Специфика ремонта и реставрации старинных сооружений

Яковлева М. Лайкин В. Специфика ремонта и реставрации старинных сооружений // Строительство и реконструкция . . 13 марта 2002 (№ 3) . С. 15

Исторические сооружения, храмы и памятники архитектуры строились с преимущественным использованием природного камня и материалов, основным компонентом которых являлась известь. Известь выдерживалась в специальных «творильных» ямах для придания нужных свойств, чем и объясняется долговечность старинных сооружений. Однако с изменением состава атмосферы, особенно в крупных мегаполисах, коррозионное воздействие на материалы существенно увеличилось. Поверхностная «патина» (СаСО₃) известковых покрытий стен, деталей и форм разрушается под действием кислотных дождей и агрессивной углекислоты.

В настоящее время можно выделить несколько основных направлений обеспечения сохранности памятников старины. К ним относятся:
• Технические способы защиты сооружений от воды и атмосферных воздействий: устройство дренажных систем, горизонтальная отсечка грунтовой влаги, защита наружных икон органическим стеклом, тентовые конструкции и т.д.
• Теплофизические методы: теплоизоляционные устройства, препятствующие теплопереносу через стены, а также создание искусственного микроклимата вокруг сооружения путем ограниченного воздушного обогрева.
• Химические методы, применение которых возрастает ежегодно в связи с прогрессом в области создания новых строительных материалов с заданными свойствами и внедрением новых технологий.
Специалисты по реставрационным работам отмечают, что современные материалы для индустриального строительства не всегда подходят для ремонта и реставрации старинных зданий. Известь производится по другой технологии, традиционные цементные материалы тяжеловаты и обладают малой паропроницаемостью, гипс плохо совместим с известью и цементом.
Поэтому чрезвычайно большое значение имеет профессиональный подбор эффективно работающих материалов в качестве модифицирующих, структурирующих и защитных систем.
Химические методы реставрации и ремонта предполагают, в первую очередь, соответствующую подготовку поверхности.
Обновление старой поверхности начинается с очистки от продуктов коррозии и других наслоений. Здесь при непрофессиональном выборе способа очистки легко повредить основной материал, поэтому пескоструйная и, тем более, дробеструйная виды обработки вряд ли приемлемы. Современные способы очистки предлагают пароструйную, ультразвуковую и для уникальных памятников — супердорогую лазерную очистку поверхности.
Первичным химическим воздействием на очищенную поверхность является ее санация, куда входят антисептирование и обессоливание.
Длительное воздействие влаги приводит к появлению на стенах множественных колоний органического происхождения: плесень, водоросли, грибы. В зависимости от степени бактериального поражения определяется характер антисептирования. Как правило, это применение органических жидкостей пролонгированного действия, уничтожающих колонии и предотвращающие возможность их дальнейшего появления. Примером такой жидкости является RENOGAL -универсальный антисептирующий состав для любых минеральных поверхностей.
Следующий этап — преобразование водорастворимых солей. Поступая по капиллярам вместе с грунтовыми водами, соли остаются в кладке после испарения воды. Как уже было отмечено выше, распирающее давление кристаллизационных структур формирует новые капилляры и поры. Преобразование в водонерастворимые кремнефтористые соли (например, действием раствора ESCO-FLUAT) приводит к кольматации пор. Тем самым закрывается доступ последующему транспорту солей с водой и существенно замедляется солевая коррозия материала.
Наиболее сложной и ответственной частью реставрационных работ является третий этап — структурное укрепление материала. Сложность проблем заключается в достижении необходимой прочности: когезионной — между частицами старого материала и адгезионной, обеспечивающей сцепление ремонтного материала с основным. Кроме того, ремонтные составы не должны вносить химических изменений в структуру основы, ибо это может повлечь возможную деструкцию материала. Исходя из этих основных предпосылок, целесообразно использование химически родственных систем, близких по составу и свойствам природным материалам: известковые вяжущие, каменную муку, тщательно разработанные по рецептуре сухие ремонтные смеси, легкие «дышащие» штукатурные составы, активный кремнезем.
При проведении реставрационно-защитных работ хорошо зарекомендовали себя системы санирующих штукатурок THERMOPAL в сочетании с силикатной краской ADICOR-SK.
Основным ремонтно-штукатурным составом является THERMOPAL-SR22 — цементно-известковая, на легких и пористых заполнителях, гидрофобная, санирующая штукатурка, обладающая способностью скапливать в себе соли. Сухая растворная смесь, приготовленная в заводских условиях, затворяется водой и содержит в свежеприготовленном растворе до 27 % объемных пор. Высокая степень паропроницаемости и возможность распределения в порах продуктов кристаллизации и гидратации солей позволяют использовать штукатурный состав для влажных наружных и внутренних стен, обеспечивая долговечность и необходимые эксплуатационные свойства материала.
