Цель данного проекта: изучение истории использования , значения и целесообразности применения природного камня в архитектуре Санкт- Петербурга. В условиях школьного кабинета были проделаны опыты, подтвердившие карбонатный состав мрамора и известняка.
Вложение | Размер |
---|---|
История использования природного камня при строительстве Санк-Петербурга | 806.06 КБ |
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Киришская средняя общеобразовательная школа №1»
г. Кириши Ленинградской области
Каменное убранство Санкт-Петербурга
проектно-исследовательская работа по химии
выполнила
Зернова Полина
Ученица 8 А класса
Руководитель
Стефанова Е.А.
Учитель химии
Кириши – 2016.
Оглавление
Стр.
Введение
Природный камень можно назвать первым полезным ископаемым, которое использовал человек. Наши далекие предки прекрасно разбирались в разнообразных горных породах и минералах, выбирая только те, которые были лучшим материалом для изготовления орудий труда и охоты. Но и не меньшая роль принадлежит камню как строительному материалу. Без него не обойтись при строительстве зданий, набережных, мостов. А когда зданию хотят придать красивый внешний вид и долговечность, его облицовывают, то есть покрывают каменными одеждами.
Несмотря на то, что сейчас появились новые искусственные строительные материалы, природный камень не будет полностью заменен. Он придает неповторимость и выразительность архитектурному облику. Строительство Северной столицы России – Санкт-Петербурга изначально планировалось Петром I как каменного города. Рассматривая улицы этого города, памятники и набережные, сады и фонтаны, погружаешься в историю камня и разнообразные архитектурные стили.
Цель данного проекта: изучение истории использования , значения и целесообразности применения природного камня в архитектуре Санкт- Петербурга
Задачи:
Объект исследования: деятельность архитекторов, строителей, камнерезчиков, геологов при строительстве города на Неве
Предмет исследования: что было сделано для добычи и транспортировки природного камня от месторождений до строительной площадки, состояние разработок, карьеров в сегодняшнее время
Методы исследования: изучение источников информации, сравнительный анализ и синтез информации, эксперимент, наблюдение, описание
Так начинался город…
Эпопея создания Петербурга - нечто беспримерное в истории не только России, но и всей мировой цивилизации. Когда Петр окончательно решил построить новую столицу на берегах Невы, чтобы разом покончить с консервативными традициями многовековой Москвы, он заложил на Заячьем острове крепость. Эта дата закладки крепости 16 мая 1703 года - стала считаться днем основания Петербурга.
Строился Петербург с таким подъемом, с такой невиданной концентрацией сил, что трудно найти аналогии, по крайней мере, в истории России. Масштаб развернувшихся работ был поистине гигантский. По всей Руси Петр ввел запрет на деревянное строительство. Всякий приезжавший в Петербург был обязан вести с собой определенное количество камней(10-30 камней (в зависимости от величины судна) всем приходящим в город судам (каждый весом не менее 30 кг) и по 3 камня всем приезжающим возам (от 15 до 20 кг каждый) или же заплатить налог. Огромная стройка росла не по дням, а по часам. И уже вскоре начали вырисовываться первые контуры будущего города.
Строительство началось с Васильевского острова. Архитектор Леблон планировал город как морской порт, нечто в духе любимого Петром Амстердама или наподобие Венеции - вдоль улиц прорыли каналы, по которым суда стали подходить из гавани под разгрузку. Однако очень скоро выяснилось, что для суровой северной природы Петербурга надо искать какие-то иные решения, отличные от венецианских (несмотря на это, Петербург нередко называют "Северной Венецией"). Тем не менее, Васильевский остров, наряду с Петроградской стороной, стал местом, откуда развивался город.
Дворец Меньшикова - ближайшего сподвижника Петра, вознесенного им из народных низов, здание Двенадцати коллегий (ныне университет), Кунсткамера - все эти впечатляющие архитектурные памятники, заложенные в первые годы создания Петербурга, стали формировать облик города.
По соседству с Петропавловской крепостью находится первый деревянный домик Петра, срубленный для него за три дня. Он поражает, прежде всего, своей скромностью, давая наглядное представление о том, как неприхотлив был в быту основатель Петербурга.
