Укрепление наземных конструкций

 

 

Укреплению наземных конструкций камен­ных зданий уделено уже достаточное внима­ние в специальной литературе, в том числе и по отношению к памятникам архитектуры. Современная строи­тельная техника способна в большинстве слу­чаев обеспечить дальнейшую сохранность разрушающейся кладки без ее разборки, и, следовательно, реставратор обязан всемерно избегать каких-либо разборок и перекладок древних частей, обеспечивая комплекс аутен­тичности реставрируемого памятника. Одним из наиболее эффективных средств укрепления разрушающейся кладки без ее разборки яв­ляется уже опробованная на многочисленных объектах инъекция.

Работы по приданию кладке монолитности нагнетанием в ее трещины раствора могут выполняться при условии предварительного устранения причин, вызвавших трещины, ина­че кладка будет снова разорвана в другом месте. Растворы для инъекции кладок памят­ников архитектуры должны проникать в тон­кие трещины; проходить, не расслаиваясь, по шлангам и широким трещинам кладки, обла­дать после твердения необходимой механиче­ской прочностью и сцеплением с кладкой, при небольшой усадочности; приближаться по фи­зическим свойствам, т. е. коэффициенту тем­пературного расширения и паропроницаемо-сти, к укрепляемой кладке; сводить до мини­мума образование высолов на поверхности кладки и исключать вредное влияние раство­ра инъекции на стенопись. Приемы проведе­ния инъекционных работ не должны, по воз­можности, оставлять заметных следов на поверхности ее.

Можно отметить целесообразность приме­нения для инъекции шлакопортландцементов или портландцементов средних и низких ма­рок 200—300. Основное предпочтение следует отдать шлакопортландцементам, обладаю­щим более высокой водоудерживающей спо­собностью, меньшей вязкостью в разжижен­ных инъекционных растворах и дающим мень­ше выцветов на поверхности кладки. Расши­ряющиеся тампонажные цементы (ВРЦ и др.) для инъекционных растворов не могут быть рекомендованы¹.

Наибольший эффект укрепления кладки инъекционным путем достигается при предва­рительном увлажнении примерно до 40—50% предельного насыщения. Можно ввести воды и меньше, имея в виду, что чем суше кладка, тем большую водоудерживающую способность должен иметь применяемый раствор.

Для улучшения качества растворов и при­ближения их физических свойств к свойствам древних кладок следует использовать добав­ки неорганических и органических пластифи­каторов и молотые минеральные вещества. Исследования показали, что малые дозы до­бавок поверхностно-активных веществ (ПАВ) значительно снижают степень вязкости инъек­ционных растворов. Наиболее эффективно вводить сульфитно-спиртовую барду (ССБ) 0,2—0,25% от веса вяжущего, особенно при укреплении сильно увлажненной кладки и на­личии тонких трещин (1,5—2 мм),  абиетат натрия (аб. н.) 0,02—0,03% с добавлением тонкомолотых минеральных веществ, преиму­щественно при средних и широких трещинах. «Поливинилацетатная эмульсия (50% ПВАЭ) в количестве 2—5% эффективна при укрепле­нии кладки, где недопустимо значительное ув­лажнение ее предварительной промывкой, а также нежелательна и в дальнейшем постоянная влажность, снижающая прочность ра­створа с ПВАЭ. Обеспечивающие повышен­ную морозостойкость и снижающие появление высолов добавки мылонафта в количестве 0,2—0,3% следует применять для укрепления наружных деталей и фрагментов каменной кладки, находящихся в условиях резких ко­лебаний температур, например наружных ко­лонн, парапетов и др.

При нагнетании со значительным количеством во­ды эффекта расширения в таких цементах не происхо­дит. Но они с успехом могут использоваться для зачеканки полусухим раствором раскрытых швов в кладке сводов — операции, часто сопутствующей инъекционным работам.

Вопрос долговечности укрепления инъек­ционными растворами каменной кладки па­мятников архитектуры тесно связан со сни­жением коэффициента температурного линей­ного расширения вводимых растворов. Этот коэффициент для кирпичной кладки на изве­стковом растворе колеблется в пределах 4,5—10⁶ до 6-10^-6 и для кирпича близок к величине 4,5—5-10^-6. Чисто цементный ка­мень, в зависимости от водоцементного отно­шения, при котором он затвердел, имеет коэф­фициент температурного расширения около 18-10^-6 при В/Ц =0,3 и снижается примерно до 10-10^-6 при В/Ц=0,5. Поверхностно-ак­тивные добавки мало снижают коэффициент температурного расширения, сильнее влияют включения мелкомолотых веществ.

