02.08.2008

Элементы крепления наружных облицовок, растворы, мастики, клеи, металлический крепеж, а также адгезионный контактный слой подвергается значительным переменным климатическим воздействиям. Для повышения долговечности наружных облицовок необходим комплекс мер, начиная с правильного выбора породы облицовочного камня, применение эффективных клеящих композиций и нержавеющих металлов для крепежа, и кончая защитой облицовок и композиций от попадания влаги, организацией дренажа, наблюдением за состоянием облицовок и уходом.

Поиски причин низкого качества проведения работ, проектирования, изучение допущенных дефектов, а также рассмотрения примеров высокого качества работ, заслуживают самого пристального внимания со стороны строителей, проектировщиков.

Можно выделить несколько основных причин появления дефектов облицовок:

• ошибки при выборе каменного материала (неравномерное строение, трещиноватость, присутствие растворимых веществ, легкая раскалываемость некоторых составных веществ, малая коррозионная устойчивость некоторых составных веществ, низкая цветостойкость, а также неуместное применение различных пород камня и т.д.);
• ошибки при проектировании (отсутствие или неправильное размещение компенсационных швов, выбор способа крепления, не обеспечивающим долговечность облицовки в данных условиях, архитектурное оформление без учета климатических условий и т.д.);
• ошибки при производстве облицовочных работ (перевозка плит без мер предосторожности против механических повреждений, установка облицовки до завершения усадочных процессов основания и т.д.).

1. Дефекты облицовки, обусловленные ошибка­ми при выборе каменного материала

В современных условиях облицовка должна вы­держивать всё возрастающее влияние атмосферной агрессии, вибрационных нагрузок на здания, противогололедных агентов и др.

Облицовочный камень воспринимает весь комплекс воздействий окружающей среды. В связи с этим к выбору каменного материала для облицовки необходимо отнестись весьма ответственно.

Особенно это касается различных вступающих эле­ментов на фасадах зданий (карнизы, балконы, кронштей­ны, балясины, колонны, эркеры, различные обрамления). Все эти элементы подвергаются влиянию внешней среды и находятся в более сложных условиях, чем плоские по­верхности. Они могут быть возведены из материалов неоднородных по своим свойствам - прочности, морозостой­кости, неодинаково могут противостоять резким колеба­ниям температур и влажности.

Некоторые конструкции и материалы хорошо выдер­живают испытание временем, другие подвергаются интен­сивному разрушению. Даже одни и те же материалы мо­гут вести себя по разному, в зависимости от степени вли­яния на них тех или иных факторов - увлажнения, вывет­ривания, солнечной радиации и др.

Как показывает практика, ошибки в выборе матери­ала обычно приводят к наиболее тяжелым последствиям.

Одним из основных общепризнанных просчетов в выборе природного каменного материала является повсе­местное использование в наружных облицовках г. Москвы местных известняков.

Известняки характеризуются низкой морозостойко­стью вследствие сильно развитой поровой структуры, очень часто известняковое сырье поступает на камнеобрабатывающие комбинаты из карьеров, использующих взрывы для его добычи.

Плиты из такого сырья являются крайне недолговеч­ными вследствие техногенной нарушенности своей струк­туры (трещиноватость и др.). В случае их применения разрушение облицовки происходит в весьма короткое время.

Трещиноватость камня в виде микротрещин, часто невидимых невооруженным глазом, является иногда по­роком камня геологического происхождения.

Среди явлений, изменяющих внешность камня, большое значение имеет покрытие камня плесенью, ли­шайником и мхом. Мшистость поверхности камня на­блюдается особенно часто на известняках, содержащих питательные для растений вещества, на землистых от­ложениях, в раковинах и точечных углублениях вывет­рившегося или шероховатого камня (крупнозернистый гранит, ракушечник и др.).

Пористость каменного материала является причиной ухудшения внешнего вида облицовок, выполненных даже из таких долговечных материалов как различные граниты.

Известно, что граниты некоторых месторождений обладают большой водопоглощающей способностью, по этой причине при проектировании в облицовке фасадов и особенно цоколей зданий не рекомендуется использовать светлые виды гранитов с полированной фактурой имею­щие коэффициент водопоглощения более 0,2%.