Каменный Летний дворец Петра I из известняка был построен позже на противоположном берегу Невы. Но, пожалуй, даже более интересен роскошный Летний сад. Сперва он засаживался только однолетними цветами, то есть "летником", откуда и получил свое название. Это не очень большой, но отличающийся замечательным благородством пропорций сад был распланирован самим царем. Очень удачным оказалось решение Петра украсить его классическими статуями из мрамора. К 1725 году в Летнем саде было установлено более ста бюстов и статуй, к 1736 году их было уже более двухсот. Их авторами являются такие скульпторы, как Д. Бонацца, П. Баратта, А. Тарсиа, Д. Зорзони, А. Корсини и многие другие итальянские мастера. Зимой статуи укрывали специальными холщевыми мешками.
Фонтаны в Летнем саде начали появляться в 1706 году, стали первыми в России. Они создавались в разное время по проектам русских и зарубежных мастеров. Их отделывали мрамором, пудостским камнем, тосненской плитой, ракушечником и туфом. Пленительный Летний сад - одно из любимых мест прогулок жителей города, о чем писал еще Пушкин.
Однако при всех потрясающих успехах Петра в строительстве города далеко не все шло так гладко. Грандиозные свершения давались огромным трудом и многочисленными жертвами. На гигантскую стройку были свезены десятки тысяч рабочих, и многих из них от непосильного труда и гнилого климата так и сгинули в прибалтийских болотах - недаром издавна бытует выражение, что "город стоит на костях". Петр действовал, где примером, где умом, а где настойчивостью и силой. Все при Петре складывалось из резких контрастов.
И Петр, заложивший основы не только Петербурга, но и новой России, навсегда остался в памяти как Петр Великий, как создатель Российской империи, мощно, решительно и властно повернувший страну в сторону динамичного, быстрого развития по стопам крупнейших европейских держав. Именно таким он запечатлен в памятнике, стоящем у Невы напротив Васильевского острова. "Медный всадник" - блестящее творение Фальконе - стал из главных символов города.
Мраморы.
Поверхность мрамора блестит на изломе — отсюда и название мрамора: латинское marmor и греческое «мармарос» означают блестящий камень. Михаил Васильевич Ломоносов первым из наших соотечественников поменял местами вторую и третью буквы: мармор превратился в мрамор.
Мрамор — метаморфическая горная порода, формирующаяся из осадочных пород под влиянием высокой температуры и давления, по составу почти мономинеральная. Любой мрамор состоит из зерен кальцита СаСО3, иногда с примесью доломита СаСО3 • МgСО3. А разница в цвете и рисунке обусловлена составом и количеством включений: гематита и лимонита (розовый, красный, бурый мрамор), хлорита и амфибола (зеленый), минералов железа (желтый, так называемый «руинный мрамор»), графита и битуминозных веществ (серый, черный). Мрамор умеренно тверд, достаточно прочен и красив, хорошо полируется.
В России долго не находили месторождений высокосортного мрамора.
В XVIII в. ближайшее к Петербургу место, где он имелся, располагалось в окрестностях города Сортавала, относившегося к финской части Швеции. Там для Петербурга добывали два вида мрамора – рускеальскиий и ювенский. В конце XVIII в. стал поступать мрамор из открытых и освоенных тогда месторождений у Полевской дачи и из нескольких других мест Урала, но он употреблялся только для интерьеров. В это же время в Карелии, у северного окончания Онежского озера, начали добывать тивдийский мрамор разной окраски. Экзотическим декоративным материалом является зеленый мрамор.
Рускеальский мрамор. Разрабатывался в нескольких карьерах в окрестностях села Рускеала. Мраморная толща смята в складки и состоит из пластов разного состава и строения. Имеется несколько видов декоративного камня. Наиболее распространен белый мрамор с многочисленными включениями желтых и зеленых минералов. Он использован в наружной облицовке стен Исаакиевского собора (цвет камня при реставрации 2000-х гг. утрачен). Имеется черно-белый полосчатый мрамор. Из него собраны колонны портика дома Мятлевых на Исаакиевской площади. Встречается совершенно особый сильно минерализованный мрамор (по-геологически – кальцифир). Рустами этого камня облицована нижняя часть стены дома Кушелева-Безбородко на Гагаринской ул., 3.