При инъекции трещин, проходящих парал­лельно наружной поверхности стен, серьез­ное значение будет иметь достаточная паропроницаемость затвердевшего инъекционного раствора, которая для старых известково-песчаных растворов сравнительно велика и достигает 1,6—1,8-10^-2 г/м-ч-мм. Растворы цементно-песчаные имеют паропроницаемость не более 1,1-10^-2 г/м-ч-мм, а жирные бес­песчаные еще меньшую.

Повысить паропроницаемость инъекцион­ных растворов можно с помощью шлакопортландцемента, а также введения поверхностно-активных веществ и тонкомолотых добавок. Минеральные добавки следует применять с вы­сокой тонкостью помола (через сито в 10 000 отв/см²). Молотый кирпич рекомендуется ис­пользовать при нагнетании в трещины массивной и особенно влажной кладки, а из­вестковую пыль — в сухих частях здания, особенно при более тонких конструк­циях.

Гипсовые растворы, легко разрушающиеся при увлажнении и имеющие высокий коэф­фициент температурного расширения, могут быть допущены с добавками 15—'20% тонко­молотой цемянки (тертого кирпича) и замед­лителей твердения лишь при укреплении сухих массивов, обладающих повышенным коэффи­циентом температурного расширения, напри­мер кладок из твердых разновидностей изве­стняка, песчаника и др. Глиняные растворы применимы лишь для заполнения пустот в кладке фундаментов, особенно при влажных грунтах, но с обязательной добавкой во всех случаях не менее 15—20% цемента.

Инъекционные, растворы на основе моло­той извести-кипелки, в сочетании с замедли­телями твердения (ССБ и др.), могут быть рекомендованы лишь для особых случаев при укреплении грунта стенописи и расположенной вблизи нее кладки. Технология применения таких растворов всецело зависит от индиви­дуальных свойств кипелки и требует подбора состава раствора на основе лабораторных опытов.

Добавка к цементу извести в тесте (10— 15% на сухое вещество) применима при за­полнении большинства трещин в кладке на­земных конструкций, однако в случае трещин размером более 15—20 мм следует вводить еще в равном количестве молотую минераль­ную пыль, а при тонких '(менее 1,5—2 мм) и 0,2—0,25% ССБ.

Применение ускорителей схватывания це­ментного раствора (хлористого кальция и др.) способствует появлению выцветов на поверх­ности кладки. Употребление таких добавок может быть оправдано только для быстрей­шего укрепления аварийных конструкций.

Нагнетание растворов в трещины кладки без пробивки отверстий и вмазки в них тру­бок успешно осуществляется при помощи при­жимных инъекторов (рис. 114, 115). Для этого над трещинами формуются при помощи де­ревянного пуансона гипсовые розетки с отвер­стием в дне. После обмазки трещин к ро­зетке прижимается инъектор с резиновой оболочкой и раствор нагнетается в толщу кладки насосом (рис. 116). При преобладании широких трещин может быть использован и конический тип инъектора, для которого от­верстия формуют не на поверхности, а уже в самой трещине, в толще кладки.

Разрушающиеся конструкции архитектур­ных памятников нуждаются, однако, и в ук­реплении самого их материала, теряющего свою прочность под влиянием агрессивных воздействий природы. В отдельных случаях приходится заменять разрушенные материалы новыми. Но выбирать постоянно такие реше­ния—-значит встать на путь подмены ориги­нальных древних сооружений макетами. От­сюда очевидна вся важность укрепления мате­риала памятника.

Разрушение материала каменных зданий, т. е. самого камня, происходит прежде всего от увлажнения. Характер воздействия атмос­ферных осадков наиболее ясен и очевиден. Менее ясен характер увлажнения в результате поднятия по капиллярам грунтовых вод, как и

конденсационное увлажнение каменных кон­струкций. Их часто путают между собой, потому что нередко один и другой вид совмещаются в одном массиве кладки. В кон­тинентальном климате переход к весенне-лет­нему потеплению, а также резкое потепление зимой сопровождается выпадением влаги воз­духа на еще холодный камень. При резком потеплении (на 20—25°С) разность темпера­тур наружного воздуха и стен доходит до 10— 20°С. В этом случае теплый воздух, охлаж­даясь у стен здания снаружи и внутри, до­стигает в пристенном слое предельного насы­щения влагой, выпадающей на холодный ка­мень в виде росы и замерзших кристаллов. Такое увлажнение отчетливо можно наблю­дать на колоннах, сложенных из изверженных пород (гранит, базальт). Выпадение влаги воздуха на колонны и стены здания, сложенные из известняка или кирпича, менее заметно, так как конденсирующая вла­га впитывается в поры камня. Например, мас­сивные колонны Большого театра в Москве, диаметром 1,8 м, после суровой зимы весной 1972 г. при начале оттепели имели внутри кладки влажность, доходившую до 16—17%.

