Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Дефекты облицовки зданий

облицовка дефект стена здание

Введение

При строительстве и реконструкции здании, строители часто сталкиваются с различными дефектами облицовок. Это может быть связано с несколькими факторами:

· производственный брак (в связи с несоблюдением технологии или использованием некачественного сырья)

· неправильное хранение материалов

· нарушение технологии монтажа

· неправильная эксплуатация

Статистика показывает что дефекты в наружных облицовках появляются в результате ошибок, допущенных на стадии проектирования - около 60 %; низкого качества материалов - около 10 %; отступлений от проектов производства работ - около 20 %; неудовлетворительной эксплуатации здания в целом и каменной облицовки в частности и других причин - почти 10 %.

Ошибки, допускаемые на стадии проектирования, вызывают наиболее многочисленные не только по количеству, но и по степени тяжести дефекты облицовки. Это неправильный выбор пород камня исходя из условий его работы в конструкции, недостаточная конструктивная проработка решений облицовки, недоработки в конструкциях, защищающих каменные поверхности.

Ошибки при разработке конструкций облицовки стен могут быть вызваны такими причинами, как занижение толщины плит на фасадах, что приводит к утоньшению защитной полочки между крюком крепежа и гранью плиты и при недостаточной адгезии с раствором к снижению надежности установки изделия.

Недочеты в устройствах армокаркасов. Одной из самых применяемых в практике и наиболее рациональной является схема устройства армокаркасов, при которой плита облицовки крепится на стержни с помощью крюка. Осуществление этой схемы связано с установкой в процессе кладки стальных петель (штырей) или с выпуском на 2-2,5 см за вертикальную плоскость стены арматурных кладочных стенок. В рабочих чертежах кладок стен эти детали часто не разрабатываются, что вызывает на практике необходимость массовой забивки анкеров в швы кладки или высверливать многие тысячи отверстий для штырей, к которым затем будут крепиться армокаркасы. В результате надежность закрепления этого элемента ниже, чем такого же, установленного в процессе возведения здания.

При облицовке панельных стен отсутствие закладных деталей для крепления армокаркасов приводит к их массовой "пристрелке" в процессе производства работ, что снижает темпы монтажа плит камня и не всегда обеспечивает гарантированную надежность облицовки. Допускаются ошибки в расчете шага арматуры, к которой крепятся крюки-пироны.

Нередко в проектах допускают слабую проработку опорных узлов крепления нижней части облицовок на опорные уголки, которые изготавливают из нержавеющей стали Или из стали с антикоррозионным покрытием и закрепляют в стене. Надежный вид закрепления - сварка с закладным элементом, однако в рабочих чертежах кирпичной кладки или панелей он часто пропускается.

Проектировщики зачастую проявляют недостаточное внимание к конструкции швов и не предусматривают, не рассчитывают в проектах горизонтальные и вертикальные швы, которые необходимы для компенсации относительных смещений облицовки и стены, вызванных осадочными, усадочными и температурными деформациями.

Недоработки и ошибки в проектах конструкций, защищающих каменные поверхности, приводят к тому, что облицовки конструктивно недостаточно защищены от попадания влаги на их тыльную сторону. Наиболее уязвимым местом облицовки являются горизонтальные элементы покрытия парапетов, ограждающих стенок. По правилам на них должно устраиваться окрытие из кровельной оцинкованной стали или алюминиевых листов. При использовании гранитных плит или плотного известняка они должны иметь толщину не менее 6-7 см. Швы между плитами тщательно разделывают и заполняют герметиком. Устраивают металлоокрытия и на выступающих поясках, наружных отливах окон, карнизах, козырьках и т. п. Окрытия должны иметь уклоны, обеспечивающие сток влаги. Однако в практике проектирования устройство металлоокрытий предусматривается далеко не всегда, а плиты парапетов, карнизов не имеют достаточных вылетов, необходимой толщины и уклонов, не разрабатываются специальные узлы крепежа этих элементов; швы между плитами не имеют четких решений по обеспечению их влагонепроницаемости. В лучшем случае проектной документацией предусматривается проливка швов цементным раствором. В результате недоработок происходит выкрашивание и вымывание раствора из швов, затекание влаги на облицовку, что ведет к появлению высолов, пятен и отслоения плит. Недостаточно решается конструктивная защита камня и при устройстве стилобатов, террас, крылец. Влага может проникать как через швы накрывочных плит, так и через швы между накрывочной плитой и покрытием горизонтальной части стилобата. Ошибки в конструктивном решении швов приводят к нарушению внешнего вида вертикальных стенок и их разрушению. Поэтому важно устройство специальных изоляционных слоев из рулонных материалов или специальных битумных мастик. Они перекрывают путь движению влаги за облицовку стен.

Дефекты, вызываемые отступлениями от проектов производства работ при производстве работ. При производстве работ допускаются различного рода отступления и ошибки, которые также могут ухудшить внешний вид облицовки и ее конструктивную надежность. Этими ошибками являются несоблюдение вертикальности и горизонтальности швов и некачественная их обработка; завышение толщины швов; разнотонность смежных плит облицовки или ее рядов; несовпадение слоев на фактурной поверхности камня; некачественная подгонка плит при их приторцовке и несовпадение плит по плоскости. Кроме того, конструктивная надежность облицовки может быть ухудшена, если установка плит облицовки произведена на коррозионно нестойких крепежных элементах. В начальный период эксплуатации это может вызвать образование на поверхности светлого камня бурых пятен от окислов железа, а в дальнейшем привести к тому, что крепежный элемент разрушится. В соответствии с технологической картой каждая плита облицовки должна крепиться как минимум двумя анкерами (кроме тонкопиленых плит в интерьере), в практике строительства по вине исполнителей работ допускается установка креплений в меньшем количестве. При хорошем сцеплении раствора и облицовочных плит этот брак может быть скрытым долгое время. Единственный применяемый при этом вид контроля - визуальный. Однако он недостаточно эффективен при больших площадях облицовок. При установке закладных пластин или штырей (петель) допускаются случаи их некачественного закрепления. Вертикальные и горизонтальные стержни крепятся к закладным сваркой; плохая сварка этих стыков также является производственным дефектом. Контроль качества сварки и закладного крепежа в облицовочных работах затруднителен.