Сейчас рускеальский мрамор не разрабатывается. Главный карьер музеефицирован. Он активно посещается. Поездку туда легко совершить на поезде до Сортавалы или по прекрасному шоссе на своем автомобиле. В организации экскурсии может помочь Республиканский музей Северного Приладожья в городе Сортавала.
Ювенский мрамор добывался вблизи Сортавалы, на маленьком ладожском островке у села Иоенсу, недалеко от устья порожистой реки Янисъйоки. Этот редкий сорт декоративного, резко полосчатого черно-белого камня можно увидеть на Миллионной улице, 22, в колоннах портика и вестибюля дома Апраксина.
Тивдийский мрамор. Многоцветный мрамор – белый, розовый, вишнево-красный, сплошной, пятнистый, полосчатый, прожилковый. Лучше всего всмотреться в буйство его узоров и цвета в отделке зала императора Александра III в Этнографическом музее.
Зеленый мрамор. Очень редкий в фасадах Петербурга камень. Из него вырезаны, например, две мемориальные плиты в наружных стенных нишах Пантелеймоновской церкви. Зеленый мрамор имеет окраску разных оттенков, он пронизан белыми или ржавыми по цвету жилками других минералов.
Мраморный дворец сооружен в 1768 – 85 годах архитектором А.Ринальди для графа Г.Г.Орлова, который умер до завершения строительства. Дворец был выкуплен в казну и переходит к великому князю Константину Павловичу. Стиль дворца – классицизм. Окна всех фасадов обработаны наличником из серого мрамора, пилястры выполнены из розового тивдийского мрамора, декоративные гирлянды – из белого уральского мрамора. Цокольный этаж облицован выборгским розовым гранитом.
В естественных условиях средняя долговечность поверхности мрамора составляет 450 лет, однако первые признаки разрушения заметны уже через 150 лет. Конечно, все зависит от условий, в которых находится материал.
Влажность влияет на скорость разрушения камня особенно сильно (а это особенность Петербургского климата). Влага, заполняя микротрещины и пустоты, делает камень пористым, изменяя его поверхность. Особенно вредны растворенные в воде кислотные оксиды (состав дымовых газов), превращаясь в кислоты, они разрушают поверхность, заменяя мрамор на известняк.
В 1986 году Ленгорисполком принял решение о замене мраморных статуй Летнего сада копиями. Обновленный после реставрации сад открылся в 2012 году. С оригиналов снимали силиконовые копии. Методом литья получали «двойника». В качестве наполнителя использовалась мраморная крошка, скрепленная полиэфирными смолами. Полученный материал отличается прочностью и морозостойкостью.
Граниты.
Гранит представляет собой магматическую горную породу, богатую кремнезёмом и состоящую из калиевого полевого шпата (ортоклаза, микроклина), кислого плагиоклаза (альбита, олигоклаза), кварца, а также слюды (биотита или мусковита), амфибола и редко пироксена. Гранит, как правило, обладает кристаллически-зернистой структурой.
Их много разных, розовых и серых; в старом Петербурге абсолютно преобладали первые, а серые граниты (финский морской и сердобольский) использовались по правилу контраста как цветовое дополнение к розовым гранитам или штукатурке стен. На рубеже XIX–XX вв. серые граниты (ништадтский и др.) стали применяться в полной облицовке фасадов. Ниже описание гранитов дано примерно в хронологической последовательности их появления в Петербурге.