Перемещение влаги в кладке и ее концен­трация в отдельных зонах и плоскостях зави­сят от многих причин: водяной пар переме­щается из области, где упругость водяного пара выше, в область более низких давлений; часть водяного пара может быть перемещена в виде паровоздушной смеси под действием ветрового напора; жидкая влага перемещает­ся в капиллярах за счет капиллярного всасы­вания материала, заполняя в первую очередь более узкие капилляры. При разной темпера­туре наружной и внутренней плоскости стены влага перемещается к более холодному слою кладки. Например, при температуре +10°С и 60% влажности упругость водяных паров со­ставляет е₁= 9,21·0,6 = 5,54 мм рт. ст., а при температуре — 10°С и 80% влажности воздуха всего е₂=1,95·0,8 = 1,56мм рт. ст. Разность давления е₁ — е₂ = 5,54—1,56 = 4 мм рт. ст. бу­дет вызывать перемещение водяных паров из теплой в холодную зону. В весенний период увлажнение кладки происходит преимущественно в результате передвижения водяных паров внутрь охлажденной кладки. Летом начинается капиллярный выход влаги обратно к наружным плоскостям кладки. Однако и при этом продолжается передвижение водяных паров в толщу отстающей в прогреве кладки. Осенью и в первой половине зимы происходит перемещение водяных паров, но уже из тол­щи еще теплой. кладки к наружной поверх­ности стен. Древние здания обладают, как правило, очень массивными стенами в нижних ярусах, толща которых прогревается значи­тельно медленнее, что создает условия их по­вышенного увлажнения за счет конденсата паров воды. Наличие заглубленных в землю подклетов, слабо прогреваемых летом, создает в этой зоне здания еще более влажную среду.

На микроклимат пристенного слоя сильно влияет наличие водорастворимых солей в кладке. Известно, что давление на­сыщенного пара-растворителя (воды) над раствором солей падает. Таким образом, по­рог конденсации водяного пара над участ­ками кладки, содержащими солевой раствор, будет ближе и выпадение конденсата начнется раньше. Практически это значит, что влага будет выпадать в виде конденсата не при 100% относительной влажности при­стенного слоя воздуха, а уже при 90% никог­да даже при 80%. Это явление получило ин­тересное подтверждение при исследовании кладки мавзолея Гур-Эмир в Самарканде. Некоторое увеличение абсолют­ной влажности воздуха в июне 1969 г. в связи с выпавшим накануне дождем, со­впавшее с похолоданием, привело к выпаде­нию конденсата в интерьере только из-за при­сутствия хлористых соединений в штукатурке.

 

 

                                    ЗАПАДНАЯ СТЕНА

                                            % содержание

                                     S0_э

                                      /у гробницы Воронцова/

 

Сферический инъектор

 

 

 

Схема инъектирования трещин 1 - бак; 2 — вороыка для промывки водой; 3 — запорный кран; 4 — сггускной кран; 5 — шланг

 

10          20 глубина взятия проб в см.

см

 

По прямым расчетам, без учета солей влаж­ность воздуха не достигала еще точки росы. При исследовании климата Дмитриевского собора во Владимире нами было, в частности, установлено, что наличие в камнях кладки хлористых солей (NаС1) снижало порог кон­денсации воздуха. Например, при температуре воздуха +1°С — на 0,64 мм рт. ст., что соответствовало началу выпадения конденсата при 87% влажности воздуха, а при +9°С — на 0,95 мм рт. ст., что соответствует примерно от­носительной влажности воздуха     89 %. Еще силь­нее влияют СаС1₂-6Н₂О, снижающие, например, давление при +10°С на 1,30 мм рт. ст., что вы­зывает выпадение конденсата при 86% влаж­ности воздуха. При тех же условиях наличие солей МgSО₄·6Н₂О снижает давление на 0,83 мм рт. ст., а NаSО₄·10Н₂О на 0,97 мм рт. ст. Дж. Массари наблюдал в церквах Ве­неции на поверхности мрамора, имевшего зна­чительную засоленность, выпадение конденса­та уже при 76% относительной влажности воздуха.