При установке плит первых рядов и для выверки плит по вертикали в процессе монтажа используются деревянные клинья. В практике бывают случаи, когда в пазухе между стеной и плитой эти клинья оставляют. В период эксплуатации клинья набухают и могут вызвать смещение плит, а выпадение высохших клиньев из швов приводит к образованию щелей.

При неполном заполнении раствором пространства между плитами облицовки и стеной образовавшиеся пустоты могут способствовать накоплению влаги и коррозии армокаркаса. Своевременно обраружить этот дефект можно лишь простукиванием плит облицовки на поверхности стены, что практически невозможно.

Некачественная укладка элементов на горизонтальной поверхности также может привести к дефектам при производстве работ. В этом случае дефект монтажа приводит к тому, что образуются неровности, способствующие застою воды. Так, при нарушении уклонов ступеней может быть затруднен сток воды, а при контруклонах происходит затекание воды под них, что создает предпосылки к деформации лестницы. Плохо проработанные швы между плитами парапетов, накрывочными плитами и т. п. создают возможность проникновению влаги через них, что вызывает образование высолов и отслоение облицовок.

Дефекты из-за низкого качества применяемых материалов и изделий. Дефекты камня имеют место, если допущены отклонения по геометрическим размерам, превышающие нормативные допуски, или имеются трещины и поверхностные каверны. При обнаружении отклонений в геометрических размерах камня его дорабатывают до установки. Трещины заделывают мастиками, а сколы плиты склеивают эпоксидными смолами. Если эти дефекты не устранить до установки плит, то потом их исправить практически невозможно.

Дефекты замоноличивающих растворов связаны в основном с занижением его марки и применением непроектных цементов. Так, высолы на поверхности облицовки являются следствием того, что вместо специальных растворов на пуццолановом портландцементе используются обычные кладочные цементно-песчаные. Иногда игнорируются требования о необходимости применения раствора на белом цементе при устройстве облицовок из мрамора светлых тонов, что, помимо высолов, приводит к потемнению мраморной плиты. Дефекты крепежных элементов - крюков, анкеров могут быть связаны с некачественным антикоррозионным покрытием заготовок или с использованием штырей, пиронов из несоответствующих марок металлов. Эти несоответствия приводят к их преждевременному разрушению.

Эксплуатационные факторы связаны с температурой, влажностью, запыленностью воздуха, осадками в виде дождя, снега, ударными воздействиями и т.д. Все они оказывают влияние на сохранность эксплуатации в период ее эксплуатации. Производственные факторы, такие, как соответствие качества выполняемых работ нормативным требованиям, формируются в процессе выполнения облицовочных работ, а проявляются в период эксплуатации облицовок. Конструктивные факторы связаны с выбором камня и решениями конструкции облицовки.
Наружная облицовка в процессе эксплуатации, прежде всего, испытывает температурные воздействия, вызывающие напряжения. Их результатом могут быть деформации плит облицовки. Они возникают как при изменении температуры в течение суток, так и при смене времен года. На наружную облицовку из камня большое влияние оказывают атмосферные осадки в виде дождя, града, снега, а также ветер, влага, проникающая в облицовку как снаружи, так и изнутри, свет и механические воздействия. Воздействие ветровой нагрузки, которая сама по себе влияния на облицовку не оказывает, может оказаться существенным в случае повышения атмосферных осадков, так как дождевая вода под действием ветра может проникать в швы облицовки и при замерзании вызывать смещение плит.
В процессе эксплуатации зданий влага, вызванная функциональными процессами, протекающими в зданиях, непрерывно мигрируют сквозь стену к наружной поверхности. Зимой на контакте цементно-песчаного раствора с камнем возникают перепады температуры и создаются условия для ее конденсации. Образующаяся вода, замерзая, может вызвать отслоение, а в некоторых случаях и деформацию плит облицовки. Существенный вред облицовке наносят химические воздействия воздушной среды, загрязненной выбросами промышленных предприятий, транспорта, ТЭЦ и др., особенно в тех случаях, когда газы растворены во влаге, проникающей в облицовку. Например, облицовка объектов из природного камня мягких пород с течением времени подвергается разрушению под воздействием находящихся в воздухе промышленных городов сернистых газов, образующих в соединении с влагой воздуха серную кислоту. В результате действия этой кислоты на мраморных, известняковых плитах углекислый кальций превращается в гипс, нестойкий к влаге воздуха.
Кроме того, на облицовку воздействует мигрирующая влага, содержащая растворы солей, которые она получает из цементно-песчаного раствора кладки, особенно при применении зимних методов производства работ. В период с повышенной температурой наружного воздуха в сравнительно неплотных породах типа доломита, известняка влага способна перемещаться относительно свободно. И если на наружной поверхности фасада ставят условия равновесия между капиллярным подсосом и скоростью испарения, то вода, испаряясь, оставляет на фасаде соляные пятна, так называемое «цветение» камня, что ухудшает декоративные качества облицовки. В случае сухих помещений или достаточно высокой температуры наружного воздуха равновесие между испарением и подсосом может наступить не на наружной поверхности плит облицовки, а несколько глубже. В этом существует опасность внутренней кристаллизации солей с возникновением больших внутренних напряжений, в результате которых облицовка может расслоиться.

Облицовка ведется с использованием следующих материалов:

· природные каменные материалы

· искусственные каменные (керамические) материалы

· полимеры и др.

Из природных камней наиболее стойки к влияниям физико-химических воздействий граниты. Гранитная облицовка может разрушиться из-за того, что находящиеся в составе камня кристаллы разного химического состава и цвета обладают неодинаковым температурным расширением и по плоскостям спайности кристаллов могут образоваться увеличивающиеся со временем трещины. Попадающая в них влага при замерзании вызывает еще большее разрушение породы, что особенно опасно для крупнокристаллического гранита. На южных фасадах здания, где суточные колебания температуры наибольшие, степень появления трещин выше, чем на северных.