Розовый финский морской гранит – это типичный камень времен классицизма в архитектуре Петербурга. Он имеет равномерное массивное сложение и сплошь состоит из крупных (от 3 до 7 см) округлых или эллипсовидных кристаллов микроклина и рассеянных между ними зерен кварца и темноцветных минералов. Добывался в основном на территории современной Финляндии у деревни Виролахти у города Хамина (финск.), или Фридрихсгама (шведск.), и частично – в районе парка Монрепо под Выборгом (раньше это тоже была Финляндия). Есть разновидности со светлыми каймами вокруг кристаллов микроклина, их добывали в карьерах Питерлакса у города Хамина и называют питерлитом. Типичный пример – фуст Александровской колонны. Разновидности с малым числом таких кайм или вовсе без них называют выборгитом. Типичный пример – колонны Исаакиевского собора. Его плитами покрыты тротуары, им облицованы набережные и из него же изготовлены их парапеты, он использован в постаментах большинства памятников и монументов старого Петербурга. Теперь этот неповторимый по рисунку и окраске гранит заменяется при реставрационных работах, к сожалению, совсем иными породами гранита из других месторождений, так как финский гранит находится хотя и рядом, но все же за границей. Это ведет к искажению, а порой и к утрате общего колорита реставрируемых объектов.
Серый финский гранит рапакиви. По строению это полный аналог розового финского морского гранита. Типичный пример – плиты в обкладке постамента Ростральных колонн и цокольной части здания Главного штаба на Дворцовой площади (только его крыла, протянувшегося в сторону Невского проспекта), колонны портика дворца Кочубея на Почтамтской улице, 8. Имеются все промежуточные по цвету разновидности этого гранита, от светло-серых и белесых до розовых. Добывался, видимо, на нынешней территории Финляндии. Места его добычи историками Петербурга забыты.
Гранит камня Гром (основание «Медного всадника») историки города и искусствоведы называют рапакиви. Но он имеет иное сложение и состав, нежели розовый финский морской гранит. Природа камня в этом громадном ледниковом валуне никем не изучена. Если когда-нибудь придется делать «заплаты», то вставки из розового финского морского гранита будут выглядеть как лоскуты другой ткани.
Сердобольский гранит. Камень серый, темно-серый, черно-серый массивного или полосчатого сложения. Варьирует по виду даже в одном архитектурном объекте. «Гранит» в отношении этого камня – чисто условное название, т. к. кварца в нем нет или почти нет. Его начали привозить в Петербург с 1740-х гг. Добывался в Великом княжестве Финляндском, на побережье и островах Ладожского озера в окрестностях г. Сортавала (по-старому – Сердоболя). Его доставляли в баржах по Ладоге. Он употреблялся сначала только для кладки фундаментов. С 1760-х гг. его используют в монументах, скульптуре, декоре зданий. Примеры – постамент и стела Румянцевского обелиска, Невские ворота Петропавловской крепости, атланты Нового Эрмитажа, две колонны Ники на Конногвардейском бульваре, облицовочные блоки высокого цоколя Михайловского (Инженерного) замка, колонны в залах и на Посольской лестнице в Государственном Эрмитаже.
Монастырский розовый гранит. Единственный пример в Петербурге – нижняя часть постамента под памятником Екатерине II. Добывался валаамскими монахами на острове Путсаари в архипелаге у Лахденпохьи на Ладоге.
Валаамский розовый гранит имеет мелкозернистое, чуть струйчатое (по-геологически – гнейсовидное) сложение. Он добывался и добывается сейчас не на Валааме, а на маленьком ладожском острове Сюскюянсаари (остров Св. Германа, по-старому), к западу от города Питкяранта. Назван валаамским, так как добывался монахами этого монастыря на его вотчинной земле. Из него вытесан громадный монолитный пьедестал памятника Александру III, стоявшего до 1937 г. перед Московским вокзалом.
Гангутский розовый гранит имеет такое же строение и цвет, как и валаамский. С трудом отличается от него по небольшим кучным мелкозернистым скоплениям черных минералов. Добывался на полуострове Ханко (Гангут) на берегу Ботнического залива. Типичный пример – дом Спиридонова (Дом малютки) на улице Фурштатской, 58. В литературе о городе много путаницы в атрибуции гранита в качестве валаамского или гангутского.
Ништадтский гранит. Тоже поступал из Финляндии, от города Ништадт (шведск.), или Уусикаупунки (финск.), на берегу Ботнического залива. Им облицован весь фасад Русского торгово-промышленного банка на Большой Морской улице, 15.