Поднятие влаги из грунта может само по себе иметь три причины. При высоком стоянии грунтовых вод, например, в пределах обычной 2—2,5 м глубины фундаментов обеспечено под­нятие воды по капиллярам кладки. Древние строители знали это. Поэтому в болотистых районах севера, где до грунтовых вод иногда не было и метра, они часто применяли для фундаментов валунную безрастворную наброску, т. е. кладку, не дававшую никакого ка­пиллярного поднятия влаги из грунта. В более южных районах в качестве связующего для кладки фундаментов применялась глина, не всегда дошедшая до нашего времени в хоро­шем состоянии. Второй источник поступления влаги из грунта — вода, скапливающаяся в верхних слоях от выпадающих дождей и таю­щего снега, так называемая «верховодка». При наросшем культурном слое она непосред­ственно подходит к кладке стен. В древних памятниках этот вид увлажнения встре­чается очень часто, особенно при ску­ченном расположении зданий, высоком куль­турном слое, отсутствии должной отмостки и задерживающей сток растительности.  Мно­гое зависит от наслоений грунта, от расположения водоупорных слоев. Может случиться, что и широкая отмостка во­круг здания не будет иметь эффекта и потре­буется устройство дренажной системы. Приме­ром может служить мавзолей Гур-Эмир в Са­марканде. Двор вокруг мавзолея вымощен плитами, но это, однако, не спасает цоколь памятника от увлажнения верховодкой и ливнями. Вода проникает также под настил через швы и оставленные открытыми участки для клумб.

Третьим источником влаги, поступающей к фундаментам из грунта, следует назвать водя­ные пары, двигающиеся из толщи грунта вверх к охлажденным слоям земли. Это происходит под влиянием разницы парциаль­ного давления водяных паров при различной температуре. В глубине при температуре око­ло +5°С давление насыщенного пара составит 6,54 мм рт. ст., а на поверхности земли зимой у промерзшего грунта или фундамента при минусовой температуре (—5°С) — всего 3,01 мм рт. ст. Поднимающийся пар охлаж­дается, конденсируется и частично превра­щается в лед, который весной оттаивает, увлажняя грунт и кладку. Этот эффект изве­стен в агротехнике и до некоторой степени способствует сохранению деревьев, окольцо­ванных асфальтом на улицах большого города. Интенсивность увлажнения путем диффузии зависит от степени влажности залегающего внизу грунта, а главным образом от степени паропроницаемости его непосредственно под фундаментом здания. В противоположность верховодке накопление влаги будет более ин­тенсивным при отсутствии глинистых просло­ек, при песчаном зернистом грунте. Кроме того, как это ни парадоксально звучит, посто­янная уборка снега вокруг памятника охлаж­дает грунт и способствует более интенсивному притоку диффузионной влаги к верхним слоям грунта под отмосткой и фундаменту здания.

Атмосферная влага, особенно при ливневых дождях, сама по себе оказывает постепенное, хотя и медленное, разрушающее влияние на кладку. Увлажнение конструкций любым путем, с последующим замораживани­ем, также нарушает поверхностные структуры камня, а иногда приводит и к растрескиванию его, особенно когда внутри каменных конст­рукций находится железная арматура (в этом случае растрескивание происходит из-за кор­розирующего металла).

Одним из наиболее активных разрушаю­щих агентов при увлажнении кладки являют­ся минеральные соли. Источники засоления кладки весьма многообразны. Соли могут на­ходиться в строительных материалах здания, поступать в результате подсоса минерализо­ванных грунтовых вод; из атмосферы часто заносятся сернистые соединения от дыма и копоти котельных.  Источником засоления яв­ляются также материалы, используемые в ре­ставрации и при ремонтах: известь, камень, цемент, антисептики. Суть разрушения солями заключается в том, что вследствие капиллярно­го движения влаги создается приток минерали­зованной воды из толщи камня к поверхности кладки. В результате испарения воды проис­ходит обогащение поверхностных слоев камня солями и при их кристаллизации начинается разрушение кладки. Особенно интенсивное разрушение возникает в местах, не подвержен­ных естественному промыванию дождевой водой или систематически не очищаемых. На процесс разрушения сильное влияние может оказывать состав солей. Сульфаты натрия или магния, например, связывают при кристалли­зации значительное количество воды в кристаллогидрат. Образующиеся при этом кристаллы большой величины способствуют превращению поверхностных слоев камня в мучнистую осыпь, а при наличии настенной живописи вызывает отрыв и разрушения левкасного слоя с фреской. При этом следует учитывать, что основная борьба с выходом со­лей к поверхности кладки — это устойчивое и постепенное снижение влажности кладки. Чем быстрее влага испаряется с поверхности кам­ня, тем скорее он будет разрушаться, тем глубже пойдет процесс разрушения, конечно при прочих равных условиях —засолении камня, степени влажности и температуры. Следовательно, повышенная вентиляция па­мятника снаружи и внутри может способство­вать более быстрому разрушению белого камня или кирпича, насыщенного сернокис­лыми солями. Это, на первый взгляд, пара­доксальное положение подтверждается иссле­дованиями лаборатории ВПНРК, проводивши­мися в основном на Дмитриевском соборе во Владимире в 1969—1971  гг.