Производители кирпича в рекламных статьях всегда подчеркивают, что кирпич - один из наиболее древних строительных материалов. Это действительно так. Лицевой керамический кирпич, говорят они, производился еще в древнем Вавилоне. Это тоже так. Значит, кирпич - идеальный облицовочный материал? Вот этот тезис представляется сомнительным. К сожалению, лицевой керамический кирпич, выпускающийся в нашей стране (я имею в виду бывший СССР) отнюдь не идеален. Проблемы связаны с содержанием извести, цветом и геометрией.

Искусственный камень представляет собой бетон различных цветов на основе измолотого природного камня и цемента. Конструкции из него по виду похожи на изделия из естественного камня и часто его заменяют. Большинство ошибок, связанных с использованием в строительстве искусственного камня, происходит еще в период его изготовления на стройплощадке. Цемент, используемый для приготовления бетона, часто бывает залежалым, комковатым, раствор трудно размешать равномерно и при обработке поверхности нередко проявляются пятна разной величины, которые впоследствии осыпаются.

1. Возможные дефекты облицовки и методы их устранения

1.1 Основные дефекты при отделке поверхностей природным камнем

Природный камень -- высокодекоративный и долговечный строительный материал, и появление дефектов в облицовке до истечения нормативного срока службы -- явление недопустимое. Ошибки при подборе камня значительно снижают эстетические качества облицовки, ухудшают ее внешний вид. Более серьезными являются нарушения, приводящие к смещению элементов облицовки и к выпадению отдельных плит.

Для интерьера здания ошибки в выборе камня не столь опасны. Тем не менее, и они приносят материальные убытки, нарушают функциональные процессы в зданиях. Например, мраморные ступени в универмагах из-за повышенной стираемости материала выходят из строя через 5 лет, после чего требуется их полная замена. Иногда для зоны, примыкающей непосредственно к полу, используют камень шлифованной фактуры (доломит, ракушечник, туф, известняк), что вызывает потерю плитами декоративных качеств из-за попадания влаги и грязи при уборки помещения. Конструкции каменных облицовок в современной архитектуре более просты, чем в старинных зданиях и сооружениях, поэтому ошибки, связанные с сочетаниями в облицовках различных пород камня, встречаются относительно редко. Порой все же допускают непосредственный контакт гранита кордонного камня цоколя с доломитом поля стены, что ведет из-за подсоса влаги к систематическому намоканию стены и к ухудшению ее внешнего вида. Этот же результат имеет место при опирании плит облицовки стен из известняка и доломита на гранитные плиты площадок, стилобатов. Для того, чтобы избежать дефектов такого рода, необходимо строго соблюдать требования по подбору пород камня при проектировании его в тех или иных конструкциях; предусматривать обязательное устройство каменных плинтусов только из гранита и мрамора; не допускать на фасадах, где возможен подсос влаги, непосредственного контакта элементов из камней различной твердости.

1.2 Правильный выбор камня

Анализ оценочных данных последних лет свидетельствует о том, что максимальный объем облицовочного камня в РФ использовался гражданским строительством (55%), на жилищное (в т.ч. индивидуальное) строительство приходилось - 16%, на строительство культовых сооружений и реставрацию историко-архитектурных объектов - 15 %, на изготовление ритуальных изделий - 14%.

Следует отметить, однако, что значительная часть облицовок в Москве, Санкт-Петербурге и других городах, особенно в исторической части городов, находится в неудовлетворительном состоянии (а иногда и близком к аварийному):

· Разрушение и расслоение отдельных деталей фасадов,

· Сколы частей камня,

· Интенсивная поверхностная эрозия,

· Высолы и пятна на поверхности и т.п.

При этом, наряду с утратой прочностных и эксплуатационных свойств, обуславливающих потенциальную опасность облицовки для пешеходов, происходит снижение эстетических качеств камня (загрязнение, выцветание и т.п.), превращающее его в заурядный невзрачный материал и ставя под сомнение художественные достоинства даже историко-архитектурных памятников.

Происходящая в городах деградация наружной облицовки вызвана многофакторными причинами:

· резким возрастанием за последние годы атмосферной агрессии;

· интенсивным развитием городского транспорта, приводящим к росту вибрационных нагрузок на здания;

· изменением гидродинамического состояния грунтов, вызывающим осадку и деформацию конструкций;

· активным использованием на дорогах противогололедных солевых реагентов;

· ошибками при проектировании (в выборе камня и конструктивных решений облицовки);

· нарушением или несоблюдением правил рациональной эксплуатации облицовок и т.д.

Ошибки в выборе материала облицовки обычно приводят к наиболее тяжелым последствиям и чаще всего связаны с использованием для наружной облицовки различных известняков и мраморов.

В случаях, когда выбранный материал не обладает достаточной морозостойкостью и имеет низкий коэффициент размягчения вследствие природных недостатков камня (как китайские граниты), либо из-за его техногенной нарушенности (сырье для деталей облицовки поступает из карьеров из под взрывов), происходит разрушение облицовки в течение весьма короткого периода времени.

Весьма многочисленные и характерные ошибки при выборе камня для облицовки цоколя зданий связаны с использованием для этой цели пород карбонатного состава (мраморов, известняков, доломитов): такие материалы в деталях, соприкасающихся с грунтом, с течением времени начинают терять свою привлекательность (темнеть, буреть), а иногда и полностью разрушаться вследствие подсоса грунтовых вод с различными растворенными в них солями. Очевидно, для данных условий эксплуатации необходимо использовать камни с высокой солестойкостью (например, соответствующие граниты).

Иногда для украшения фасада архитектор выбирает цветные камни, не имея представления об их цветостойкости, т.е. устойчивости к воздействию ультрафиолетовых лучей. Однако, многие виды камня хроматической цветовой гаммы на солнце быстро выцветают, утрачивают свои декоративные качества.

Это относится прежде всего к:

· черным и зеленым мраморам,

· зеленым доломитам,

· змеевикам.