На стене, облицованной таким гранитом, после каж­дого попадания влаги будут наблюдаться темные пятна намокания, существенно ухудшающие внешний вид объек­та. При действии на такой "намокший" гранит отрицатель­ных температур с последующим омораживанием проис­ходит отслаивание наружного слоя камня, при ремонте требующее дополнительных серьезных затрат на его пе­реполировку.

С пористостью применяемого камня связаны также такие дефекты облицовки как запыление, загрязнение и закопчение. Эти дефекты неизбежны при использовании известняков, известняков-ракушечников и травертинов в наружных облицовках зданий, располагающихся в круп­ных промышленных центрах.

При выборе для облицовки различных окрашенных камней необходимо учитывать цветостойкость матери­ала в данных конкретных условиях. Обесцвечивание, блеклость и изменение цвета камня, вследствие разных причин, наблюдается как на изверженных, так и на оса­дочных породах.

Одной из причин утраты своих декоративных качеств достаточно большого количества яркоокрашенных кам­ней является их выцветание под действием солнечных лучей. Такими недостатками обладают черные, красные и зеленые мраморы, зеленые доломиты, змеевики, граниты и др. Поэтому применение этих камней в наружных облицовках зданий рекомендуется на поверхностях, находя­щихся в тени или испытывающих краткосрочные солнеч­ные воздействия.

Целый ряд каменных материалов (песчаники, граниты и др.), содержащих вкрапления железа, часто буреют вследствие его окисления.

Другой причиной изменения окраски цветных обли­цовочных камней является выветривание с поверхности материала его окрашенных составляющих. Например, яркорозовые граниты постепенно светлеют из-за вывет­ривания содержащегося в них полевого шпата, определя­ющего окраску камня.

Причиной потемнения окраски осадочных камней является выщелачивание битуминозных веществ, содержащихся в породах некоторых месторождений. Выщелачивание производит грунтовая или дождевая вода, кото­рая, проходя через цементный раствор или бетон кладки, становится щелочной.

Потеря связки, цементирующей зерна каменного материала, приводит также к осыпанию поверхности об­лицовки. В этом случае происходит отделение от нее при прикосновении рукой отдельных частиц. Такой вид дефек­тов свойственен, главным образом, песчаникам и некото­рым видам известняков и гранитов.

У плотных известняков и доломитов крошение про­исходит неправильными, угловатыми осколками.

Ямчатость, т.е. раковины, каверны и впадины на по­верхности мраморов, известняков и песчаников образу­ется при наличии в них включений кварца, полевого шпа­та и других минералов.

В некоторых случаях ямчатость приписывается аб­разивному действию ветров, особенно из пустынь, несу­щих мелкий песок.

Бывает обратное явление, когда на осыпавшейся поверхности песчаника или известняка выступают твер­дые пучки зерен, связанные более прочной связкой, чем остальные части. На гранитах выветривание также начи­нается против "жил", выходящих на поверхность камня. Поэтому отсутствие твердых или мягких, по сравнению со всей массой камня, включений в виде жил и пучков весь­ма важно для равномерности его выветривания.

Частая морщинистость или прорези каменной обли­цовки из осадочных пород объясняются выветриванием тонких глинистых прослоек, близко расположенных друг от друга. Эти прослойки быстрее впитывают дождевую воду и легче разрушаются. Выветривание глинистых прослоек, расположенных на больших промежутках, приводит к испещрению камня глубокими бороздами и разрушает ка­мень в большей мере, чем морщинистость.

Предварительными испытаниями, осмотром камня в карьере, а также в сооружениях можно определить склон­ность камня к тому или иному виду выветривания, причем следует, конечно, предпочесть камни с возможно более равномерной слоистостью и однородностью состава.

В мраморной облицовке ступеней, лестничных пло­щадок и полов в местах интенсивного движения, напри­мер, поблизости к поручням, происходит постепенное истирание камня и образование гладких выемок - "протиров". Если камень неравномерной твердости, то на этих протирах выступают твердые бугорки, подобно сучкам. Поэтому при выборе камня для ступеней необходимо ру­ководствоваться способностью камня к истиранию.

При выборе камня для статически нагруженных об­лицовок необходимо иметь в виду, что в отношении вос­приятия напряжений не все камни работают одинаково. Осадочные породы, например, известняк, совершенно непригодны для свешивающихся частей.

2. Дефекты облицовки, обусловленные по­грешностями в проектировании

Большое число дефектов каменной облицовки обус­ловлено чисто конструктивными ошибками, допущенны­ми при конструировании объекта.

