В основе технологии фресковой живописи лежат химические процессы, происходящие и во время приготовления извести для использования ее под роспись, и при выполнении самой росписи по сырой штукатурке.
Химические процессы от производства извести до выполнения росписи представляют собой замкнутую цепочку.
Приготовление извести для фрески
Для приготовления извести используются природные известняки, в которых присутствуют естественные примеси (окислы железа, магния, марганца и др.). По месту добычи известняка они называются: мячковский и коломенский в Подмосковье, тосненский и волховский – близ Петербурга.
При обжиге известняка применяются дерево, каменный уголь и др. Для фресок пригодна известь, обожженная на древесном топливе, так как при обжиге, например, на угле известь частично переходит в гипс.
В процессе обжига камень (СаСО3) превращается в «жженую», т. е. негашеную, известь (СаО). Известь с минимальным количеством природных примесей называется «жирной», «тощая» известь содержит 30–40 % примесей (магнезия, глины). Для работы в технике фрески более пригодна «жирная» известь.
Для приготовления гашеной извести обожженный известняк измельчают до порошкообразного состояния и соединяют с водой. На один объем извести берется 3–4 объема воды. Жженую известь засыпают в сосуд с водой. Порошок извести пропитывается водой и оседает. Состав длительный срок перемешивают, многократно сливают и заливают новую, чистую воду.
В соединении с водой образуется гидрат окиси кальция Са(ОН)2, т. е. гашеная известь, которая и является вяжущим компонентом при изготовлении штукатурки для фресковой росписи.
Известковый состав с различными добавками (песок, толченый известняк, цемянка, уголь и растительные волокна) наносится на стену, предварительно обильно смоченную водой. После заглаживания и подготовки поверхности штукатурки пигменты, замешенные на воде, наносятся кистью на сырую штукатурку. В процессе высыхания состав отдает воду и химически соединяется с углекислым газом, содержащимся в воздухе. Происходит процесс карбонизации (образуется СаСО3), при этом пигменты, соединенные с известковой поверхностью, становятся нерастворимыми, как и сама штукатурка. Таков химический процесс создания фрески.
Из описаний способов работ русских художников XVI–XVIII вв. можно видеть, что подготовка известковых растворов, подготовка пигментов и связующих для росписи стен в Средние века были очень четко отработаны. Из источников ясно, как проходили процессы гашения извести, какие добавки и наполнители применяли, какие и для каких пигментов готовили связующие.
Физико-химические исследования русской стенописи XVII в. во многом подтвердили сведения о красках и штукатурках этого времени.
Что касается более ранней русской стенописи, то о ней можно судить лишь по проводившимся физико-оптическим и физико-химическим исследованиям.
Такие работы начались в нашей стране в 1930 –1970-е гг. Эти исследования имели двоякую цель – изучить составы грунтов и красок в их временном и географическом диапазонах для более точной атрибуции русской стенописи и применить эти знания при выполнении реставрационных работ. От выявления технологии рос писей зависит правильность подбора реставрационных материалов. Кроме того, информация по технологии нужна была и художникам, которых привлекала фреска как долговечный материал, пригодный даже для фасадных росписей.
Лабораторные исследования древнерусской монументальной живописи, хотя и не были систематическими, дали общее представление об изменениях составов штукатурок на протяжении XII–XVII вв. и об их региональных особенностях.
Как правило, в древности штукатурки наносились на стену не в один слой. Первый служил для выравнивания поверхности кладки, второй (и иногда третий) наносился под роспись.
Наиболее древние штукатурки киевских и новгородских памятников содержали в своем составе толченую красную керамику в различных соотношениях с известью. Эти грунты называются цемяночными. Они имеют светло-розовую окраску разной интенсивности. Такие добавки становились препятствием для усадки извести при высыхании. Кроме того, цемянка придавала водостойкость известковой штукатурке. Такая штукатурка издревле использовалась во внутренней обмазке водохранилищ.
Так, в Софии новгородской штукатурка нижнего слоя (1108) была цемяночная, верхняя – без цемянки, но с добавкой песка и соломы. Песок, как и керамика, противостоял усадке штукатурки и ее растрескиванию, а солома придавала дополнительную пористость, необходимую для фрески. В штукатурке же середины XII в. того же памятника наблюдается уменьшение содержания соломы и появляются волокна льна. Добавка соломы или льна придавала штукатурке легкость, что немаловажно при оштукатуривании сводов.
Цемяночные штукатурки этого времени встречаются также в памятниках Смоленска, Полоцка, Пскова, Старой Ладоги, Старой Рязани.
В то же время в Кидекше, под Суздалем, в церкви Бориса и Глеба (1150-е гг.) была применена штукатурка без цемянки, к тому же тонкая, однослойная, нанесенная на кладку стен из белого камня.
С конца XIII в. и в XIV в. в новгородских памятниках цемянка уже не используется, а в качестве наполнителя применяется песок. В нижних слоях, как правило более толстых, песка больше, чем в верхних. Это наблюдается, например, в церквах Николы на Липне (1292), в церкви Спаса на Ковалеве (1380), в церкви Рождества на кладбище (1390-е гг.), церкви Федора Стратилата (1370-е гг.), в церкви Успения на Волотовом поле. В верхних слоях, как правило, с уменьшением песка добавляется лен.
В церкви Спаса на Ильине (1378), где роспись выполнял Феофан Грек, штукатурка имеет три слоя. Нижний слой с небольшой добавкой песка относится к первому оштукатуриванию интерьера. Два других – подготовка под саму роспись. Храм некоторое время стоял оштукатуренный одним слоем, потом по сухой штукатурке была сделана насечка и нанесен второй слой с большим количеством песка, затем третий – с добавкой небольшого количества песка и со льном – под роспись.
В Пскове, в соборе Мирожского монастыря (ок. 1140 г.), как и в других памятниках этого времени, в обоих слоях штукатурки содержится цемянка. В соборе Снетогорского монастыря (1313) в нижнем слое в качестве добавки – песок, в верхнем – только известь и лен. В Мелётовском храме (1463) цемянка со льном встречается в нижнем слое, в извести среднего слоя – цемянка, песок и лен, верхний же слой под роспись, тонкий, содержит известь почти без добавок.
В начале XV в. в Успенском соборе Владимира, в соборе Спас-Андроникова монастыря в Москве, в церкви Успения на Городке в Звенигороде, везде, где работал Андрей Рублев, штукатурки содержат добавки льна практически без песка в качестве наполнителя.
Звенигородская штукатурка, изученная более подробно, имеет в своем составе вместо песка толченый белый камень, лен, волоски конопли и клей животного происхождения. В Благовещенском соборе Московского Кремля в нижнем слое штукатурки вновь встречается цемянка – продолжение псковской традиции, поскольку храм строили псковичи. Но цемянки нет в слое штукатурки под роспись (сер. XVI в.). Так соединились псковская и московская традиции.
В XVI в. в памятниках московского и владимирского круга цемянка уже не встречается, в извести используется только лен. Это можно видеть и в соборе Ферапонтова монастыря (роспись 1502 г., Дионисий) и в Покровском храме Александровской слободы (сер. XVI в.), и в Смоленском соборе Новодевичьего монастыря (1525 г., роспись – конец XVI в.).
В XVII в., как показали и письменные источники, и исследования, штукатурки имеют лишь добавки льна.
К сожалению, аналитические исследования древнерусских штукатурок пока все еще незначительны. Вместе со штукатурками исследовались и краски на наличие связующего. Анализы подтвердили, что древнерусские росписи делались в смешанной технике – сначала по сырой штукатурке, а затем дорабатывались темперными красками.