В качестве финишной штукатурки и шпаклевки для создания гладкой внешней поверхности используется THERMOPAL-FS33 — сухая трассово-известковая смесь с добавкой веществ, усиливающих адгезию. Штукатурка паропроницаема, отверждается без усадочных трещин и технологична в работе. Наносится на слегка увлажненную поверхность.
Последним системным компонентом в ремонтно-реставрационном процессе является силикатная краска ADICOR-SK. Это специальная однокомпонентная краска с высокой адгезионной и диффузионной способностью, которая, благодаря наличию кремневых веществ, образует однородную пленку на минеральной поверхности. Содержит высококачественный белый пигмент и специальные наполнители, определяющие высокую покрывающую способность краски.
В качестве разбавителя и грунтовки используется прозрачный раствор ADICOR-G, стабилизирующий минеральную поверхность перед последующей окраской.
Указанная система была использована при ремонте и реставрации поврежденных участков ряда исторических сооружений, в том числе, и старинного Успенского собора. На рисунках показана очистка и санация стен с целью удаления солей и биологических повреждений системами. После чего был выполнен весь комплекс ремонтно-восстановительных работ с применением системы THERMOPAL — ADICOR. Помимо указанной выше системы санирующих штукатурок, можно воспользоваться специальной добавкой для цементно-известково-песчаных смесей. Это THERMOPAL-P — порообразующая и гидрофобизирующая добавка для приготовления ремонтных паропроницаемых штукатурных растворов со степенью пористости до 30%. Количество добавки в растворе равно 1,25% к весу вяжущих материалов. Эти растворы могут быть применены для ремонта и выравнивания поверхностей стен из природного камня и кирпича перед нанесением штукатурки THERMOPAL-SR22.
Наряду с вопросами структурного укрепления серьезное значение имеет проблема гидрофобизации материала в целях защиты от атмосферных воздействий.
Гидрофобизация материала может происходить как путем добавок соответствующих веществ в исходные строительные смеси, так и с помощью пропиточных систем, основу которых составляют кремний-органические соединения.
Добавки производят гидрофобно-пластифицирующее и уплотняющее действие на бетоны и растворы, препятствуют карбонизации бетона и известковых систем, повышают атмосферостойкость материалов. Механизм этого воздействия достаточно хорошо изучен, и водонепроницаемость достигается путем точного распределения в строительном растворе гидрофобизирующих групп вводимой добавки (ASOLIN-DM, ASOLIN-K).
Действие кремнийорганических соединений неоднозначно. Низкомолекулярные кремнийорганические жидкости с короткими алкильными заместителями у атома кремния (этоксисилоксаны) могут вступать в химическое взаимодействие с известь содержащими материалами, образуя твердые, атмосферостойкие продукты. Примером такого действия является силоксаановая жидкость ASOLIN-OH30, которая в процессе реставрации исторических памятников производит глубинную обработку выветренных и разрушенных зон строительных материалов с образованием новых продуктов, не адсорбирующих грязь. Применяется для реставрации каменной кладки (натурального камня), штукатурного гипса и фресок, кирпича и терракоты.
Низкомолекулярные полисилоксаны с длинными алкильными цепочками используются в качестве пропиточных составов для минеральных пористых материалов. Пропиточная жидкость ASOLIN-WS обладает ярко выраженным гидрофобизующим эффектом за счет оптимального соотношения между длиной основной цепи, определяющей глубину проникновения, и величиной водоотталкивающего углеводородного радикала. Состав применяется для защиты от атмосферной влаги фасадов из кирпича, силикатного кирпича, бетона, минеральных штукатурок и красок.
Защитой от грунтовой воды является горизонтальная отсечная гидроизоляция — заслон от поднимающейся в стенах капиллярной влаги.
Следует отметить, что особенностью старинных сооружений является нарушение систем горизонтальной гидроизоляции в связи с естественным подъемом грунта. Усиливающийся капиллярный подсос воды, особенно в условиях влажных фунтов, интенсифицирует процессы разрушения.
Отсечная гидроизоляция осуществляется путем иньектирования под давлением в специально подготовленные шпуры гидрофобизирующего материала, например, силиконовой микроэмульсии AQUAFIN-SMK, образующейся путем разбавления концентрата. При этом образуются частицы размером 40 — 70 нм, гидрофобизирующие внутренние стенки капилляров.
В качестве горизонтальной отсечки может быть использован раствор AQUAFIN-F, действие которого основано на реакции с известью и образовании труднорастворимых соединений, перекрывающих капиллярную структуру.
В заключение следует отметить, что только комплексная защита с системным выбором строительных материалов с заданными свойствами для каждого конкретного объекта может дать положительные результаты в решении сложных проблем ремонта и реставрации старинных зданий и сооружений.