Тем не менее, продолжается повальное увлечение использованием в наружных облицовках (порталы, цоколи и т.п.), например, греческого зеленого доломита "верде тинос", итальянских цветных мраморов и др.

Следует отметить, что ошибки в выборе камня могут привести и к появлению дефектов даже на деталях из прочных пород, например, гранитов. Известно, что далеко не все граниты могут успешно противостоять температурному воздействию (замораживанию-оттаиванию. в зимнее время, разогреву. под воздействием солнца летом), в результате чего происходит шелушение их лицевой поверхности (это относится к емельяновскому, важнозерскому и некоторым другим гранитам).

Наиболее интенсивному шелушению обычно подвержены гранитные детали в нижней части фасада (цоколь), где это явление на первом этапе провоцируется абразивным действием на полированную поверхность камня частичек песка, заносимых с ветровым потоком либо "противогололедной" техникой.

Другой характерный дефект гранитной облицовки - пятна намокания - обусловлен повышенным показателем водопоглощения.

Высолы на граните - один из распространенных дефектов облицовки, являющихся следствием плохой гидроизоляции швов, низкого качества раствора, а также присутствие в нем противоморозных добавок (нитрата натрия). В процессе фильтрации по цементу закладочного пространства вода насыщается содержащимися в нем растворимыми солями и через швы выходит на лицевую поверхность камня, где соли выпадают в осадок в виде высолов белого цвета.

Ржавые пятна на граните (на парапетах, плитах мощения, брусчатке и т.п.) могут возникнуть в результате различных причин, главная из которых - брак распиловки, подлежащий устранению на камнеобрабатывающем заводе (в соответствии с требованиями стандарта на архитектурно-строительные изделия, поверхность пиленых плит должна быть тщательно очищена от следов металлической пыли, оксидов и т.п.). Этот дефект может быть устранен пескоструйным способом либо химическими методами (обработка поверхности реактивами кислого состава с последующей интенсивной промывкой водой).

Пятна на мраморе (ржавые, бурые и т.п.) - дефект, характерный, главным образом, для белого коелгинского мрамора, имеющего неблагоприятную поровую структуру ("губка"); при такой структуре происходит активный подсос в камень частичек грязи и, в первую очередь, органики (тонинов), образующихся в результате разложения оберточной бумаги, дерева (ящики либо клинья, оставленные за облицовкой), конопатки и т.п. При увлажнении облицовки эти вещества вместе с водой уходят вглубь камня, а при высыхании вновь выталкиваются на поверхность фасада испаряющейся влагой. Устраняются такие пятна весьма трудоемко.

Значительная часть дефектов камня в облицовках интерьеров связана с ошибками, допущенными при выборе материала.

Так, например, часто встречающиеся вытертости и корытообразные впадины на мраморных полах и лестничных ступенях - результат выбора мрамора без учета его истираемости, которая может быть весьма высокой, особенно у уральских мраморов (уфалейский, мраморский, пугачевский и др.), а также у многих зарубежных материалов ("роса верона", "брекчиа перниче" и др.) Показатели истираемости этих материалов не соответствуют действующему стандарту.

Другой распространенный дефект мраморных полов - разрушение плит под воздействием антигололедных солей (хлористый натрий и др.), заносимых с улицы (доломит "верде тинос", мрамор "рэд эритрия" и др.) Очевидно, в процессе проектирования необходимо подбирать более солестойкие виды камня и, в то же время, предусматривать меры по предотвращению заноса солей в помещение.

Следует остановиться еще на одном распространенном дефекте покрытий пола - шелушении полированной поверхности камня. Этот дефект обычно проявляется на изделиях, у которых поровая структура была полностью закрыта в процессе полировки с использованием синтетической мастики для улучшения качества глянца (этим часто пользуются итальянские и китайские фирмы); в результате камень начисто лишается паро- и воздухопроницаемости: испарение воды, попавшей под камень, через швы затрудняется, застой приводит к частичному растворению кальцита и переотложению солей - двойного гидрокарбоната, разрывающего поверхностную пленку и вызывающего шелушение камня. Этот эффект проявляется еще более ярко, когда в раствор для улучшения схватывания его с камнем добавляют ПВА либо другой компонент кислого состава, интенсифицирующий процесс растворения кальцита. Эти явления наблюдаются во многих офисах, банках буквально через несколько недель или месяцев после укладки полов. Устранить указанный недостаток можно переполировкой полов!

1.3 Правила ухода за облицовкой из природного камня

Для того чтобы увеличить срок службы облицовки из природного камня, необходимо за ней правильно ухаживать. Несмотря на то, что природный камень очень прочен, с течением времени он все же подвергается деформации: раскалывается на куски, выветривается, на его поверхности появляются трещины, выщербины и т.д. Для заделки выщербин используют смоляную, цементно-известковую заливки и заделку из жидкого стекла. Отколовшиеся части камней склеивают холодным способом клеями из синтетических смол: эпоксидными и полибутилметакрилатными (ПМБ), а трещины заделывают мастиками на этих же клеях и перхлорвиниловом лаке. При склеивании, так же как и при заливке щелей, устраивают дополнительное крепление пиронами, скобами из нержавеющей стали или меди.

При использовании шеллака поверхности склеиваемых частей одновременно нагревают до одинаковой температуры (100-120° С) и обсыпают мелким шеллаком, который плавится и закипает. Затем склеиваемые куски, покрытые расплавленным шеллаком, соединяют. Ударами деревянного молотка шов соединения выравнивают. Склеиваемые части нужно придерживать до тех пор, пока шеллак не отвердеет.

При швах толщиной более 1 мм применяется эпоксидный клей с минеральным наполнителем -- мраморной мукой, цементом, тальком. Для подцветки в клей могут добавляться пигменты: сурик, охра, умбра, сажа.

При заделке трещин в камне горячим способом применяют специальные мастики. Для того чтобы дольше сохранить первоначальный вид фасадов, их подвергают периодической очистке от загрязнений.

