Κριτήρια επιλογής υλικών και τεχνικών για την αποκατάσταση του υποστρώματος ιστορικών ψηφιδωτών

Abstract

The current principles and philosophy for the maintenance and restoration of the cultural heritage monuments require an integrated and documented knowledge for their constructive constituents, as well as for the damages they present. Since the damages and the reasons caused them are well recognized, then the main concern is to preserve the original aspect and the quality of the monument. This is done, if possible, with the use of the original technology, in order to assure the continuity with the past. Thus, the maintenance and restoration of the old mortars is one of the key aspects for correct construction and rehabilitation practice. In order to ensure correct restoration practice it is necessary to guarantee the physical, chemical and mechanical compatibility between rehabilitation mortars and the old mortars, regarding the original aspect, taking also into account the need for the reintegration to be reversible and easily recognized.The present PhD thesis, aiming to contribute in this concern, is focused to diagnose the damage phenomena appeared in ancient mosaic pavements, as well as to research on the original materials and technology used for their substrate construction. The target is to obtain the fundamental scientific data leading to development of criteria to be applied for the selection of the appropriate materials and methodology, ensuring the correct restoration and rehabilitation of the mosaic substrates.The approach of this target is accomplished by the research conducted in the present thesis. Firstly, the relative scientific literature was thoroughly reviewed. Then eight representative mosaic pavements were selected from the following six Greek archaeological sites, used as case studies: 1) Roman residence or public building (mosaic pavements α, β, γ) in the National Garden of Athens, 2) Ancient residence, in the area of “Dörpfeld excavations”, on the slopes of Pnyx at the east side of the pedestrian street of Apostolou Pavlou, 3) “Panas cave”, on the Pnyx slopes northwest of Acropolis, 4)“Kalliroe Fountain”, rock-carved cistern, on Apostolou Pavlou pedestrian street, on the lower slopes of the Pnyx, just beyond the sanctuary of Pan, 5) Mosaic pavement of a triple aisle early Christian basilica exhibited in the museum of Delphi, 6) Mosaic pavement from an ancient residence excavation on Akamantos street at Thissio.Subsequently, the integrated research is escalated in two steps. At first, the mosaic pavements were examined in situ by means of Non Destructive Techniques (NDTs) namely, Infra red Thermo (IRT), Ground Penetrating Radar (GPR) and Spectral Analysis of Surface Waves (SASW-Impact Echo). In the second step followed, mortar samples were collected from the mosaic substrates, wherever permitted, and investigated in the laboratory combining several analytical methods, such as (Digital Microscopy (DM), Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive X-rays Analysis (SEM-EDX), X-Ray Diffraction (XRD) and Thermogravimetry (TG-DTG). Conclusively, evaluating results derived from the research carried out in the present PhD thesis, an integrated and documented knowledge is achieved for the structural elements of mortars pavement substrates, revealing their original construction technique and the damages occurred. The scientific background obtained constitutes the key for the correct construction and rehabilitation practice. Finally, development of this background leads to the choice of the appropriate technique to maintain conservation practice and to select compatible restoration mortars, ensuring, a successful and sustainable restoration of the mosaic monuments.