Часто при обследовании древних памятни­ков можно встретить несколько разновидно­стей разрушения камня солями. Верхняя часть стен под венчающим карнизом, как правило, не увлажняется и разрушений там почти не­заметно. Промежуточный пояс увлажняется почти при любом дожде, как и нижняя цо­кольная часть стен. Выступающие на по­верхность солевые растворы внизу у цоколя смываются водой и, при наличии надлежащей отмастки, уходят за пределы памятника. В худшем положении находятся камни под увлажняемым поясом. Вода, поглощаемая этим карнизом, растворяет находящиеся в толще каменной кладки соли, выносит их па поверхность под поясом, где они не смывают­ся дождями, а затем влага быстро испаряется, соли же, кристаллизуясь, разрушают кладку.

Внутри помещений увлажнение кладки мо­жет происходить за счет подсоса грунтовых вод или за счет конденсата влаги из воздуха, возможно и сочетание обоих источников ув­лажнения.

Чтобы защитить камень памятников архи­тектуры от разрушения или, во всяком случае, максимально его замедлить, необходимо пре­дельно сократить действующие процессы не­прерывного увлажнения в конструкциях. Первостепенное значение при этом приобрета­ют правильно сконструированные и организо­ванные крыши, кровли и водостоки. Уже с XVII в. у русских строителей определилось, в этой связи, стремление перейти к четырех­скатному покрытию с большими, чем ранее, свесами кровли. Такие переделки имели место на многих памятниках. При подобных пере­стройках, конечно, изменился облик памятни­ка, а иногда и повреждались архитектурные конструкции в пределах кровли. Однако следу­ет подчеркнуть, что такие перестройки спасли от полного разрушения и сохранили до нашего времени не один древний памятник архитек­туры.

В процессе реставрации эти памятники часто вновь переделываются с целью возвра­щения им сложных, но более декоративных деталей кровельных покрытий. Вместо про­стых кровель вновь появляются позакомарные покрытия, имеющие открытые каменные кров­ли или галереи и много незащищенных камен­ных декоративных фрагментов. Все эти детали более красивы, но менее удобны в эксплуата­ции. А самое главное-—несомненно более уяз­вимы для разрушительных сил природы. Поэ­тому решение о восстановлении первоначально­го покрытия должно приниматься только при наличии веских доводов и на тех уникальных памятниках, где может быть обеспечен посто­янный, значительно более сложный и трудоем­кий уход за позакомарной кровлей.

Комплекс мероприятий по защите памятни­ка от увлажнений должен быть продуман, за­ложен в проект "реставрации и осуществлен одновременно с общим процессом производст­ва работ. В противном случае можно поду­мать, что наши стремления к воссозданию эле­ментов памятников ограничиваются лишь це­лями их лицезрения «на сегодня», без жела­ния сохранить культурное наследие для наших потомков.