Для устранения дефектов облицовки из природного камня, таких, как разрушения в результате действия углекислоты и образования сульфатов, необходима флюатация водным раствором кремнефтористого натрия для облицовок из известняка или других материалов с большим содержанием извести, а также вощение путем покрытия поверхности тонким раствором воска со скипидаром; покрытие парафином, растворенным в легком нефтяном дистиллате или каменноугольном масле; покрытие жидким раствором нитроцеллюлозы на ацетоне или уксусной кислоте.

При загрязнении поверхности пылью, сажей, копотью рекомендуется очистка пескоструйным аппаратом; промывка холодной водой под напором при условии службы облицовки не более трех лет; при более длительном сроке службы -- очистка паром.

Для устранения масляных пятен нужно нанести на поверхность пасту из мела или инфузорной земли с химически чистым бензином слоем 1-2 мм. Она остается до полного высыхания, а затем смывается теплой водой. Пятна ржавчины устраняются нанесением на поверхность облицовки густого слоя смеси угленатровой соли (1 ч), гашеной извести (2 ч), жидкого мыла (3 ч), древесных опилок (4 ч). Смесь предварительно кипятят. На поверхности облицовки ее выдерживают 24 часа, а затем смывают.

Зеленые пятна в месте расположения медных креплений можно устранить нанесением двухкратного покрытия пасты из хлористого аммония, порошка талька и аммиачной воды необходимой консистенции. Покрытие удаляется промывкой водой.

Пятна от дыма и копоти удаляют путем протирания раствором каустической соды (1,5 кг) и воды (4 л). Протирают жесткой щеткой и смывают чистой водой.

Нефтяные пятна устраняются нанесением пасты из соды (2 ч), извести-пушонки (1 ч), пемзового порошка отмученного (1 ч) и воды до необходимой густоты. Операция повторяется до полного исчезновения пятна. После высыхания паста удаляется.

Если со временем начинается процесс разрушения отделки от коррозии металлических покрытий, неплотных сопряжений и проч., то исправления отделки в этом случае выполняют после очистки, так как только в этом случае выявляются все дефектные места.

Очистку изделий из природного камня при грубо обработанной поверхности элементов выполняют чаще всего пескоструйной обработкой. Очистку облицованных поверхностей производят в вертикальном направлении (кроме архитектурных деталей и украшений), при этом ось сопла пескоструйного аппарата должна составлять с плоскостью очищаемого фасада угол 45-60°, а само сопло должно находится от очищаемой поверхности на расстоянии 60-70 мм. При шлифованных и полированных поверхностях грязевые осадки смываются водой. Пескоструйная очистка для них недопустима.

1.4 Дефекты кирпичной кладки и облицовочного кирпича

Наличие в облицовочном кирпиче вкраплений извести - одна из основных проблем, которую не могут до конца решить российские производители. А для клиента это оборачивается настоящей головной болью. Под действием атмосферной влаги известь разбухает. Внутри кирпича глиняная масса сдерживает расширение этих вкраплений. Кроме того, насквозь кирпич не промокает. Но вкрапления, находящиеся у лицевой поверхности кирпича, разрывают эту поверхность. Образуются сколы размером в несколько миллиметров.

К сожалению, на свежем кирпиче эти дефекты не видны. Они начинают проявляться лишь через какое-то время, так что "на глаз" определить высокое содержание извести крайне сложно.

Вторая болезнь, которой также страдают не только мелкие, но и крупные производители - нарушение геометрии кирпича. При ближайшем рассмотрении оказывается, что имеет он отнюдь не идеальную брусковую форму. Кроме того, ребра кирпичей слишком часто имеют сколы, не только малоприятные для глаза, но и нарушающие в итоге устойчивость кирпича к внешней среде. Нетрудно понять, что рабочим класть стену из такого кирпича достаточно сложно, к тому же сгладить дефекты геометрии не всегда под силу даже опытным каменщикам.

Еще одна особенность облицовочного кирпича: разные его партии обычно имеют разный оттенок. Увы! "Соломенные", к примеру, кирпичи, выпущенные на одном и том же заводе в разное время, могут выглядеть не как родные, а как двоюродные братья: один ближе к "слоновой кости", другой - к "абрикосу" и т.п.

Одним из выходов является покупка кирпича одной партией, сразу на весь дом, причем с приличным запасом - примерно в 20%. Во-первых, на пришедших поддонах до 10% может составлять кирпич, в процессе транспортировки получивший дефекты (разломы, сколы). Во-вторых, расчеты проектировщиков всегда страдают некоторой неточностью. А кирпич из следующей партии может иметь отличный оттенок. Конечно, существуют импортные кирпичи, идеальные по форме, прочности, выдержанности цвета, поставляющиеся в безупречной упаковке. Но это - слишком дорогое удовольствие, "элита" стройматериалов.

Очень важно, чтобы керамический кирпич имел высокую морозостойкость. Морозостойкость ниже 35 циклов, по нашему мнению, для использования в Центральном регионе России не подходит. Однако в системе испытания кирпича на морозостойкость в последнее время удалось обнаружить серьезную. Современные нормы допускают использование для испытаний оборудования, которое, как выяснилось, может завысить реальную морозостойкость кирпича… на 20 циклов!!! Так что купленный вами кирпич с морозостойкостью 35 циклов на самом деле может иметь морозостойкость всего 15. При этом все сертификаты будут в полном порядке.

К чему приводит применение лицевого керамического кирпича с недостаточной морозостойкостью, часто бывает видно на примере кирпичных заборов. Очень часто верхние ряды таких оград выглядят попавшими под артобстрел. Осыпавшаяся облицовка обнажает щелистое чрево. Дело в том, что по верху кирпичной ограды и ее столбов зимой проходит образование наледей, то отмерзающих, то замерзающих опять. Это - точное повторение в естественных условиях лабораторных опытов по определению морозостойкости кирпича.