В отдельных случаях ошибкой можно назвать приме­нение в наружных облицовках стандартного способа креп­ления с заливкой пазух цементным раствором.

Этот способ в условиях повышенной влажности, больших перепадов температур, вибрации и других фак­торов является недостаточно долговечным.

Одной из самых характерных ошибок является от­сутствие компенсационных швов между деталями обли­цовки. Температурные швы, необходимые для компенса­ции теплового расширения облицовочных плит, в расчет­ном количестве должны быть обязательно предусмотре­ны в проекте.

Особенно это важно на поверхностях, особенно часто подверженных краткосрочным перепадам температуры. Так, например, облицовки многих зданий, расположенные на солнечной стороне, в течение дня могут многократно нагре­ваться и охлаждаться, и при отсутствии на них температур­ных швов облицовочный камень трескается.

Металлические решетки и другие металлические детали, заделанные в каменную облицовку, также могут иногда послужить причиной её расстройства, так как температурные деформации в течение длительного времени приводят к остаточному удлинению металла. В этом слу­чае происходит выпучивание облицовочных плит. Посредством соответствующей конструкции крепления, допуска­ющей температурные деформации металла, можно избе­жать указанного явления.

На облицовках необходимо повторять швы, выполнен­ные на сборных конструкциях (сборный железобетон, стык кирпича и железобетона, кирпича и металла и т.п.), вплоть до разрезания в этом месте крепежной сетки. При невы­полнении этого условия по всей длине шва происходит растрескивание каменной облицовки.

При проектировании облицовки одной из задач по предотвращению её разрушения является разработка ком­плекса мер по отводу воды.

Конструктивные недостатки, вызывающие процессы разрушения облицовок: отсутствие накрывных плит цоко­ля, уклона для слива воды, набор цоколя, лестницы, из мелкоштучных элементов, отсутствие швов, компенсиру­ющих осадку здания.

Также негативно действует на облицовку контакт с горизонтальной поверхностью и подсос воды от плохой гидроизоляции швов накрывных плит, особенно при установке плит без закреп, в том числе у заводс­кой облицовки.

Все эти причины облегчают доступ воды в массив крепящего раствора и в область его контакта с облицо­вочной плитой, что при замораживании приводит к отры­ву плиты от раствора и разрушению всей облицовки.

Явление "отморозки" каменных плит, вследствие описанных ошибок, очень часто встречается на улицах Москвы: в сквере у ЦУМа произошел массовый отрыв облицовочных плит вплоть до разрушения всей обли­цовки, на многих выходах из подземных переходов и на других объектах наблюдается отрыв облицовочных плит от общей плоскостью облицованной поверхности. Так­же этот дефект очень часто можно наблюдать в первых нижних рядах облицовки под окнами и другими архи­тектурными элементами.

Давление замерзающей воды никакие закрепы не выдерживают. Однако если ограничить смещение плит другим способом, замерзающая вода рвет материал.

Следующий пример подтверждает это: скопившая­ся в нижней части ограждения вода разорвала гранитную плиту толщиной 30-80 мм. Плита была прижата к стене ступенями лестницы и не могла свободно перемещаться под давлением воды.

По-видимому, аналогичные причины разрушения об­лицовки и соответствующие меры конструктивного харак­тера будут возникать постоянно. Кроме мер, предотвращающих затекание воды через стыки облицовки в крепя­щий раствор, очевидно, необходимо предусматривать меры, обеспечивающие сопротивление водонасыщению области контакта и крепящего раствора. Такие меры прямо связаны с установлением требований по водонепроница­емости крепящих растворов, обладающих морозостойкой структурой, и обеспечиванию контакта их с облицовочной плитой.

Смещение верхних плит фасада может быть также объяснено замерзающей в крепящем растворе воды. Ха­рактерно, что поверхности, на которых обнаруживается смещение плит, часто полностью открыты солнцу.

Ещё одним дефектом при плохой гидроизоляции швов облицовки является образование высолов. Высолы на облицованных поверхностях представляют собой отложения вымытых водой солей, входящих в состав вяжущих веществ.

Следует предполагать, что именно в местах образо­вания высолов использованы добавки-электролиты - ус­корители твердения раствора. Возможно также, что в ме­стах высолов качество раствора хуже, и он фильтрует воду. Вымывание растворимых солей из цементного раствора, на который укладывались плиты цокольной площадки, на­столько интенсивно, что в стыках плит и на поверхности образуются наросты.

