Learning from the Past: Creating Reliable Replicas for Wall Painting Conservation Studies

Før nye materialer og metoder tages i brug inden for konservering af kulturarvsgenstande, er det normal procedure først at efterprøve materialerne og metoderne på replikaer af de pågældende kulturarvsgenstande. Ved at benytte replikaer er det muligt at undersøge de nye materialer og metoders egenskaber og eventuelle skadelige virkninger i et kontrolleret miljø – helt uden risiko for de originale genstande. Det er dog essentielt for disse undersøgelsers relevans, at replikaerne har samme fysiske og kemiske egenskaber som de kulturarvsgenstande, de simulerer. Dette er især vigtigt, hvis man beskæftiger sig med porøse genstande såsom vægmalerier. I sådanne tilfælde har genstandens fysiske egenskaber, som for eksempel dens vandsugningsevne, en signifikant betydning for de resultater, der opnås ved konserveringsbehandlinger som eksempelvis afrensning og afsaltning.

Hovedformålet med denne ph.d.-afhandling er at vise, hvorfor brugen af akkurate puds-replikaer er af største vigtighed for forskningen inden for vægmalerikonservering og tager udgangspunkt i den hvidtekalkede kalkpuds, der danner bund for de gotiske kalkmalerier i danske middelalderkirker. Afhandlingen er opdelt i tre sektioner. DEL I omfatter dels en undersøgelse af dansk, gotisk kalkpuds, dels et studie af hvorvidt det er muligt at genskabe den meget kalkrige middelalderpuds og dels en undersøgelse af ny-producerede replikaers mikrostrukturelle lighed med middelalderpuds (Artikel I-II). DEL II undersøger replikaernes vandopsugningsevner i forhold til middelalderpudsen. På baggrund af målinger af vandabsorptionshastighed granskes betydningen af henholdsvis bindemiddel/aggregat ratioen og hvidtekalken for replikaernes kapillære egenskaber (Artikel III). DEL III demonstrerer hvorfor forventede resultater af konserveringsindgreb potentielt set kan være forkerte, hvis der i konserveringsforsøgene er benyttet replikaer med en manglende mikrostrukturel lighed til den originale puds (Artikel IV).

DEL I: Kompositionen og strukturen af dansk, gotisk kalkpuds blev bestemt med blandt andet følgende analysemetoder: Polarisationsmikroskopi, røntgen-diffraktionsanalyse, kviksølvs-porøsimetri og scannings-elektronmikroskopi. Disse analyser viser, at den kompakte, gotiske puds består af ikke-hydraulisk kalk og aggregater, og at pudsen er meget kalkrig, da det gennemsnitlige bindemiddel til aggregat ratio ligger på 2:1. I flere af prøverne findes desuden en stor andel af porøse kalkinklusioner. Prøverne har alle en høj, åben porøsitet med en unimodal porestørrelsesfordeling i poreområdet 0,4-5 μm. Ved brug af SEM-analyser ses det, at den gotiske puds består af en luftig matrix af små calcit-krystaller.

I afhandlingen bliver det påvist, at den gotiske puds i de danske middelalderkirker højst sandsynligt blev produceret ved brug af varmlæsket mørtel – og ikke ved brug af kulekalksmørtel, som man hidtil har gået ud fra. Denne vurdering hviler dels på sammenligninger mellem mikrostrukturen af gotisk puds og mikrostrukturen af ny-fremstillede kalkpuds-replikaer – produceret af enten kulekalksmørtel eller af varmlæsket mørtel (læskemørtel). Derudover er vurderingen baseret dels på undersøgelser af historiske dokumenter, dels på nyere forskningsresultater og dels på praktiske betragtninger omkring mørtelfremstilling i middelalderen.

I undersøgelsen af hvorvidt det i dag er muligt at fremstille en puds identisk med gotisk kalkpuds, blev graden af lighed mellem gotiske kalkpuds og replikaer undersøgt. Forskellige blandingsforhold og forskellige typer af hvidtekalk blev studeret med mikrostruktur og kapillære egenskaber som omdrejningspunkter. På baggrund af denne undersøgelse fastslås det, at det er muligt at rekonstruere dansk middelalderpuds i en tilfredsstillende grad. Afhandlingen viser, at de bedste matches til dansk gotisk puds, er replikaer udført af en varmlæsket mørtel blandet af én del brændt kalk til én del aggregat (1:1 replika). Bedste erstatning for den gotiske hvidtekalk, blev bestemt til at være en hvidtekalk fremstillet af en kulekalk lagret i mere end 67 år.