Если все же принимается решение перейти к первоначальному виду кровли, то при вос­становлении и реставрации каменных покры­тий, и особенно водостоков, должен быть про­думан и организован весь путь прохождения,воды с тем, чтобы исключить возможность ее задержки из-за обратного уклона или засоров падающей листвой и намерзания льда. Сле­дует также исключить возможность подтека­ния воды из-за отсутствия капельников. Ре­комендуется также на пути следования воды применять безусадочный раствор, исключаю­щий возможность образования усадочных раз­рывов, в которые проникала бы вода. Особен­ное внимание должно обращаться на водометы. Ни обыкновенный бетон, ни тем более раствор на кирпичном или слабоизвестняковом щебне, ни средней прочности известняковый камень не выдерживают суровых условий этих посто­янно увлажняемых конструкций водосброса. Металлические лотки не допускают больших выносов и при обмерзании весной быстро ломаются. Разрушение водометов, к сожалению, довольно частое явление в нашей практике, отрицательно сказывающееся на сохранности памятников, — вода не отбрасывается, а стека­ет по стенам, разрушая кладку и повреждая декоративные элементы. Водометы должны из­готовляться из специально подобранных плот­ных известняков либо приготовляться по пра­вилам для гидротехнических бетонов, с вводом в их состав воздухововлекающих или, что луч­ше, гидрофобизирующих добавок. Неплохой результат может дать изготовление водометов из некоторых видов пластмасс по примеру ка­пителей, отлитых для Борисоглебского собора в Чернигове.

Можно защитить и непосредственно самую поверхность камня. За последние годы значи­тельную популярность приобрели составы, гидрофобизирующие поверхность кладки, чем снижается увлажнение ее от капельножидкой влаги. Миграция водяных паров через слой гидрофобизированного камня должна оста­ваться.

Кремнийорганические полимеры все больше находят применение для защиты каменных ма­териалов от увлажнения. Молекулы этих веществ, адсорбируясь на поверхности гидро­фильного (легко увлажняемого) твердого тела, ориентируются своими гидрофобными (водо­отталкивающими) концами наружу, создавая своего рода гидрофобную щетку, которая и образует защиту против смачивания ранее гидрофильного твердого тела. Наиболее пол­ный эффект защиты на 8'—10 лет достигается при определенном, максимально возможном покрытии гидрофильной поверхности ориен­тированным мономолекулярным слоем этого вещества. Количество и концентрация наноси­мого гидрофобизатора должны быть строго регламентированы.

В начале 1960-х гг. раствором этилтрихлорсилана, после очистки от загрязнений, был покрыт Мраморный дворец в Ленинграде. Эта обработка имела ограниченный успех, вероят­но, из-за образования следов соляной кисло­ты — продукта, образующегося при распаде силанов.

Значительно лучше сохранились выполнен­ные временно из гипса наружные порталы Спасского собора Андроникова монастыря в Москве, обработанные в 1960 г. тем же пре­паратом.

Работы по гидрофобизации кладки ослож­няются ее засоленностью. Многие памятники архитектуры, особенно из естественного белого камня, содержат много водорастворимых со­лей. В результате увлажнения камня осадка­ми, подсосом грунтовых вод или в результате выпадения конденсата соли в жидкой фазе мигрируют к поверхности камня, влага испа­ряется, а кристаллизующиеся соли отклады­ваются либо на поверхности, либо в наруж­ных слоях камня.  Последнее приводит к посте­пенному разрушению камня, особенно когда в составе солей присутствуют сернокислые сое­динения. При кристаллизации эти соединения связывают большое количество воды  и твер­дые кристаллогидратные соединения увеличи­ваются при этом в объеме. Многие памятники Владимиро-Суздальской земли подвержены такому разрушению.

Если создать гидрофобный поверхностный слой на засоленной каменной кладке, то мигрирующая влага в камне, достигая изнут­ри, у поверхности камня, этого слоя, проходит наружу в виде пара, соли же остаются в кам­не. Постепенно накапливаясь, соли отрывают поверхностный слой камня толщиной уже в несколько миллиметров. Причем слой тем толще, чем интенсивнее была проведена гидрофобизирующая обработка камня. Исследова­ния лаборатории ВПНРК установили значи­тельное снижение эффекта гидрофобизации (примерно на 50%) при засоленности кладки.

Как правило, насыщенность солей у по­верхности стен внутри здания выше наружной поверхности кладки. Так, например, кладка Дмитриевского собора во Владимире посте­пенно разрушается в столбах и на внутренних плоскостях стен благодаря кристаллизации сернокислых соединений в поверхностном слое камня с образованием кристаллогидратов. На наружном фасаде соли смываются дождя­ми, за исключением мест в аркатур ном поясе под арочками, куда дожди не попадают и со­ли кристаллизуются. Там камень местами раз­рушен на глубину 5—8 см.

Гидрофобизация известнякового камня и других материалов, ослабленных временем в древних архитектурных сооружениях, должна проводиться с большой осторожностью, Необ­ходимо до производства работ, особенно вбли­зи цоколя и в самом цоколе, проверить соле­вой состав камней и строительных растворов, а также применять соединения, исключающие возможность появления водорастворимых со­лей из самого гидрофобизирующего продукта, которым обрабатывается кладка.