В последнее время бывший тыл кирпичного фронта - невзрачный силикатный кирпич - обрел новые резервы. Оказывается, силикатный кирпич легко окрасить в самые разные приятные для глаза цвета. Непритязательно, но красиво. Правда, силикатный кирпич не любит влагу. Так что цоколь при этом должен быть облицован каким-либо другим материалом (лучше на основе бетона: бетон обладает очень высокой морозостойкостью и от попадания воды становится только крепче).

И последнее. Многие боятся производить облицовку дома в морозы. Дело в том, что при отрицательной температуре в цементный раствор, на который укладывается кирпич, добавляются специальный противоморозные добавки. Наверное, не стоит описывать, как в считанные минуты без такой добавки раствор, даже горячий, начинает превращаться в куски заледеневшей грязи. К сожалению, основа наиболее доступных по цене, "демократичных" добавок в раствор - соль. (Кроме того, даже если денег у вас достаточно, не сомневайтесь - большинство строитлелей никогда о других добавках и не слышали, пользоваться ими не умеют и не хотят). Через некоторое время стены от нее начинают покрываться не слишком эстетичными белыми пятнами. Но сейчас справится с такой проблемой труда не составляет: составы, отмывающие высолы, производят разные фирмы.

1.5 Высолы на цементных строительных изделиях

Высолы (efflorescence) - белый налёт на поверхности цементных растворов (бетонов), результат диффузии водорастворимых солей и их последующей кристаллизации при высыхании на поверхности строительных изделий (цементсодержащих штукатурок, шпатлевок, кладочных растворов и т.д.). Они представляют собой чаще всего рыхлую массу кристаллических неорганических солей, нежелательность образования которой связана, прежде всего, с потерей декоративного вида строительных конструкций. Благодаря рыхлой структуре, во многих случаях высолы могут счищаться с поверхности механически или исчезать самопроизвольно под воздействием растворяющих или смывающих их атмосферных осадков. Однако в ряде случаев они прочно удерживаются на поверхности, затрудняя ее декоративную отделку.

Высолы могут накапливаться в пористой структуре цементных растворов (например, штукатурок) вблизи поверхности и быть причиной появления дефектов - выкрашивания и даже разрушения поверхностного слоя. В этом случае они оказываются составной (видимой) частью химической коррозии цементного камня под действием водорастворимых солей (сульфатов, карбонатов, нитратов, хлоридов). Также налет может появляться под менее проницаемыми декоративными (отделочными) слоями (шпатлевки, краски) и быть причиной их отторжения (отслаивания) от поверхности с полной потерей ее декоративных свойств. Так или иначе, в большинстве случаев требуются специальные меры для предотвращения появления высолов или для их ликвидации в случаях появления на строительной конструкции.

Источником высолов могут быть все составляющие строительного материала конструкции: цементные растворы (бетоны), кирпич, природный камень, строительные блоки разного состава (шлако-золо-бетонные изделия), кладочные растворы и др., при условии присутствия в этих материалах водорастворимых солей. В настоящей статье мы ограничимся оценкой склонности к высолообразованию материалов на портландцементе - наиболее распространенном компоненте большинства строительных изделий и конструкций. Высолы, источником которых является преимущественно строительный керамический кирпич, достаточно подробно рассмотрены в книге В.В.Инчика «Высолы и солевая коррозия кирпичных стен» (СПб.: 1998).

Непременными условиями появления высолов на поверхности строительных изделий и конструкций является присутствие влаги в материале, растворение в ней солей, содержащихся в материале или поглощенных материалом извне, с последующей миграцией образовавшегося раствора на поверхность изделия и кристаллизацией при сушке. Источники воды в материале конструкции могут быть следующие:

- избыток воды затворения, образовавшийся при приготовлении цементного раствора. Количество воды затворения, как правило, существенно превышает количество воды, необходимое для химического взаимодействия в системе (для гидратации цемента). Эта избыточная вода является источником увлажнения конструкции при ее строительстве и сохраняется в качестве неизбежной "первичной" влажности до естественного высыхания конструкции. Эта первичная влажность значительна, по некоторым данным она может достигать 10-15% для кирпичной кладки, 20-50% для шлакобетонных блоков и ячеистого бетона по отношению к массе сухой кладки. В эту величину влажности входит также технологическая влажность изделий, поступающих на стройки с завода. В условиях естественной сушки известково-песчаный раствор, имеющий, например, начальную влажность 12%, на 15 день имеет влажность 6%, а на 30 день - 3%; цементно-известковый раствор (1:1:9) при начальной влажности 15,5% через 15 дней характеризуется влажностью 7%, а на 30 день - 4%, при этом равновесная влажность для фасадных штукатурок составляет от 1 до 7% (по объему) [см. Фрессель Ф. Ремонт влажных и поврежденных солями строительных сооружений. - М.: Пэйнт-Медиа, 2006]. При естественной сушке значительный поток влаги выносится на поверхность и при испарении оставляет растворенные соли в виде высолов;

- после первичного высыхания строительной конструкции возможно ее последующее многократное увлажнение и высыхание, связанное с действием атмосферных осадков, конденсационной влаги из атмосферного воздуха при достижении "точки росы", гигроскопичности солей, присутствующих в материале, а также капиллярного водопоглощения - подъема грунтовых вод против силы тяжести по тонким капиллярам раствора (бетона) - ш 10-7 - 10-4 м.

Общая схема образования солевых растворов при твердении цементсодержащих материалов (растворов, бетонов) (см. рис. 1) может быть представлена следующим образом. Фактический ионный состав перовой жидкости (раствора, заполняющего поры цементного камня) при значительных концентрациях ионов (>5 ммоль/л) формируется за счет гидратации силикатных фаз и свободной извести клинкера (Са2+, ОН-), растворения гипса (Са2+, SO42-), сульфатов щелочей, присутствующих в качестве самостоятельных фаз в клинкере и в составе твердых растворов клинкерных минералов (К+, Na+, S042-).