Οι σύγχρονες αρχές και η φιλοσοφία της συντήρησης και προστασίας των μνημείων πολιτιστικής κληρονομιάς απαιτούν μια ολοκληρωμένη γνώση και τεκμηρίωση των δομικών στοιχείων τους και της φθοράς που παρουσιάζουν. Αφού διαγνωστούν οι φθορές και οι αιτίες που τις προκάλεσαν, κατόπιν, το ενδιαφέρον εστιάζεται στο να διασωθεί η αρχική όψη και ποιότητα του μνημείου, εάν είναι δυνατό με την αρχική τεχνολογία κατασκευής του, ώστε να εξασφαλιστεί η συνέχεια με το παρελθόν. Επομένως, η προστασία και συντήρηση των αρχαίων κονιαμάτων αποτελούν τις έννοιες κλειδί για τη σωστή πρακτική της κατασκευής και της αποκατάστασης των μνημείων. Οι σωστές εργασίες συντήρησης, πρέπει να εξασφαλίζουν τη φυσική-χημική και μηχανική συμβατότητα μεταξύ των κονιαμάτων αποκατάστασης και των αρχαίων κονιαμάτων. Ακόμη, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ότι η νέα ολοκλήρωση πρέπει να είναι αναστρέψιμη και εύκολα αναγνωρίσιμη. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι να διαγνώσει τα φαινόμενα φθοράς των αρχαίων ψηφιδωτών δαπέδου και να διερευνήσει την τεχνολογία κατασκευής των αρχικών υλικών του υποστρώματός τους. Ο στόχος είναι να αποκτηθεί το αναγκαίο επιστημονικό υπόβαθρο το οποίο θα οδηγήσει στη διαμόρφωση κριτηρίων για την επιλογή των κατάλληλων υλικών και μεθοδολογιών, που να εξασφαλίζουν τη επιτυχή συντήρηση και αποκατάσταση του υποστρώματος των ψηφιδωτών δαπέδου.Η επίτευξη του στόχου αυτού πραγματοποιείται με τη έρευνα που διεξάγεται στην παρούσα διατριβή. Στο πλαίσιο αυτό επιλέγονται να εξεταστούν διαφορετικές περιπτώσεις ψηφιδωτών δαπέδων που βρίσκονται κατά χώραν στη ρωμαϊκή οικία στον Εθνικό Κήπο της Αθήνας, στο “σπήλαιο του Πανός”, στην Κρήνη ‘Καλλιρρόη’ και στην οικία των ανασκαφών “Dörpfeld” στην περιοχή της Πνύκας. Καθώς, επίσης, το ψηφιδωτό δάπεδο σε εξωτερικό χώρο έκθεσης στο Νέο Μουσείο των Δελφών και το αποσπασμένο ψηφιδωτό δάπεδο οικίας από την ανασκαφή της οδού Ακάμαντος 24, στο Θησείο. Ακολουθεί η ολοκληρωμένη ερευνητική προσέγγιση, που περιλαμβάνει δύο στάδια. Το πρώτο, αφορά στην επιτόπου διερεύνηση των ψηφιδωτών δαπέδων με τις μη καταστρεπτικές μεθόδους της θερμογραφίας Υπερύθρου (IRT), του Γεωραντάρ (GPR) και των Μικροσεισμικών Επιφανειακών Κυμάτων και της ηχούς από κρούση (SASW-Impact Echo). Στη συνέχεια, όπου αυτό ήταν δυνατό, έγινε δειγματοληψία των αρχαίων κονιαμάτων, τα οποία μελετήθηκαν στο εργαστήριο με τις εξελιγμένες μεθόδους Ψηφιακής Μικροσκοπίας (DM), Ηλεκρονιακής Μικροσκοπίας Σάρωσης με Μικροαναλυτή (SEM-EDX), Περίθλασης Ακτίνων-Χ (XRD) και Θερμικής-Βαρυμετρικής Ανάλυσης (TG-DTG). Συμπερασματικά, αξιοποιώντας τα αποτελέσματα που προέκυψαν από την έρευνα που διεξήχθη στην παρούσα διδακτορική διατριβή, αποκομίζεται η ολοκληρωμένη και τεκμηριωμένη γνώση των δομικών στοιχείων του υποστρώματος των ψηφιδωτών δαπέδων, της τεχνολογίας κατασκευής τους και της φθοράς που παρουσιάζουν. Το επιστημονικό υπόβαθρο που επιτεύχθηκε αποτελεί το κλειδί για τη σωστή πρακτική της αποκατάστασης και διατήρησης των μνημείων. Τέλος, οδηγεί στην υπόδειξη για την κατάλληλη επέμβαση συντήρησης με την επιλογή συμβατών κονιαμάτων αποκατάστασης, εξασφαλίζοντας, στην επιστήμη και τεχνική της συντήρησης, την επιτυχή και μακρόχρονη αποκατάσταση των ιστορικών ψηφιδωτών μνημείων.