без исключения.

Общая закономерность временных изменений всех свойств древесины позволит решать в дальнейшем и другую задачу: не проводя никаких анализов, лишь по одному-двум легко определяемым показателям оценивать любую нужную характеристику материала, используя график, показанный на рисунке как номограмму. Эту задачу можно решить еще быстрее. Поскольку каждому возрасту древесины соответствует ее определенный цвет, то, зная хронологическую динамику изменения цвета, можно визуально с достаточно высокой точностью датировать древесину. После этого, обратившись к графику, можно узнать о древесине все что угодно, т.е. можно говорить о методике экспресс-диагностики памятников.

В связи с полученными данными стало возможно выяснить, в какие периоды существования памятника с ним могут происходить какие-либо катаклизмы. Анализ показал, что отклонения памятников от вертикали, их обрушение, поражения насекомыми, грибами и даже пожары происходят преимущественно тогда, когда показатели свойств древесины принимают минимальные значения, т.е. находятся в нижней части графика, показанного на рисунке.




Это означает, что памятнику далеко не всегда нужна помощь. Если все показатели свойств древесины максимальны и находятся в верхней части синусоиды, древесина сама способна противостоять обрушениям, огню, биопоражениям и природным катастрофам. Если же прочность, жесткость био- и огнестойкость древесины минимальны, требуется принять меры по ее укреплению и защите. Однако для того чтобы узнать, когда древесине требуется помощь, необходимо ее датировать. Вот почему датирование должно стать обязательным для всех деревянных конструкций. Кстати, эти данные могут с успехом использовать службы МЧС для прогнозирования пожаростойкости деревянных сооружений.

Таким образом, оказывается, что в течение одного столетия два-три поколения людей должны заботиться только об охране и грозозащите какого-либо конкретного памятника, а два-три следующих поколения людей должны принимать меры, обеспечивающие его конструктивную целостность, а также защиту от биопоражений и огня.

Из полученных данных следует и новая концепция реставрации памятников деревянного зодчества.

Во многих деревянных памятниках существуют более поздние вставки, которыми в разные годы заменялись разрушенные элементы. Но материалы вставок и основы имеют сильно различающиеся коэффициенты усушки и разбухания, различные показатели жесткости, прочности и огнебиостойкости. Это значит, что при изменении влажности среды вставки и основа изменяют свои размеры и объемы по-разному, в них возникают дополнительные и нежелательные напряжения и деформации, которые раскачивают памятник и со временем могут привести к его обрушению. Кроме того, поздние вставки потенциально опасны, т.к. они значительно хуже несут механические нагрузки, легко заполняются биоагентами и не противостоят огню.

Чтобы исключить названные негативные явления, следует изымать из памятников эти вставки и заменять их равноценным основе материалом, имеющим близкую к основе плотность и находящимся на параллельной ветви синусоиды (см. рис.1). Если древесина основы находится на восходящей ветви синусоиды, то к ней следует подбирать материал, находящийся также на восходящей ветви графика, но на 200 лет моложе. Этот принцип справедлив и для материалов, находящихся на стадиях нисходящих ветвей синусоиды. Поскольку изменение свойств древесины на параллельных ветвях синусоиды происходит синхронно, то негативные проявления будут сняты.

Совершенно исключается использование для реставрации деревянных памятников вставок из современной древесины. Уже доказано, что современная и старая древесина несовместимы.

Механизм старения древесины в настоящее время достаточно хорошо изучен, основу его составляет процесс гидролиза. О необходимости разработки методов искусственного старения древесины специалисты говорят с 1979 года. Это необходимо всем музеям деревянного зодчества, всем реставраторам, чтобы восполнять утраченные фрагменты памятников равноценным материалом, но для решения этой задачи требуется база, оборудование и финансирование. Были публикации в печати, были решения конференций, в которых специалисты обращались в Министерство культуры с просьбой о финансировании этих работ, но, к сожалению, наши просьбы остались незамеченными.

Методики искусственного старения древесины нужны не только для восполнения утраченных фрагментов памятников. Они могут использоваться для производства высококачественных музыкальных инструментов, поскольку общеизвестно, что у старой древесины акустические характеристики лучше, чем у новой. Кроме того, состаренную древесину можно использовать для ускоренного созревания коньячных спиртов и отказаться при этом от использования дорогостоящих дубовых бочек.

Методики старения древесины дадут возможность отказаться во многих случаях от использования высокосортной древесины, т.к. при старении свойства разных сортов дерева выравниваются, т.е., развивая эти работы, можно не только обеспечивать потребности предприятий различных отраслей, но и получать прибыль. Жаль, что эти возможности до сих пор остаются невостребованными.

[Леший]

Здравствуйте. Очень заинтересовала эта тема. Скажите пожалуйсто где можно достать болше информации об старении древесины?

[Лесниченко]

Но ведь дерево и так само по себе красиво.