Гранит «Антреа». Привозился с конца XIX в. с Вуоксы от города Антреа в Финляндии (теперь это город Каменногорск в Ленинградской области). Был розового и серого цвета. Первым облицован фасад гостиницы «Астория». Из второго сделан портал с глубокой нишей как часть памятника А.И. Куинджи (находится в Некрополе мастеров искусств Государственного музея городской скульптуры).
Известняковая плита.
Известняк - осадочная карбонатная горная порода, состоящая в основном из кальцита или кальцитовых скелетных остатков организмов. Чаще всего это плотные породы с незаметным невооруженным глазом кристаллическим строением. Окраска изменчива и зависит от примесей. Чистые известняки белые. Органическое вещество и глинистый материал могут придать им серый или даже черный цвет бурая и красноватая окраска связана с оксидами железа. Но черта, оставленная известняком на любой твердой породе всегда белая. От капли любой кислоты известняк вскипает. Твердость известняков средняя, они легко царапаются стальным ножом. Обычно известняки слагают мощные пласты
Основным строительным и облицовочным природным камнем в Санкт-Петербурге всегда был плитчатый известняк из карьеров Путиловской горы у впадения Волхова в Ладожское озеро. Он добывался также в каменоломнях на реках Тосне, Ижоре и Волхове. Им облицованы снизу стены почти всех старых зданий, из него вырезали лестничные ступени, плиты для подоконников и полов. Им же мостили тротуары. Но камень для каждой цели использовался только из нескольких определенных пластов в общей толще известняка, все остальное выбрасывали как абсолютно непригодное. Известняковую плиту, чтобы она служила долго и верно, надо укладывать только горизонтально — так можно избежать попадания воды в слоистую структуру. Нельзя долго хранить плиты под открытым небом, без укрытия. В былые времена камень заготавливали зимой и на санях свозили в Нижнюю Шельдиху (нынче название пишется "Шальдиха"), к Староладожскому каналу, чтобы с открытием навигации увозить на стройки. Его специально накрывали и укутывали, защищая от губительных осадков. Из других наиболее известных карьеров строительного известняка можно назвать Парицкий — его камень широко использовали в Гатчине. Гатчинский дворец, башня Приоратского дворца, мосты в парке, лютеранская киркха и многие другие здания выстроены из этого камня или облицованы им.
Известны карьеры и в районе станции Саблино.
Сейчас добывается и продается все подряд. Лучший пример обновленной недавно путиловской плиты – цокольная часть стены дома 3 на Конногвардейском бульваре.
Известковый туф, или травертин
Это особая сильнопористая, неплотная и непрочная разновидность известняка, ее другое название – травертин. Камень отлагается в виде натеков и пластов из вод карстового происхождения там, где они истекают из толщи известняка, то есть в трещинах и на стенках пещер и обрывов, на дне лагун и озер. Под Петербургом этот камень добывался на речке Пудость(Ижоры) у Гатчины. Из круглых болванок пудостского собраны наружные колонны Казанского собора. Из него же изваяны скульптурные группы у главного въезда во двор Адмиралтейства, скульптура Невы и других рек у Ростральных колонн на стрелке Васильевского острова. Он плохо поддается консервации и реставрации.
Мраморизованные известняки. С конца XVIII в. в Санкт-Петербург поступает мраморизованный известняк из Прибалтики. Сначала его добывали под Ревелем (Таллином), в окрестностях хутора Васалемма, на острове Эзель (Сааремаа); камень так и назывался – ревельским, васалеммским, эзельским известняком. С середины XIX в. стали разрабатывать известняк у мызы Кирна вблизи Ревеля, его называли кирновским камнем. Из него высечены, например, капители, колонны, вазы на фасаде Нового Эрмитажа и цоколь его портика. Из васалеммского известняка выполнены, в частности, сложные архитектурные детали фасада дома на Малой Морской улице, 14. Много известняка шло на изготовление ступеней, балюстрад, тротуарных плит.
Эксперимент
Цель: Спланировать и осуществить безопасный эксперимент с применением некоторых пород, используемых в строительстве (мрамор, известняк, гранит).
Реактивы: HCl раствор, вода, раствор фенолфталеина
Оборудование:, лабораторные весы, пипетки, спиртовка, щипцы.