DEL II: Studier af vandabsorptionshastighed ved brug af ’contact sponge’-metoden afslørede, at mens 1:1 replikaerne matchede middelalderpudsens vandabsorptionsevner, så viste replikaer produceret af én del kulekalk til tre dele aggregat (1:3 replika) et helt anderledes absorptionsmønster. I studiet sås det, at 1:3 pudsen opsuger vand 4-5 gange langsommere end den gotiske puds (og 1:1 replikaerne). Dermed kunne det også konstateres, at mørtelkompositionen på 1:3, som ellers ofte benyttes inden for konserveringsstudier af vægmaleri og arkitektur (og som reparationsmørtel), har meget lille lighed med dansk middelalderpuds. Dette tydeliggør, hvorfor brugen af unøjagtige replikaer kan være meget problematisk. Konserveringsforsøg, hvori der bruges replikaer med et lavere kalkindhold end den originale puds, kan ende med meget upræcise prognoser for udfaldet af konserveringsindgreb som for eksempel vådrensning. I sammenligning med 1:3 replikaerne vil den originale, gotiske puds absorbere væsentligt større mængder væske i samme givne tidsrum, og dermed vil der potentielt blive transporteret en større mængde rensevæske ind i den gotiske puds end forventet ud fra de indledende forsøg.

DEL III: Vigtigheden af at benytte akkurate replikaer i konserveringsstudier understreges yderligere i DEL III set i forhold til kompatibel mikrostruktur og kapillære egenskaber. Det undersøges, hvorvidt forskellige lertyper er egnet som kompresmateriale til brug for konservering af dansk, gotisk puds. Lerkompressernes egnethed vurderes ud fra deres porestørrelsesfordeling sammenholdt med porestørrelsesfordelingen i middelalderpudsen (begge målt med ’pressure plate’-metoden) samt ud fra deres retentionsevne (målt ved migrationsmønstre aflæst ved hjælp af et blåt farvestof). Studiet demonstrerer, sammen med yderligere migrationsstudier præsenteret i afhandlingen, vigtigheden af at benytte replikaer med sammenlignelige egenskaber og med en porestørrelsesfordeling, der svarer til den man finder i den originale puds. Hvis replikaer med en mindre lighed benyttes, risikerer man, at der drages fejlagtige konklusioner på konserveringsstudier. Sådanne fejlbehæftede konklusioner gør i bedste fald indledende konserveringsundersøgelser mindre anvendelige for praktisk konservering. I værste fald gør de ligefrem skade, hvis de fejlagtige konklusioner betyder, at man implementerer potentielt set ødelæggende konserveringsbehandlinger.

Afhandlingen viser, at det er muligt at kopiere mikrostrukturen af gotisk puds i en tilfredsstillende grad, og at de bedst egnede replikaer kan betragtes som pålidelige stand-ins for gotisk puds, da de viser nærved identiske vandopsugende egenskaber. Afhandlingen påviser imidlertid også forskelle i mikrostrukturen mellem de bedst egnede replikaer og middelalderpudsen. Derfor foreslår afhandlingen afslutningsvis ændringer for den fremtidige replika-produktion, så der dermed forhåbentligt kan opnås et endnu bedre match med middelalderpudsen. Disse forslag til ændringer inkorporerer den akkumulerede viden, der er opnået i løbet af dette ph.d.-forløb, og som er baseret på praktisk erfaring med replika-produktion, analyser af prøver og talrige litteraturstudier. Blandt de væsentligste forslag til forbedringer er følgende: At der bør bruges en større mængde kalk, benyttes brændt stykkalk frem for pulveriseret brændt kalk, at varmlæsketeknikken bør ændres fra våd-læskning til sandlæskning, og at udvælgelsen af basen til replikaerne bør fokusere på at finde et materiale med samme vandsugende egenskaber som de sten eller tegl, man finder som bund for dansk middelalderpuds.

Alt imens ph.d.-afhandlingen fokuserer på at undersøge dansk, gotisk vægmaleripuds, genskabelsen af denne puds og betydningen af at bruge pålidelige replikaer til vægmalerikonserveringsstudier, inspirerede arbejdet med afhandlingen også til nye tanker om kalkmørtel og til ideer om fremtidige studier. For eksempel afslørede undersøgelserne af vandopsugningsevnen og den langt hurtigere vandsugningshastighed i puds med højt kalkindhold, at der er et presserende behov for en undersøgelse af den reparationsmørtel, der i dag anvendes til reparation af dansk, gotisk puds. Undersøgelserne viser tydeligt, at den 1:3 mørtel der i dag oftest benyttes ved arkitektur og vægmalerikonservering i Danmark, ikke følger grundprincipperne inden for konservering i forhold til brugen af reparationsmaterialer, der er kompatible og med samme egenskaber som de originale materialer. Da det er muligt, at brugen af mindre kalkrige reparationsmørtler som 1:3 kalkmørtlen har den konsekvens, at den primære del af fugttransporten i pudsen ledes igennem den originale puds, grundet dennes større vandabsorptionsevne, bør brugen af denne mørtel til reparationsarbejde på dansk, gotisk puds revurderes. Derudover viser afhandlingen, at der er et stort behov for yderligere undersøgelser af middelalderpuds, varmlæsket mørtel og den gotiske hvidtekalk og dennes genskabelse. Så der er ingen tvivl om, at der stadig er et stort arbejde tilbage, inden vi kan genskabe den hvidtekalkede, danske, gotiske puds til brug for replikaer og som reparationsmateriale.