Рис.1. Схема образования высолов

При затворении портландцемента водой относительно высокие концентрации ионов Са2+, К+, Na+, SO42- и ОН- достигаются быстро. Для большинства цементов поровый раствор насыщается известью (Са(ОН)2) в течение 12 мин., а гипсом (CaSO4) в течение 6 мин. В период до ~12 часов концентрации изменятся сравнительно мало, что свидетельствует о балансе растворения фаз цемента и осаждения фаз из раствора. После этого периода концентрации Са2+ и SO42- резко снижаются, что соответствует интенсивному образованию эттрингита. В цементном тесте уже через 1 сутки ионами, концентрация которых превышает 5-10 ммоль/л, являются ионы К+, Na+ и ОН-. Концентрации ионов возрастают со временем и при отсутствии дефицита воды для гидратации достигают максимального значения к 90 суткам твердения (0,24% Na2O, 1,21% К2O, ОН- 0,71 моль/л). Эти ионы (К+, Na+ и ОН-) распределяются между поровым раствором и твердыми продуктами гидратации. Соотношение Na+ и К+ в твердой фазе и в поровом пространстве ориентировочно 1:1.

Таким образом, уже к первым суткам гидратации устанавливается определенное соотношение ионов в поровом растворе, включающее ионы Na+, K+, ОН-, а также Са2+ и SO42-. Такая модель достаточно условна, поскольку не учитывает образования ионами комплексных частиц и их фактических коэффициентов активности, однако она может быть принята для рассмотрения.

Достигнутые соотношения растворенных ионов в дальнейшем в ходе продолжающейся гидратации цемента изменяются незначительно и при формировании структуры цементного камня образуют его отдельные фазы: портландит, эттрингит, сингенит, либо входят в структуру CSH-геля, либо, при последующем обезвоживании системы, кристаллизуются в виде сульфатов или даже едких щелочей. Влияние щелочных катионов на гидратацию цемента сводится к их воздействию на гидратацию силикатных фаз гидроксильными группами.

Фазообразование в поровой жидкости при ее обезвоживании (как при химическом связывании воды клинкерными фазами,так и при высыхании на воздухе) определяется законами фазовых равновесий в системе Ca(OH)2 - (K,Na)SO42- - H2O и в зависимости от концентрации и соотношения компонентов в системе может привести к кристаллизации в цементном камне таких минералов как портландит, фаз на основе сульфатов натрия и калия и их кристаллогидратов, сульфатов кальция, сингенита и др.

В изолированных условиях при отсутствии химического взаимодействия с окружающей средой (СO2 и SO2 в атмосфере) раствор, находящийся в порах цементного камня, может диффундировать на поверхность и затем при высыхании кристаллизоваться и образовать первичные высолы в виде гидроксидов кальция и сульфатов щелочей. Равновесная концентрация ионов SO42-, необходимая для образования кристаллов сульфата кальция, видимо, при этом не достигается.

Процесс кристаллизации в рассматриваемой системе значительно усложняется, когда система в атмосферных условиях подвергается карбонизации и сульфированию. Растворение в поровой жидкости углекислого и сернистого газов, присутствующих в атмосфере, существенно изменяет состав кристаллизующихся при обезвоживании поровой жидкости фаз за счет появления карбонатов (и бикарбонатов) щелочей, карбонатов кальция, а также сульфатов за счет замещения и вытеснения карбонат-ионов. Поскольку концентрация CO2 в атмосфере как правило на 2-3 порядка превышает концентрацию SO2, в качестве вторичных продуктов обычно фиксируются карбонаты щелочей с переменным содержанием кристаллизационной воды (R2O · хСO2 · уН2O) и СаСО3.

Приведенная условная схема соответствует вероятному образованию высолов при первичном обезвоживании (высушивании) цементного камня. Принципиально она сохраняется и при повторных увлажнениях и высушиваниях системы до тех пор, пока в цементном камне присутствуют водорастворимые соединения, прежде всего Са(ОН)2, и водорастворимые щелочи. При высыхании цементного камня при этом все новые и новые порции водорастворимых соединений могут выноситься на поверхность, образуя солевые налеты. Таким образом, существуют три источника высолов:

- собственные водорастворимые соли строительного материала (цемента, заполнителей, кирпича, камня): Са(ОН)2, сульфаты щелочей;

- соли - продукты взаимодействия строительного материала и атмосферы (СO2, SO2): карбонаты и бикарбонаты кальция и щелочей, сульфаты щелочей;

- соли, поглощенные из грунта за счет капиллярного подсоса и при прямом контакте с водой: сульфаты, нитраты, хлориды.

Интенсивность процесса высолообразования кроме концентрации и соотношения водорастворимых соединений будет зависеть от условий миграции и, прежде всего, от характеристики порового пространства цементного камня. Как известно, поровая структура свежеприготовленного цементного теста (растворной смеси) существенно отличается от структуры затвердевшего цементного камня (раствора). На ранних стадиях твердения, после затворения цемента водой и в период "начало-конец" схватывания цементный камень характеризуется значительной капиллярной пористостью, которая определяется величиной В/Ц, а также гранулометрией цемента и заполнителей. Однако уже к концу схватывания, когда степень гидратации цемента становится ощутимой (например, превышает ~3%), капиллярная пористость цементного камня снижается за счет зарастания капиллярных пор цементным гелем. С позиций миграции влаги и последующего высолообразования этот процесс является "знаковым", поскольку при этом происходит перерождение структуры пор цементного камня: если капиллярные поры (r>10-7 м) свободно пропускают фильтрующуюся через цементный камень воду, то гелевые поры (r<10-9 м) практически водонепроницаемы. При достижении определенной степени гидратации цемента и накоплении в структуре цементного геля, водопроводящие капиллярные поры закупориваются цементным гелем и становятся неспособными к миграции воды с последующим высолообразованием. При этом источником получения необходимого количества геля может быть как повышение содержания цемента в растворе, так и высокая активность цемента, характеризующегося высокой степенью гидратации. Этот фактор является существенным: растворы со сформировавшейся коллоидно-кристаллической структурой характеризуются пониженной склонностью к проявлению высолообразования. Высолы, образующиеся по поверхности цементного раствора (бетона), по времени возникновения разделяют на первичные, т.е. те, которые образовались в процессе формирования прочности "свежеприготовленного" раствора (бетона), и вторичные, являющиеся результатом вымывания из раствора (бетона) водорастворимых солей в период службы изделия под действием атмосферных процессов (сушка-увлажнение, карбонизация) или результатом проникновения растворов солей в бетон извне.