Предупреждение образования высолов достига­ется за счет:

• защиты швов от увлажнения;
• наличия водонепроницаемых швов;
• выбора крепящего раствора, содержащего наимень­шее количество воды и растворимых солей.

Следует обратить внимание на то, что образование высолов так же, как и смещение плит облицовки наблюда­лось на юго-восточной (преимущественно) стороне, от­крытой солнцу.

Смещение, выпадение элементов облицовки, об­разование высолов - главнейшие виды повреждения об­лицовки, при которых она утрачивает эксплуатационные, эстетические свойства и даже может быть причиной травм человека.

Невнимание к качеству крепящего раствора, особен­но в районах с суровым климатом, приводит к серьезным повреждениям облицовки.

Построенное и сданное в эксплуатацию здание же­лезнодорожного вокзала в Тюмени облицовано плитами травертина. Через 2-3 года стали наблюдаться смещения и падения отдельных плиток. Наружная облицовка поте­ряла около 60 плиток, в то время как внутренняя облицов­ка полностью сохранилась. Большинство плиток потеряно с южного фасада здания, полностью открытого солнцу.

Причиной расстройства облицовки южного фасада следует признать многократное попеременное заморажи­вание и оттаивание слоя облицовки, которое происходи­ло в течение суток. Положение усугублялось тем, что в ходе производства работ горизонтальные торцы незакон­ченной облицовки не защищались от воздействия атмосферных осадков.

Основной причиной разрушения облицовки вок­зала в Тюмени является отсутствие каких-либо тре­бований к проектированию в суровых климатических условиях. Облицовка была запроектирована по элементарной технологии с применением оцинкованных монтажных закреп и пиронов. Раствор для заполне­ния пазух имел марку М100.

Марка раствора - это единственное требование, сформулированное в проекте производства работ. Тре­бования к морозостойкости, определяющие долговечность раствора и облицовки, способы ее обеспечения не сфор­мулированы.

Таким образом при строительстве Тюменского же­лезнодорожного вокзала проектировщики не имели науч­но-обоснованных требований по наружной облицовке природным камнем в суровых климатических условиях.

Разрывы и околы камня вызываются ржавлением незащищенных от коррозии железных скоб и деталей, заделанных в камень на растворе. Разрывное действие ржавеющих дюбелей и скоб на каменную облицовку свя­зано с 6-8-кратным увеличением объема железа при ржав­лении.

На многих старинных сооружениях можно увидеть повреждения против обнажившихся ржавых дюбелей и скоб при сравнительно хорошей общей сохранности облицовки.

3. Дефекты облицовок, обусловленные откло­нениями от технологических норм

Специфика облицовочных работ заключается в том, что добросовестное и безукоризненное выполнение всех операций чрезвычайно важно для надежности и долговеч­ности отделки.

Как известно, одним из определяющих факторов по долговечности облицовочного покрытия является прочность крепящего раствора, а его прочность напрямую за­висит от времени схватывания. Воздействие в период твер­жения заливки периодических вибрационных и других нагрузок приводит к расслоению заливки с плитой. Напри­мер: после окончания работ по укладке напольных обли­цовочных плит, не дожидаясь, времени до окончания схва­тывания крепящего раствора, начали производиться ра­боты по перемещению тяжелых грузов. В результате это­го, большая часть плит, подвергшихся воздействию, сдви­нулась и вышла из плоскости пола.

Причиной очень большого количества дефектов об­лицовки является невнимательное отношение рабочих к качеству крепящего раствора. Очень часто на стройках можно увидеть, как перед использованием слегка застыв­ший раствор "освежают" добавлением воды. Качество раствора при этом кардинально ухудшается, и облицовка разрушается уже через несколько лет приходит в полную негодность.

Частым дефектом плитной облицовки является выступание (игра) или сбой (скос) кромок при общей высту­пающей поверхности плит. Это получается при припасов­ке (подрубке кромок или раскантовке по шву) друг другу плит с неровной поверхностью или сдвинувшихся с места во время установки.

Этот дефект является следствием небрежности в работе, плохой выверки (шаблоном по диагонали) повер­хности плит, недостаточного крепления при заливке раствором.

Основным фактором, определяющим долговечность облицовки, при проведении облицовочных работ в зим­нее время, является температурный режим. При несоб­людении его отслоение плит наблюдается уже через год.

Все статьи