Техника безопасности: при работе с растворами кислоты не допускалось попадание вещества на кожу, при рассмотрении цвета пламени при внесении вещества использовались щипцы.
Там, куда упала капля, заметно энергичное вскипание ( рисунок 1, приложение 4). При внесении кусочек мела с «кипящей» каплей в пламя спиртовки пламя окрасилось в красивый красный цвет. Это явление известное: кальций, входящий в состав мела, делает пламя красным. Но зачем кислота? Она, реагируя с мелом, образует растворимый хлорид кальция CaCl2 , его брызги уносятся газами и попадают непосредственно в пламя — от этого опыт становится эффектнее.
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
Для того, чтобы повысить температуру пламени для обжига продували ток воздуха чрез резиновую грушу. Обожженные кусочки положили в чашку для выпаривания. На то место, которое было накалено, капнули водой. Раздалось шипение, вся вода поглотилась, а прокаленный участок рассыпался в порошок. Этот порошок — гашеная известь Са(ОН)2( рисунок 2, приложение 4)
Добавили воды побольше и капнули раствор фенолфталеина. Вода в чашке стала малиновой; значит, гашеная известь образует щелочной раствор.
CaCO3 = CaO + CO2
CaO + H2O = Ca(OH)2
Три кусочка породы взвесили на лабораторных весах и поместили в чашки с водой до полного погружения. Оставили на 17,5 часа. Результаты взвешивания после намокания занесли в таблицу
Название породы | Первоначальная масса образца | Масса после вымачивания |
Мрамор | 129 г | 129 г |
Известняк | 150 г | 169,2 г |
Гранит | 166 г | 166 г |
При внесении известняка в воду сразу же было заметно, что это пористый материал, так как на поверхности образовалось большое количество пузырьков воздуха. На мраморе таких пузырьков было меньще, что связано с его большей плотностью. (рисунок 3, приложение 4) Только известняк поменял массу, впитав воду. При этом он оставался твердым, не рассыпался.
Выводы:
В условиях школьного кабинета были проделаны описанные выше опыты, которые подтвердили карбонатный состав мрамора и известняка, особенности структуры породы, связанной с их происхождением.
Заключение
В процессе работы по теме проекта я познакомилась с историческими материалами, связанными с началом строительства города Санкт-Петербурга. Убедилась, что природный камень добывался в ближайших окрестностях города и на Карельском перешейке. Новый карьер у села Путилова продолжает добычу известняковых плит, но в меньших объемах.
В настоящее время многие из исторических карьеров заброшены, превращены в музей под открытым небом (Рускеала- мраморный карьер). Добыча мрамора стала невозможна. Взрывные работы с целью ускорить процесс добычи мрамора привели к тому, что мрамор разбит трещинами, карьер забросили
Известняки перестали применяться в промышленном масштабе, а часто используются неправильно. Раньше, когда этот материал был очень популярен, строители учитывали точное деление на слои ( до 13 сортов), зная их особенности, что требовало от мастеров опыта и времени. Ручное выламывание плит позволяло получать крупные массивы и не разрушать породу.
В условиях школьного кабинета были проделаны описанные выше опыты, которые подтвердили карбонатный состав мрамора и известняка, особенности структуры породы, связанной с их происхождением.
Приложение 1. Тивдийский мрамор
Мраморный дворец Верстовые столбы
Царскосельской дороги
Михайловский замок
Зал Александра III в Этнографическом музее
Приложение 2. Известняки и известковый туф (травертин)
Гатчинский дворец
Приоратский дворец в Гатчине Колонны Казанского собора
Приложение 3. Гранит
Колонны Исакиевского собора фуст Александрийской столба
Сердобольский гранит
Приложение 4.
Рисунок 1. Действие на мрамор и известняк раствора соляной кислоты.
Рисунок 2. Прокаливание мела в пламени спиртовки
Рисунок 3. Впитывание воды мрамором, известняком, гранитом.
Список используемых источников
Военная хитрость
Чья проталина?
О чем поет Шотландская волынка?
Лиса-охотница
Рисуем пшеничное поле гуашью