Для сохранения материала кладки сущест­венно удалить из него водорастворимые соли. Казалось бы, что наиболее простой способ уда­ления солей из камня —это периодическая промывка его водой. Подобная промывка — опрыскивание — применялась в 1962 г. при реставрации брюссельской ратуши, сооружен­ной из известнякового песчаника и известня­ка. К сожалению, очистка камня путем по­верхностной промывки не решает этого вопро­са для всех случаев. Камни плотной структу­ры — изверженные породы и некоторые дру­гие, — очевидно, легко могут быть очищены промывкой. Что же касается известняка и других камней с относительно рыхлой струк­турой, то при промывке часть солей из поверх­ностного слоя неизбежно переместится в тол­щу камня вместе с водой, которую камень жад­но впитывает, а затем в зависимости от степе­ни его увлажненности эти соли или отложатся в его порах, или снова будут мигрировать в поверхностные слои. Следовательно, вопрос о полезности промывки каменной кладки сле­дует решать конкретно в каждом отдельном случае.

При сильно разрушенной засоленной по­верхности камня промывку водой следует за­менить вытяжкой солей с помощью наклады­вания бумажных пульп из разваренной или фильтровальной бумаги, обильно смачиваемой дистиллированной или охлажденной до ком­натной температуры кипяченой водой. При этом время от времени засоленная бумага сме­няется чистой, и процесс возобновляется сна­чала. Вероятно, этот способ можно совместить с поверхностной промывкой. Остающаяся пос­ле вытяжки часть сернокислых солей может быть переведена в нерастворимые соединения путем нагнетания в кладку растворов солей ба­рия. Необходимо попутно отметить возмож­ность ускоренного вывода солей в бумажную массу путем так называемого электродиализа. Такой прием был осуществлен П. И. Костро­вым при выводе солей из снятых уже со стен Пенджикентских росписей.

Обработка водой и паром, проводившаяся еще в конце XIX в. в Париже и Лондоне, по мнению Р. Дж, Шеффера, одного из наиболее компетентных английских специалистов по консервации камня, давно не использовалась из-за появившихся повреждений камня. Воз­можно, что они возникли в связи с добавлени­ем в воду соды. Промывка кирпичной кладки Московского Кремля с помощью пара в 1974 г. показала эффективность этого способа при применении его на кладке с достаточно проч­ной поверхностью. Предложенный в Германии метод извлечения солей путем циркуляции во­ды сквозь толщу камня применим пока лишь для музейных объектов. За последние годы при промывке каменной скульптуры все чаще при­меняются также 'различные смеси с орграстворителями и поверхностно- активными добав­ками.

Систематическое обессоливайте благопри­ятно для  сохранения камня. В то же  время даже небольшие, необмываемые рытвины и каверны могут служить местом накопления со­лей и дальнейшего солевого разрушения кам­ня. Образовавшиеся глубокие каверны в цо­кольных камнях дворца в Боголюбове будут развиваться дальше. Наилучший способ кон­сервации, после некоторого обессоливания, должен заключаться в заделке этих каверн раствором, достаточно хорошо пропускающим миграцию солей к поверхности кладки.

Вопрос об укреплении самой структуры камня, также неоднократно поднимавшийся, представляется наиболее сложным. Р. Дж. Шеффер прямо говорит: «Мысль о том, что можно повысить прочность архитектурного памятника, реставрируя лишь его поверхность, должна считаться вредной и не выдерживаю­щей критики». Он убежден, что любая из по­добных реставраций не переживет и столетне­го испытания временем. Обработанная поверх­ность камня рано или поздно начнет отслаи­ваться. В итоге —больше зла, чем пользы. В свете физико-химических процессов, вызы­вающих постепенное разрушение камня, осо­бенно при повышенной влажности, значитель­ное уплотнение поверхностных слоев камня может оказаться пагубным. Очевидно, решение должно идти в направлении как глубинного, так и поверхностного укрепления камня и пу­тем применения материалов, наиболее стойкие во времени.

Уже имеются способы, испробованные на крупного размера музейных объектах. Так, в Государственном Эрмитаже под руководством П. И. Кострова и И. Л. Ногид выполнялись работы по укреплению камня поливинилбутиралем, полибутилметакрилатом, мономером метилметакрилата.