Так, в качестве первичного высола можно рассматривать Са(ОН)2, образующийся при гидролизе силикатов кальция в больших количествах, применительно к трехкальциевому силикату по условной схеме:

2(3CaO·SiO2) + 6H2O > 3CaO·2SiO2 · 3H2O + 3Ca(OH)2

Растворимость в воде гидроксида кальция значительная (1,13 г/л, 20°C), в виде раствора он переносится на поверхность бетона, кристаллизуется и одновременно с этим подвергается карбонизации за счет взаимодействия с СO2 атмосферного воздуха, растворяющегося в поровой жидкости, по схеме Са(ОН)2 + СO2 > СаСO3 + Н2O. Растворимость в воде СаСО3 на два порядка ниже растворимости Са(ОН)2 - 0,014 г/л. При этом фронт карбонизации (уровень, глубина проникновения в поры углекислого газа) соответствует фронту сушки (уровню испарения) - глубине, на которой происходит переход воды из жидкого состояния в пар. Этот уровень (глубина) сушки-карбонизации зависит от многих факторов и может перемещаться от поверхности изделия, когда высолы в виде кальцита образуют белый поверхностный налет, вглубь цементного камня, когда образующийся СаСО3 закупоривает капиллярные поры. В последнем случае этот процесс относят не к образованию высолов, а рассматривают как составную часть углекислотной коррозии бетона. Основным источником Са(ОН)2 является сам портландцемент, другими источниками как гидроксида кальция так и водорастворимых солей прочих компонентов бетонной смеси (гидравлических добавок, наполнителей, заполнителей и др.) в большинстве случаев можно пренебречь, за исключением тех вариантов, когда водорастворимая соль сознательно вводится в состав бетона в качестве ускорителя схватывания или твердения, противоморозной добавки и др.

Высолы на основе продуктов Са(ОН)2-СаСO3, образующиеся на поверхности цементного камня, можно рассматривать как "собственные", их источник (Са(ОН)2) входит в состав твердеющего цемента. К этой же категории высолов можно отнести щелочные высолы, образующиеся при переходе щелочных соединений цемента в поровую жидкость с последующей карбонизацией: 2NaOH + СO2 + 9H20 > Na2CO3 · 10H2О. Щелочи в виде натриевых и калиевых водорастворимых соединений, как уже отмечалось выше, являются обычным компонентом большинства цементов.

Вторичные высолы, т.е. образовавшиеся при "службе" изделия, могут включать как продукты химического взаимодействия атмосферы с цементным камнем, так и поглощаться камнем в неизмененном виде. Щелочная природа цементного камня (рН?13) обуславливает его интенсивное взаимодействие не только с СO2, но и с другими кислотными оксидами, присутствующими в атмосфере, прежде всего, с SO2. Если портландцемент используется в составе кладочного раствора, источником сульфатных высолов может быть керамический кирпич. Соли, содержащиеся в грунтовых водах (сульфаты, хлориды щелочных металлов), вследствие капиллярного водопоглощения бетона при нарушении гидроизоляции поднимаются по строительной конструкции и также выносятся на поверхность в виде высолов. Обобщая вышеприведенные схемы, необходимые и достаточные условия образования высолов могут быть сформулированы следующим образом:

- присутствие в строительном материале водорастворимых солей;

- наличие "свободной" воды, образующей поровую жидкость (раствор);

- формирование структуры цементного камня (гидратация портландцемента вкупе с карбонизацией): соотношение объема, размера и конфигурации пор, обеспечивающих диффузию растворов в цементном камне;

- интенсивность сушки: объем жидкости, доставляемой на поверхность материала по капиллярам (t°, P/Pнас.).

В таблице 1 приведены в качестве примера результаты фазово-минералогического анализа (петрография, иммерсионный метод) некоторых проб реальных высолов, отобранных в разное время с лабораторных образцов (л) или непосредственно с фасадов зданий (ф). Отбор проб осуществлялся без какой-либо системы, и пробы следует рассматривать как случайные. Методика отбора проб высолов не стандартизирована и в большинстве случаев рыхлые высолы произвольно счищались с поверхности бетонных образцов или с фасадов зданий в местах их обнаружения. Тем не менее, полученные результаты позволяют сделать некоторые обобщения. Как видно из данных таблицы, в высолах зафиксированы четыре группы минералов:

- карбонаты - гидрокарбонаты натрия переменного состава Na2CO3 · хН2O, где х - мольная доля химически связанной воды может быть в пределах 0-10. В эту же группу входят переходные продукты карбонизации едкого натрия по схеме NaOH > Na2C03;

- гидроксид кальция - Са(ОН)2 (портландит), конечный продукт его карбонизации в виде кальцита (СаСО3 в отдельных случаях в виде арагонита или ватерита, а также переходные продукты по схеме Са(ОН)2 > СаС03;

- сульфаты щелочей (K2SO4 + Na2SO4), в том числе кристаллогидраты;

- карбонаты и гидрокарбонаты калия общей формулы К2С03 · уН2O где у = 0-1,5.

При оценке соотношения этих груп соединений видно, что чаще встречаются высолы на основе карбонатов натрия (соды), в пределе фиксируется Na2CO3 · 10Н2О, образующийся со значительным увеличением в объеме в виде пушистого белого порошка. Однозначно определить источник этих соединений в бетонах (цементных штукатурках) затруднительно. Можно лишь предположить в качестве источника водорастворимых щелочей присутствие щелочных соединений цемента, особенно характерных в виде натриевых щелочей, например, для пикалевского цемента, широко применяемой в нашем регионе. Хотя, конечно, натриевые щелочи присутствуют практически во всех цементах, но при соотношении K2O/Na2O в пользу калиевой щелочи.