Типология разрушений памятников культуры - Михаил Крогиус

Возникновение подобного повреждения вызвано вероятнее всего плохой зачисткой поверхности здания, на которую была нанесена штукатурка. Также весьма вероятно, что были допущены ошибки при подборе состава штукатурки. Поскольку она находится на фасаде и подвержена всем видам атмосферных воздействий, несомненно, что периодически происходит ее намокание и высыхание, промерзание и оттаивание. Линейные размеры штукатурного слоя периодически изменяются, но вероятнее всего никто не задумывался, насколько они отличаются от синхронных изменений размеров находящейся под ней стены. В результате возникает наблюдающееся отслаивание и растрескивание штукатурки.

Рис. 22. Разрушение фасадной штукатурки на здании НИФИ

Следующие стадии развития этого процесса можно наблюдать на старом здании Научно-Исследовательского Физического института Большого Университета. Откалывание штукатурки стало массовым и обнажило кирпичную кладку стен.

С этим объектом я знаком почти 50 лет. Примерно 40 лет назад, институт стали переводить в новое здание в Старом Петергофе. Таким образом, можно полагать, что подобное массовое разрушение штукатурки произошло в течение 20–30 лет.

Видно, что процесс естественного разрушения развивается довольно медленно и срок жизни каменного здания, несомненно, превышает человеческую жизнь. Но даже очень при очень высоком качестве первоначальных строительных работ, если не выполняются поддерживающие профилактические ремонты, на протяжении жизни одного поколения неизбежно происходит серьезное разрушение здания.

Рис. 23. Разрушение штукатурки цоколя

Условия эксплуатации отдельных частей здания очень сильно различаются. Не менее тяжелой, чем механическая может быть нагрузка от воздействия неблагоприятных природных факторов. На рис. 23 показаны результаты разрушения штукатурного покрытия в зоне примыкания тротуара к стене. Несмотря на хорошее состояние примыкающего тротуара, видно, что в стыке его со стеной дома вода задерживается, хотя основная площадь тротуара уже просохла. Возникают условия для активного капиллярного подсоса воды в стену дома. Известно, эти участки подвергаются особенно сильному воздействию влаги и различных химических растворов, в частности, используемых для борьбы с гололедом. Поэтому разрушение штукатурки здесь происходит особенно быстро. Изображенные повреждения могут образоваться в течение одного года.

Таким образом, в подобных случаях специального подбора отделочных материалов может оказаться недостаточным для обеспечения долговечности постройки и необходимо принимать дополнительные конструктивные меры защиты.

Пример последствий нарушения конструктивной защиты от воздействия неблагоприятных факторов изображен на рис. 24.

Подобная картина наблюдается в городе очень часто и формируется буквально в течение одного сезона.

На фото видно сразу несколько видов повреждений:

— намокание стены и явное глубокое проникновение влаги в массив строительного материала;

— высолы на стене по краям зоны повышенного увлажнения;

— разрушение штукатурки.

Рис. 24. Повреждения из-за нарушения конструктивной защиты

Появление высолов — сигнал о том, что активно идет процесс изменения химического состава строительного материала. Особенно активно этот процесс идет в связующих — в веществах, являющихся основой строительных материалов, скрепляющих кладку, а также используемых для приготовления отделочных материалов штукатурных и шпаклевочных смесей. Изменение состава строительных материалов приводит к изменению их механических и других физических свойств. Практически всегда это приводит к потере прочности соответствующей конструкции и ее разрушению.

Подобные превращения происходят благодаря наличию в атмосферном воздухе химически активных кислотных окислов — углекислого газа, двуокиси серы и других сернистых соединений, окислов азота, аммиакатов. Среди большого количества загрязнителей атмосферного воздуха концентрация этих компонентов наиболее высока. Взаимодействуя с водой влажного строительного материала, они образуют кислоты, которые вступают в реакцию со строительным материалом и изменяют его состав.

Вследствие загрязнения воздуха в городах, вблизи от транспортных магистралей и промышленных производств концентрация указанных выше химически активных веществ в этих зонах особенно высока и может десятки раз превышать фоновую. Поэтому разрушение материалов в городах происходит особенно быстро.

Следует учесть, что условия протекания химических реакций, вызывающих разрушение материалов построек, существенно отличаются от лабораторных условий.

Прежде всего, в застройке реакции протекают на поверхности строительного материала и при активном ее участии. Можно не сомневаться, что в большей или меньшей степени, но она играет роль катализатора.

Второе — естественное разрушение материалов происходит весьма медленно. Поэтому модели химических процессов, разработанные для быстротечных лабораторных опытов, случае будут описывать механизм протекания реакции природного разрушения строительных материалов с существенными искажениями.

Третий фактор — в отличие от лаборатории в природных условиях в реакции участвуют не чистые вещества, а их смеси разнообразного состава, компоненты которых влияют друг на друга. Поэтому даже для сходных условий окружающей среды результаты реакций на разных объектах могут существенно различаться.

Рис. 25. Вымывание связующего раствора.

На рис. 25 изображена типичная картина далеко зашедшего процесса разрушения каменной стены. Наблюдается весьма значительное вымывание — выщелачивание связующего раствора кладки, а также отслаивание и разрушение фасадной штукатурки, которое произошло из-за многократного повторения цикла увлажнения кладки и штукатурки, замораживания и оттаивания поглощенной воды. При этом произошло постепенное расширение пор материала, неизбежных зазоров и трещин, которое закончилось показанным катастрофическим разрушением.

Рис. 26. Разрушение известняка на цоколе[27].

На рис. 26 характерная картина разрушения слоистого природного камня — известняка на цоколе тоже под действием воды.

Особенность такого камня — чередование в объеме слоев плотного минерала и прослоек менее прочных веществ, в частности, глины. Эти прослойки могут быть тонкими, тем не менее, они существуют. Разрушение камня начинается и развивается именно по этим прослойкам, которые активно сорбируют воду, а в климате с частым чередованием морозов и оттепелей такая воде, превращаясь в лед, раздвигает слоистую структуру.

Кроме этого, глинистые включения, конечно, менее прочны и более быстро вымываются проточной водой. В результате формируется характерная изображенная на фото полосатая структура.

В Санкт-Петербурге множество старых и новых зданий имеют цоколь, сложенный из местного известняка. Этот камень отличается значительно меньшей пористостью и способностью поглощать воду, чем традиционный строительный материал — кирпич. Поэтому во многих случаях он применялся не только для декоративной отделки, но и в качестве запорного слоя для гидроизоляции.

Конечно, качество камня не во всех месторождениях одинаково высокое. Во многих случаях он тоже довольно быстро разрушается. Особенно, если выбор камня был неграмотным, резка на плиты была выполнена без учета особенностей его природной структуры, а при добыче были внесены дополнительные микроповреждения — зародыши разрушения.

Однако цоколю на рис. 26 не менее 60 лет. Видно, швы между камнями еще хорошо заполнены, несмотря на очевидное отсутствие ухода за цоколем.

Рис. 27. Разрушение из-за скрытых дефектов камня

На рис 27 пример разрушения колонн из природного камня, которое вероятнее всего произошло из-за скрытых дефектов камня при неудачном выборе материала для изготовления колонн. Видно, что условия эксплуатации, в данном случае, гораздо более щадящие, чем на цоколе. Тем не менее, разрушение настолько велико, что восстановительный ремонт колонны, несомненно, ухудшит ее декоративные свойства. А гарантировать при этом прочность восстановленного участка и долговечность конструкции не представляется возможным.

Рис. 28. Пример ремонта швов гранитного цоколя.

В 2013 году при завершении ремонта фасада швы на гранитном цоколе Академии художеств в Санкт-Петербурге были зачеканены свинцом. Объем работы был выполнен огромный, так только периметр здания значительно больше 500 м, а цоколь отделан гранитом на высоту первого этажа. Однако, если присмотреться, желаемая защита от проникновения воды в швы не достигнута. На фото видны многочисленные неплотности и сквозные отверстия. Таким образом, выполненная работа представляет пример неудачного дорогостоящего решения, которое не устранит имеющуюся проблему.