Интересны работы, проводившиеся под руководством Е.Б. Тростянской в ГЦХРНМ им. акад. И. Э. Грабаря, по применению эфи­ра кремневой кислоты и метилметакрилата, а также полиэфирных соединений для укрепле­ния известняка. Первый способ требует при­менения повышенной температуры, второй, бо­лее приемлемый, еще требует длительной проверки в условиях открытых сооружений. Подобные работы проводились в 1958 г. б Италии по укреплению грунта фресок XIII— XIVвв. вблизи Падуи. Спустя 5,5 года состоя­ние было удовлетворительным.

В 1948—1950 гг. были проведены работы по укреплению микротрещиноватого бетона в гребне Днепровской плотины путем исполь­зования именно кремнефтористоводородной кислоты и гидрата окиси кальция, а также двууглекислого кальция с гидратом окиси кальция. Введение по очереди слабых раство­ров этих соединений в толщу бетона дало весьма удовлетворительные результаты.

Из всех новых синтезированных материа­лов, на наш взгляд, наиболее перспективны­ми и долговечными для защиты древних ма­териалов от увлажнения и одновременного их укрепления являются материалы, созданные на основе кремния. При разработке методов укрепления камня следует обращать внима­ние также на способ обработки. Важно еще раз подчеркнуть, что нельзя усиливать по­верхность камня, не укрепляя ядра.

Все же можно считать, что на сегодняшний день нет еще апробированных способов ук­репления камня хотя бы на 100 лет. Возможно, этим можно объяснить желание некоторых исследователей возродить старые способы. В 1960-е гг. в Бельгии, Франции, и особенно в Англии, обсуждалась возможность вернуться вновь к укреплению камня известковой водой (не молоком), т. е. водой, находящейся над известью в известковой яме и содержащей в себе небольшое количество извести (до 1,65 г/л воды).

Из старых способов иногда используется и поверхностная обмазка. При отделке фаса­дов древних зданий, особенно допетровской эпохи, т. е. памятников XVII в. и более ран­них, часто применялась тонкослойная извест­ковая обмазка (нечто среднее между штука­туркой и побелкой). Такая обмазка наноси­лась тогда «под валенок», т. е. при помощи войлока. Этим сохранялась пластичность форм древней кладки. До последних лет, воспроизводя такие обмазки, реставраторы включали в их состав самые различные до­бавки. Применялись «обрат» (снятое молоко), силикат натрия, казеин, цемянка (молотый кирпич), молотый белый камень, а в Киеве при отделке колокольни Печерского мона­стыря применили нежирный творог. Все это да­вало ограниченный успех. Несколько лучше сохранилась обмазка с добавкой «обрата».

Лабораторией ВПНРК были проведены ис­следования стойкости известковых обмазок с добавками некоторых кремнийорганических соединений, а также ПВАЭ (поливинилаце-татной эмульсии) и ряда применявшихся ра­нее добавок. После испытания обмазок были получены качественные показатели прочности и загрязняемости 18 разновидностей отделки. Первое место по суммарным показателям ка­чества заняла известковая обмазка с добав­кой 1% ГКЖ-94 в виде эмульсии (50% ПВАЭ). 3%-ная добавка АМСР (алюмоме-тилсиликонат натрия) дала несколько худшие результаты при дождевании и замораживании, что говорит о некотором перенасыщении гидрофобизатора. Далее в ряду по общим пока­зателям качества шли добавки 1% ЭС-28 (этилсиликата), 10% цемянки, 5% казеина. Применение ПВАЭ+1 или 3% АМСР дало посредственные результаты. Еще хуже — со­четание 5% казеина с 1% АМСР, ПВАЭ с ЭС-28 и чистой добавки силиката натрия.

Апробированные в течение года добавки были использованы в 1970—1971 гг. при от­делке церкви Троицы в с. Троице-Лыково (XVII в.) Московской области и пирамидаль­ных шатров церкви Рождества в Путинках (XVII в.) в Москве. Результаты хорошие, фасады сохраняют белизну значительного бо­лее долгий срок.

Другим примером применения кремнийор­ганических добавок, в частности этилсилика­та, может случить введение в состав строи­тельных растворов I—2% этилсиликата одно­временно с 10 — 15% ПВАЭ. Лаборатория ВПНРК после ряда исследований установила, что подобная добавка может служить для заделки утрат и выбоин в древней кладке. Модификация ПВАЭ добавками этилсиликата, сохраняя положительные качества эмуль­сии, почти без изменения «облагораживает» свойства растворов: ощутимо уменьшается усадка, ст

123	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: