Реставрация каменных зданий и сооружений

Защита каменных зданий от разрушения

В каменных сооружениях наибольшему выветриванию подвергаются внешние плоскости каменных (кирпичных) стен на высоту до 2 м от поверхности земли. На этой высоте стены имеют наибольшую влажность. Глубина выветривания зависит от климатических условий, качества и своевременности реставрационных Работ. Так, внешние плоскости стен главной мечети Биби-Ханым в Самарканде, имея толщину от 3 до 5 м, выветрились на глубину 0,75 м. Ранее проводившиеся реставрационные работы сводились к замене выветрившегося кирпича в одних местах сырцовым кирпичом, а в других местах — булыжным камнем на глиняном растворе.

Если по древней кладке при ремонте, особенно с внешней стороны, была нанесена масляная краска (противопоказанный маловоздухопроницаемый состав), то ее необходимо снять, применяя химические средства: едкий натр и др.

Материалы для инженерной консервации стен каменных памятников, внешне не обозреваемых, следует применять самые прочные и долговечные. Они должны хорошо скрепляться со старым материалом здания, не изменяя его внешний облик. Вместо чисто известкового раствора внутри стен, сводов применяют смешанные растворы. Это объясняется тем, что чисто цементные растворы паронепроницаемы, очень жестки и плохо скрепляются с пластичными известковыми растворами. Необходимо отметить, что при нагнетании в стену смешанного молока (цемент-известь) па-ропроницаемость стены сохраняется. Так, было установлено, что стены, сложенные на смешанном растворе, имеют паропроница-емость, близкую к известковой кладке. Это очень существенный фактор — проникающая влага быстро испаряется. Конечно, внешние необлицовываемые стены для сохранения прежнего вида следует класть с пустошовкой, заполняя последнюю ранее применявшимся раствором. Там, где первоначально использовался известковый раствор, можно применять портландцемент с обязательной небольшой добавкой извести, а при наличии в старых растворах алебастра — сульфатостойкий портландцемент тоже с добавкой извести.

При необходимости прикрепления обрушившихся деталей к хорошо сохранившейся части стены, сложенной на растворе с примесью алебастра, при отсутствии сульфатостойкого портландцемента можно воспользоваться рекомендуемым ниже способом.

После очистки всей поверхности примыкания от выветрившегося камня и раствора необходимо эту поверхность смазать (до двух раз) густым известковым молоком, а затем уложить кирпичи или детали на растворе из портландцемента в смеси с известью. Для такой смеси достаточно 30 % извести.

Заделка швов должна вестись аккуратно, без замазывания кирпича, камня. Швы необходимо заделывать способом чеканки полусухим раствором, состоящим из извести (0,25 части), цемента (1 часть), песка (3 части), цемянки (2 части), окиси хрома в количестве, необходимом для получения соответствующего цвета, и железного сурика для тонировки.

Для механизированной заделки швов используют такой же, но пластичный смешанный раствор (песок заменяют размолотой в порошок цемянкой) и применяют инъекционный насос с плоским наконечником типа брандспойта. При небольших плоскостях заделки швов раствор накладывают на сокол, а с него заталкивают в швы. Для этого применяют деревянную чеканку — доску толщиной (по всей длине) на 2 мм менее толщины шва, шириной 20 и общей длиной 30 см.

Путем нагнетания в стену упрочняющего состава можно хорошо укрепить разрушающуюся кладку.

Нагнетанием упрочняющего раствора укрепляют и фундаменты, получившие большие разрушения. Обычно наибольшие разрушения замечены в фундаментах на глубине до 0,5—0,7 м от поверхности земли. Ниже этой отметки кладка фундаментов в грунтах естественной влажности, как правило, сохраняется без изменений. Здесь целесообразна и допустима перекладка фундамента на более прочный чисто цементный раствор. Для производства этих работ все стены разбивают по периметру на отдельные участки длиной до 5 м. Выкапывают траншею глубиной на 15—20 см ниже глубины выветрившегося слоя, ширина траншеи — 0,8 м.

Часто в памятниках обнаруживают слабую кладку фундамента на значительно большей глубине. Это обычно связано с плохим качеством фундаментов. Захоронения под фундаментами памятников также ослабляют основание.

Укрепление кладки фундаментов при сильно выветрившемся растворе ведется теми же способами, что и для стен со слабым раствором. Однако для фундаментов при их перекладке или инъ-ектировании упрочняющим раствором следует применять цемент без примеси извести. Здесь не требуется паропроницаемость и необходима меньшая водопроницаемость.

Если фундаменты сооружения были сложены из слабых каменных материалов или внутри них оказалась одна известь, или просто мусор, такие фундаменты трудно усилить инъекцией, их приходится перекладывать. Для перекладки можно рекомендовать беспесчаный бетон (крупнопористый), в котором не происходит миграции воды из грунта, а следовательно, не требуется проведения сложных работ по устройству специальной гидроизоляции.

При наличии же в памятнике подвального помещения желательно внутреннюю плоскость стен подвала сохранить. В соответствии с этим приходится перекладывать большую часть толщины фундамента. Для такого случая или при больших нагрузках на основание рекомендуется применять бутобетон и устраивать хорошую гидроизоляцию.

Вредно влияет на камень смена сухости и влажности, а постоянная мягкая теплая среда воздействует еще пагубнее, чем резкие погодные и температурные изменения. Спертая влажная атмосфера в закрытых помещениях и погребах разрушительно действует на каменные материалы. Помочь можно постоянным проветриванием, отводом поверхностных вод и мероприятиями против капиллярного подъема воды. Чем гигроскопичнее материал стен, тем сильнее разрушение. Допустимая влажность каменных материалов, в том числе и штукатурки, — 5.

Если поднимающаяся влага насыщена солями, то эти соли при высыхании стен выделяются на них в виде налетов, вызывая раз-: ложение породы и постепенное выкрошивание ее. Дело в том, что испарение воды из камня часто компенсируется притоком минерализованной воды, главным образом вследствие капиллярного подсоса. Содержащиеся в капиллярной воде гуминовые кислоты, а также соли хлорида и сульфата кальция, натрия и магния выкристаллизовываются на поверхности (ямчуга). Если камень лишен естественного промывания, то эти соли накапливаются в нем. Действие указанных солей связано с образованием различных кристаллогидратов с неодинаковым количеством кристаллизационной воды, с разным молекулярным объемом.

Переход одной модификации соли в другую сопровождается резким изменением общего объема соли. Учитывая, что переход кристаллогидратов один в другой происходит в природных условиях при колебаниях температуры и влажности воздуха, камни, пропитанные сульфатами и хлоридами, могут испытывать большие напряжения, приводящие к их разрушению. Среди конструктивных элементов в первую очередь разрушается пол, сложенный на насыпном грунте из плит белого камня. Если же заменить пол настилкой чугунных плит, превращая его в водонепроницаемый, то ускоряется засоление стен и пилонов. И, наоборот, снятием чугунной изоляции уменьшается процесс сульфатного засоления стен. Наряду с этим следует отметить, что если сульфаты и хлориды не имеют возможности кристаллизоваться и вода из них не испаряется, то они не оказывают разрушающего действия. Этим объясняется то, что камни, лежащие ниже поверхности земли, не имеют следов разрушения, но если они обнажаются (попадают на поверхность грунта), вскоре начинают разрушаться.

Степень разрушения увеличивается при энергичном подсосе, быстром испарении и концентрации соли. Не достигая поверхности камня, она полностью выкристаллизовывается на глубине 1—2 мм, вызывая появление корочек отслаивания. Следует знать что уже засоленный камень, лишенный капиллярного подсос воды, может продолжать разрушаться вследствие гигроскопичес кого увлажнения, так как заключенные в нем соли находятся подвижном состоянии. Источниками сульфатного и хлоридно-засоления главным образом служат грунтовые воды, непрерьщ но увлажняющие сооружение, и в меньшей степени сами камни, в которых имеются и равномерно распределяются сернокис лые соединения. И наконец, присутствие в дождевой воде ра створенной углекислоты и сернистой кислоты (образующихся и двуокиси углерода и сернистого ангидрида, имеющихся в атмосфере), переводит известняк в легкорастворимый бикарбонат и бисульфат кальция. Это вызывает увеличение объема солей в порах камня.

Основным способом борьбы с засолением кладки от воздействия грунтовых вод следует считать устройство действенной гидроизоляции, продолжительное и регулярное промывание камня водопроводной или речной водой с систематической его очисткой и улучшение температурно-влажностного режима здания с целью уменьшения общего запаса влаги. Камни изверженных пород, имеющие плотную структуру, сравнительно легко очищаются промывкой. Систематическая очистка камня от солей мягкими щетками замедляет процесс разрушения. Необходимо собирать и удалять выцветы и каменную муку, насыщенные солями. Покрывающие цоколи зеленые водоросли служат признаком увлажнения цоколя водой, стекающей со стен (крыши). Если же эта вода проникает в фундаменты, то обратно она возвращается по капиллярам, становясь источником увлажнения.

Не следует очищать камень стальными щетками и тем более стеской без последующей шлифовки поверхности карборундовым камнем, так как при этом остаются на камне царапины, легко заполняемые пылью. Кроме того, камень лишается образовавшейся на нем погодостойкой оболочки.

Недопустима покраска камня масляными красками, так как она препятствует высыханию. То же следует сказать и о пленке из растворимого стекла, которая закрывает поры и тем самым создает воздухонепроницаемую оболочку. Если под такой оболочкой образуется лед, то он отрывает ее.

Для предохранения камня необходимо, чтобы пропитывающие вещества давали с камнем стойкие химические соединения или хорошее сцепление (адгезия) без образования воздухонепроницаемой оболочки. Важно, чтобы камень не изменял своего вида и не был изолирован от доступа к нему воздуха. Наиболее целесообразно использовать для этих целей фтор-силикат магния или фтористый магний. Фтористый магний бесцветен и не имеет запаха, но весьма токсичен, как все растворимые фтористые соли. После его нанесения необходимо тщательно обмыть камень водой, чтобы при высыхании не выделялись соли. Следует учесть, что действие фтористого магния на разные камни различно. Так, известняки в отличие от мрамора быстро и хорошо закрепляются после обработки фтористым магнием.

Реставрируя памятник, не следует вообще применять гигроскопичные материалы или более гигроскопичные, чем материалы самого памятника. К таким материалам в первую очередь относится гипс; он гигроскопичнее извести. На живописи, где в штукатурке имеется гипс, появляются темные пятна сырости. Кроме Того, при повышенной влажности на гипсе появляются высолы, пропитывающие штукатурный слой, оседающие в виде кристаллов и способствующие шелушению живописного слоя. Цементный раствор со временем также способствует скоплению влаги в! кладке и в штукатурном слое, так как он непаропроницаем. Однако при добавке к цементу извести, хотя бы только 15 массы цемента, раствор становится вполне приемлемым и менее влагоемким, чем чисто известковый, особенно если известь не была предварительно хорошо промыта и, следовательно, не была освобождена от солей.

Подготовка каменных зданий под реставрацию

Реставрация каменных зданий — процесс очень сложный. Основа его — тщательное и подробное исследование натурных остатков древних форм и конструкций.

После постановки лесов реставратор должен повторно тщательно изучить здание и его элементы с проведением в необходимых случаях новых зондажей или частичных раскрытий, сделать подробный археологический обмер (если он не был выполнен раньше), составить схемы или картограммы разновременных кладок, расположения сохранившихся фрагментов или следов утраченных деталей, произвести их графическую или фотографическую фиксацию и т.п. Внимательно должны быть продуманы и последовательность процессов, и конкретные приемы избранной методики, которая после утверждения проекта реставрации подвергается дальнейшему уточнению и детализации. Если возникает потребность внесения изменений в проект, об этом должна быть извещена Государственная инспекция по охране памятников культуры.

Прежде всего нужно определить, находятся ли какие-либо конструкции, части памятника, элементы его декора в аварийном состоянии. В этом случае работы должны быть начаты с ликвидации аварийности путем установки временных креплений, ограждения опасных мест, а в отдельных случаях — временного снятия поврежденных деталей. Архитектор непосредственно руководит этой работой, для которой составляются подробные и ясные маркировочные чертежи, на которых каждая деталь получает четкое обозначение. Чертежи должны быть размножены, так как случайная утеря единственного экземпляра недопустима. Затем архитектор должен проследить за разборкой промаркированных деталей и за системой их складывания и хранения, учитывая, что бессистемное хранение крайне затруднит дальнейшую сборку, которой он же должен руководить. После сборки, но до удаления маркировочных знаков, для отчетности выполняют фотофиксацию.

Следующей стадией работ должно быть осуществлено укрепление конструкций памятника, рассчитанных на длительный срок, и выполняемое в соответствии со специально разработанным проектом. Лишь после того, как обеспечена конструктивная устойчивость памятника, следует переходить собственно к его реставрации.

Воспроизведение техники кладки из естественного камня оказывается по большей части столь же важным компонентом удачной реставрации, как и определение геометрической формы восстанавливаемого элемента.

Первая задача — правильно выбрать породу камня и отобрать пригодные для реставрации блоки. К сожалению, иногда нельзя применить камень того же месторождения, которое использовалось при возведении здания, из-за невозможности возобновления разработок. Поэтому реставратору приходится ориентироваться на камень, добываемый в одном из действующих карьеров. При определении пригодности камня наряду с его техническими характеристиками (предел прочности, морозостойкость, паропрони-цаемость, засоленность и др.) важное значение имеют декоративные качества и возможность его обработки. Участие архитектора наряду со специалистами-технологами в выборе карьера-поставщика и отбраковке идущего на реставрацию камня следует считать обязательным.

Вторая задача — определение рисунка кладки восстанавливаемых частей. В некоторых случаях, когда этот рисунок имеет регулярный характер, а также при вставке отдельных блоков, размеры которых заранее известны, могут быть сделаны рабочие чертежи, по которым вне стройплощадки заготавливают камень определенных размеров. В других случаях, в особенности при нерегулярной кладке из грубо отесанных блоков или валунов, камень подбирают непосредственно на месте. Эта работа не может быть доверена случайным исполнителям и требует постоянного присутствия на объекте архитектора — автора проекта или его квалифицированного помощника.

Третья, столь же важная задача — воспроизведение фактуры и характера обработки камня. Архитектор должен научить мастеров-каменщиков повторению индивидуального почерка кладки, присущего данному конкретному сооружению. При этом, однако, не ставится задача полной имитации старой техники, так как воссоздаются лишь те элементы, которые существенны для сохранения цельности восприятия памятника. Поэтому в большинстве случаев используют инструментарий, появившийся в России лишь в прошлом столетии (кувалда, скарпель, бучарда, троянка и т.п.) и вытеснивший применявшееся до этого тесло, которое придавало обрабатываемой поверхности характерную фактуру в виде скругленных «ложечкой» параллельных выемок. Большой выбор современных камнеобрабатывающих инструментов позволяет получить Разнообразную фактуру поверхности камня и вместе с тем делает Новые дополнения отличимыми от подлинных частей. Следует также внимательно соблюдать и характер швов — их толщину, наполненность, гладкость затирки, цвет.

Подготовка реставрационной поверхности под облицовку

Основные свойства, которыми должны обладать любые облицовки, — прочность и долговечность лицевого покрытия — зависят прежде всего от качества выполнения подготовительных работ. В зависимости от условий эксплуатации и назначения облицовок к подготовительным относятся следующие виды работ: при устройстве полов — выполнение грунтовых оснований, подстилающих слоев, стяжек, выравнивающего слоя, гидроизоляции, тепло- и звукоизоляционных слоев; при устройстве облицовки стен и потолков — укладка металлического каркаса и сетки, выравнивающего или штукатурного слоя, а также гидроизоляции и других слоев.

Прочность и долговечность облицовки в значительной степени зависят от качества подготовки основания. Так, загрязненность поверхности основания уменьшает прочность сцепления с прослойкой и приводит к разрушениям облицовки в процессе эксплуатации. Характер подготовки поверхности зависит от ее исходного состояния и способа крепления облицовочных материалов. Поверхности конструкций, подлежащие облицовке, не должны иметь отклонений, превышающих допустимые. Удовлетворяют ли вертикальные поверхности допустимым нормам, проверяют отвесом и правилом.

Долговечность природного камня обеспечивает значительную экономию затрат на эксплуатацию по сравнению с другими видами отделок: растворами, бетонами и керамическими плитками. Выбирая камень, следует помнить, что под влиянием атмосферных воздействий светлые пористые породы (известняки) быстро запыляются и теряют свой цвет, становясь грязно-серыми; граниты, габбро, лабрадорит и другие темноокрашенные породы с ударными фактурами запыляются, теряют насыщенность цветового тона и несколько осветляются. Для наружных облицовок можно применять все виды твердых и средней твердости пород камня, обладающие достаточной прочностью и атмосферостойкостью.

При выборе камня для внутренних облицовок определяющими показателями служат его декоративные свойства (цвет, рисунок) и сопротивление истиранию (камень для полов и ступеней). Для облицовки внутренних стен, пилястр, колонн, пилонов обычно применяют светлые и цветные мраморы и травертин; для плинтусов — темные мраморы, лабрадорит; для полов и ступеней — мраморовидные известняки, лабрадорит, габбро; для поручней — мрамор, гранит; для подоконников — мрамор.

Для внутренних облицовок вертикальных поверхностей, как правило, выбирают полированную (зеркальную) фактуру лицевой поверхности камня; для полов и ступеней — лощеную и шлифованную. В полированных фактурах наиболее полно выявляются цвет и рисунок камня, что требует подбора плит с учетом рисунка каждой плиты. Это относится к некоторым разновидностям мраморов, обладающих извилисто-полосатым или пятнистым рисунком или отличающихся по цвету в пределах одного месторождения.

Плиты для создания общего рисунка и цветовых переходов в данной плоскости облицовки следует подбирать на стендах в заводских условиях с маркировкой плит. Мраморы однотонные со слабыми прожилками, мелкой сеткой жилок или равномерно пятнистые не требуют подбора и широко применяются для облицовки больших плоскостей.

Фактуру лицевой поверхности природного камня выбирают в зависимости от архитектурных требований, предъявляемых к облицовке, декоративных качеств породы, ее структуры и физико-механических свойств, определяющих техническую возможность получения той или другой фактуры.

Выбор облицовочного камня, фактуры лицевой поверхности и их сочетания необходимо проверять на натурных образцах и фрагментах. Получение совершенно ровной поверхности на твердых породах камня достигается при окончательной обработке крестовой бучардой в сто зубцов или пластинчатой в восемь пластин. На камне средней твердости гладкую фактуру получают с помощью скарпеля.

Кованые фактуры (бороздчатые и точечные) рекомендуются для малодекоративных твердых пород камня. Наковкой раздробляются кристаллы на поверхности, что в значительной степени гасит природный цвет камня.

Бугристые фактуры лучше выявляют цвет и кристаллическое строение гранитов, так как раздробление кристаллов на поверхности происходит только в местах удара инструментом. На породах средней твердости (плотные известняки, песчаники, артикский туф) следы инструмента менее заметны, что повышает Декоративность фактуры. Фактура скалы отличается красивым рельефом с резкой светотенью, придающей поверхности особую декоративность, хорошо выявляет цвет и строение камня. Получают при обработке гранитов с помощью ударного инструмента.

Пиленые фактуры, отличающиеся штрихованной поверхностью с прерывистыми длинными бороздками глубиной 1—3 мм, получают распиливанием камня на станках с прямолинейным движением пильной рамы. Если при распиловке абразивным материалом служит стальная дробь, декоративность фактуры резко повышается. При распиловке камня рамными и канатными пилами получают пиленую фактуру, характеризующуюся неравномерно шероховатой поверхностью с резкими штрихами от зерен крупного абразивного материала с высотой рельефа 1 — 3 мм.

При распиловке камня ленточными и дисковыми пилами получают пиленую фактуру, отличающуюся гладкой поверхностью с малозаметными следами от работы пилы с высотой рельефа до 3 мм. Плиты с пиленой фактурой применяют на верхних ярусах наружных облицовок наравне с рифлеными и бороздчатыми фактурами. Распиловка известняков пилами, армированными пластинками из твердого сплава обеспечивает получение гладкой поверхности. Плиты с такой фактурой можно использовать без шлифования для облицовки верхних этажей зданий.

Шлифованные фактуры, отличающиеся равномерной шероховатостью со следами обработки, с высотой рельефа 0,2—0,5 мм выполняют на всех породах облицовочного камня. Шлифованные фактуры получают обработкой поверхности распила абразивными инструментами на шлифовальных станках. Степень тонкости обработки шлифовальных фактур достигается последовательной сменой абразивного инструмента крупной зернистости на более мелкую. Поверхности твердых пород камня перед шлифованием обрабатывают свободным абразивным материалом в виде стальной или чугунной дроби (обдир).

Шлифованная фактура на твердых породах резко снижает насыщенность цветового тона, значительно повышает светлость камня. Гладкие шлифованные фактуры целесообразны для однородных мелко- и среднезернистых серых гранитов (отсутствуют цветовой тон и рисунок). Они мало подвержены загрязнению, хорошо очищаются дождевыми водами, индустриальны в изготовлении и отличаются невысокой стоимостью по сравнению с полированными фактурами. В наружных облицовках в декоративных целях широко применяют скрытокристаллические породы средней твердости (известняки и туфы), а также белые мраморы со шлифованными фактурами.

Лощеные фактуры характеризуются гладкой матовой поверхностью без следов обработки.

Полированная фактура позволяет не только предельно выявить насыщенность цветового тона, глубину цвета и рисунка камня, но и обнаруживает все его дефекты. Поэтому применение полированных элементов облицовки следует рекомендовать главным образом для цокольной части здания.

Использование полированных мраморов для фасадов не рекомендуется, так как в климатических условиях большей части территории России полировка их быстро утрачивается.

Раскалывание камня — один из первичных процессов по обработке камня, который редко встречается на строительной площадке. Как правило, эту работу выполняют в карьерах по добыче камня и на специальных полигонах по заготовке каменных глыб с целью последующей обработки камней в определенные стандартные формы.

Раскалывание производится постепенным осаживанием клиньев, вставленных в пробуренные шпуры в теле камня. При раскалывании большой глыбы клинья осаживают от одного ее края к другому. При раскалывании небольших блоков клинья осаживают, начиная от середины блока к его краям, так как иначе могут сколоться углы или образоваться выщербины — «заколы» — на торцах камня.

Применение простых или сложных клиньев со щечками и прокладками зависит от вязкости, прямослойности камня и его ценности. Большие блоки и глыбы вязкого камня раскалывают по гнездам или шпурам, пробиваемым не только по верхней грани, но и с торцовых его сторон.

При раскалывании монолитов и глыб на блоки, предназначенные для транспортирования, следует учитывать, что длина их не должна превышать для гранитов 5-кратной высоты, для мраморов — 3,5-кратной и для твердых песчаников и известняков — 2-кратной высоты.

Распиловка камня. Ручная распиловка применяется только в редких случаях, при самых незначительных объемах работ. Плиты изготавливают и выпиливают из камня пилой лучкового типа. Мягкие камни распиливают пилой с зубьями, а более твердые — пилой без зубьев, полотно которой представляет собой полосу из котельного железа толщиной 2,5 мм, шириной 12,5—25 см.

Для облегчения работы пилу подвешивают на блоках к двум стойкам, причем концы веревки перекидывают через блоки и к ним привязывается груз. Груз придает пиле устойчивость, а трение веревок уравновешивает пилу, не позволяя ей подниматься кверху. На месте намеченного разреза наносят черту, по которой устанавливают полотно пилы. С обеих сторон черты укладывают бруски, в промежуток между которыми засыпают кварцевый песок или сталь-массу. Зерна абразива, попадая под пильное полотно, прижимаются к камню и царапают его, образуя пропил. После того как пила частично углубится в камень, бруски снимают и абразив засыпают непосредственно в пропил. Во время работы в пропил подливают воду, которая охлаждает полотно, помогает песку проникать под полотно и удаляет из пропила накопившиеся там каменную муку и отработанные зерна абразива.

Оболванивание и пассировка глыб. Камень, добытый клиновым или бурово-взрывным способом, получается в виде глыбы неправильной формы, неудобной для транспортирования и дальнейшей обработки. Обычно в карьере глыбу оболванивают и придают ей приблизительно правильную форму прямоугольного блока или грубую форму изделия — тумбы, колонны и т. п.

Оболванивание глыбы начинают с наиболее правильной eel грани. Для этого ударами кувалды или киянки сбивают большие неровности, пока грань не получит более или менее ровную поверхность с выступами и впадинами не более 5—6 см.

После обработки этой грани мелом по правилу наносят первую горизонтальную риску, перпендикулярно которой по угольнику отмечают две другие риски, определяющие ребро торцовых граней камня.

Оболванивание камня этих рисок соединяют четвертой, последней на этой грани, риской, образуя таким образом ограниченную с четырех сторон грань будущего блока. Угольник одной стороной прикладывают к верхней риске так, чтобы другая его сторона зашла на торец. Подложив под эту сторону угольника правило, наносят мелом первую верхнюю риску на торце глыбы. Так же размечают верхнюю риску и на втором торце, после чего к тыльной стороне камня прикладывают правило и по нему наносят последнюю верхнюю черту, замыкающую линии разметки верхней постели камня.

Описанными приемами размечают с помощью угольника и правила со всех четырех сторон низ и торцовые грани, которые выравнивают кувалдой и киянкой, так же как и первую грань. Оболваненную таким образом глыбу с правильными углами и неровностями не свыше 5—6 см называют простым блоком. Оболванивание глыбы в простой блок обычно бывает только промежуточной операцией, особенно если камень в дальнейшем дол-/ жен пойти в механическую распиловку.

Часто после выделки простого блока его грани обрабатывают большим тесовиком при твердых породах и большой зубаткой при мягких породах камня. Этими инструментами выравнивают грани До получения поверхности с неровностями не больше 3 см (при проверке правилом по диагоналям). Отклонение углов от граней угольника не должно быть больше 2 см на 1 м. Выделку такого блока называют пассировкой, а блок, отвечающий указанным требованиям, называется пассированным.

Изготовление из камня болванки, т. е. блока, грубо приближающегося по своей форме и размерам к будущему изделию, выполняют вначале теми же приемами, как и при изготовлении простого и пассированного блоков, но с применением большого закольника и тесовика. После этого поверхность болванки окончательно выравнивают шпунтом при твердых породах и скарпе-лью — при остальных породах так, чтобы неровности поверхности болванки не превышали 2 см.

Сбоем массы камня называется удаление лишнего его слоя сверх требующихся размеров. При глыбах крепкого камня толщиной больше 20 см лишнюю массу камня удаляют ударами большого те-совика или двуручного закольника. При меньшей толщине камня и слабых породах применяют молоток и ручной закольник или шпунт, так как от ударов тесовика и большого закольника такие камни могут расколоться или получить трещины.

При сбое массы камень не получает точно заданных размеров. Однако поверхность его получается более ровная, чем после оболванивания. Обработанный таким образом камень должен иметь запас в размерах независимо от породы не больше 1,5—2 см при неровностях на лицевой поверхности не свыше 1 см. В тыльной грани выбивают камни, прилегающие к пилястрам, колоннам и выступам в стене, когда толщина камня или неровности тыльной его грани мешают правильной установке детали в облицовку или уменьшают зазор между облицовкой и стеной, требующийся для заливки раствора.

Места, которые должны быть «выбиты», размечают мелом на торцах камня и скалывают закольником с двумя лезвиями. Рабочее лезвие закольника нужно при этом устанавливать параллель но лицевой грани и с таким наклоном, чтобы неровности сбива лись в наружную сторону. В противном случае получается глубоки; закол внутрь камня, что может испортить деталь. После того ка: излишек камня сбит с торцов большим закольником, остальн; часть тыльной поверхности выравнивают ручным закольником шпунтом.

Распазовкой называется вырубка из блока или и: большой плиты меньших плит и камней заданных размеров и формы. Эту работу выполняют описанными выше приемами, раскалывая камень по намеченным линиям и направляющим бороздам, пробитым шпунтом или скарпелью-пазовкой.

Вырубка внутренних углов в камне выполняется при изготовлении угловых плит для облицовки цоколя и стен, угловых камней пьедесталов и монументов, консолей, свесов, перемычек и тому подобных деталей. Выбой бывает прямоугольный и под косым углом в зависимости от назначения детали и делается по разметке без обработки вершины угла.

Работу начинают с разметки контура угла по правилу мелом на торцовой и тыльной гранях и на обеих постелях камня. По намеченным линиям пробивают шпунтом бороздки глубиной 2—3 мм, после чего производится выбой угла большим закольником. Когда до намеченных борозд остается сбить слой не больше 4—5 см, их углубляют при помощи ручного закольника до 1,5 см и этим же закольником продолжают выбой. Неровности в 1,5—2 см, остающиеся после сбоя ручным закольником, снимаются шпунтом. Работу заканчивают, когда поверхность сбоя сравняется с разметочными бороздками, и неровности внутренних граней угла остаются не больше 1 см.

При слабых породах и тонких стенках угла (толщиной до 10 см) выбой производится с обязательным предварительным пробури-ванием скважин в вершине и по концам угловых граней камня.

Грубая обтеска шпунтом (оспицовка) производится как окончательный вид обработки только для скрытых в облицовке или кладке частей твердого камня (чаще всего на его тыльной грани). В остальных случаях эта операция применяется только как промежуточная стадия обработки, например сглаживание поверхности после сбоя массы и подготовка ее для тески.

При оспицовке сначала снимают шпунтом большие неровности, а затем все меньшие. Чем меньше неровность, тем положе наклон шпунта. Работа считается законченной, если поверхность камня, обработанная шпунтом, не имеет борозд и выпуклостей размером больше 6—8 мм, а сколы углов и выбоины не превышают 5 мм. Когда выравнивание шпунтом применяют как промежу-, точную стадию обработки, толщина оспицованного камня должна быть на 10 мм больше, чем требуется. Такой запас необходим для выполнения дальнейшей более чистой обработки, после которой камень должен получить свои точные размеры.

Промежуточным между этими двумя видами является плоскорельефная обработка, к которой относят глубокий прямой и косой штрих, шпунтовую обработку поверхности бороздками в одном или двух перекрещивающихся направлениях, в рамке и без Рамки, и комбинированную штриховую обработку.

Естественная «шуба» получается при раскалывании камня по гнездам или путем глубокого закалывания его с кромок. Поверхность такой «шубы» должна быть волнистой с выпуклостями и впадинами, присущими естественному расколу породы.

Иногда обрабатываемая поверхность камня имеет глубокие боорозды от шпуров, по которым производилось раскалывание. Кро-^е того, не всегда требуется одинаковая крупность «шубы»: в зависимости от пропорций камня, его назначения в облицовке (низкий цоколь, цокольный этаж здания, облицовка мостовоп устоя и др.) архитектор назначает характер «шубы» более спокой ный и монументальный при крупных членениях или более пес| рый — при мелких. При обработке больших камней, а также в случаях, когда невозможно получить естественную «шубу», ее создают искусственно, сбивая отдельные места на поверхности камня ручным закольником и шпунтом. Эту работу выполняют в редких случаях, так как, даже имея большой опыт, мастера оставляют на поверхности камня «пятки» — следы ударов инструмента. Эти следы портят естественный излом камня, придавая поверхности вид, несвойственный каменной породе. Обработка под «шубу» в рамке производится так же, как и обработка под простую «шубу». Кроме того, по поверхности «шубы» вдоль ее лицевых кромок протесывают ленту шириной 2—5 см, которая как бы обрамляет шубу, т. е. заключает ее в рамку.

Трудность выделки лент рамки заключается в том, что они должны находиться в одной плоскости, без перекосов и уклонов, между тем как неровности «шубы» препятствуют проверке камня правилом по диагонали. Протеска лент начинается с разметки лицевых кромок на боковых гранях и постелях камня по правилу с уровнем и перенесением разметки на лицевую грань. По разметке обрубают кромки ручным закольником, скарпелью и шпунтом. После обрубки ленту протесывают на заданную ширину сначала скарпелью, а затем шпунтом или троянками в зависимости от твердости породы. Правильность тески лент проверяется правилом с уровнем, который укладывается на поверхности ленты.

При обработке в «ковырок» шпунтами насекают углубления (ковырки) до 2—3 см по поверхности камня, оспицованной или отделанной под «шубу». При меньшей глубине насечки углубления сливаются с неровностями поверхности и создают впечатление случайно оставшихся «пяток» от ударов инструмента. Углубления следует располагать беспорядочно, в разных направлениях, а не рядами, так как иначе нарушается естественный характер обработки.

Более тщательной обработке подвергают камни при выделке на них рельефа правильной формы в виде прямоугольных или пирамидальных квадров в рамке или без рамки. Квадры делают по точной разметке на предварительно оспицованной лицевой поверхности камня после обрубки его кромок. Обработку ведут с проверкой по шаблону приемами и инструментами, соответствующими виду обработки поверхности — теске, полировке и др.

Обработку в прямой или косой глубокий штрих применяют только для особо мягких известняков, доломитов и песчаников, на которых легко и заметно образуются эти штрихи, насекаемые крупнозубными троянками с двумя-тремя большими зубьями. Эту работу выполняют обычными приемами, но с обязательным выдерживанием определенного направления штрихов: вертикального, горизонтального и по диагонали. Иногда такие камни обрамляют рамками, которые протесывают также в штрих, но перпендикулярно лицевым кромкам.

Теска и ковка. Теску камня можно разделить на две основные операции:

грубое выравнивание пассированной поверхности шпунтом при твердых породах и скарпелью — при мягких породах;

окончательное выравнивание неровностей, оставшихся после обработки шпунтом или скарпелью.

В зависимости от степени выравнивания поверхности камня различают три вида тески: грубая теска, в результате которой на поверхности камня остаются неровности не больше 3—5 мм; получистая теска, при которой неровности не превышают 2—3 мм; чистая теска, после которой остаются неровности меньше 1,5 мм.

Кроме того, к теске относится также промежуточная стадия работы между теской и шлифовкой — ковка, т. е. наиболее тщательное выравнивание чисто тесаной поверхности для последующей шлифовки и полировки камня. На камне в результате наковки остаются неровности не больше 1 мм.

Поверхность небольших камней продолговатой формы выравнивают следующим образом. Прежде всего вдоль двух противоположных кромок камня протесывают ручным закольником и шпунтом, а затем выравнивают скарпелью так называемые «заправки», т. е. направляющие или маячные ленты шириной 7—10 см. Так как маячные ленты должны лежать в одной плоскости, правильность их выделки тщательно проверяют правилом с уровнем и путем визирования. При визировании на обе протесанные маячные заправки укладывают по одной прямоугольной рейке одинаковых размеров, после чего проверяют на глаз совпадение верхних граней обеих реек по всей их длине. При перекосе одной из реек размечают выступающие места и выравнивают поверхности лент по разметкам до полного совмещения верхних граней реек при визировании. Для обеспечения правильного визирования каждая из заправочных лент должна быть хорошо выровнена, чтобы рейки прилегали к ним плотно по всей плоскости, а не опирались на отдельные бугры.

Для проверки по уровню устанавливают правило с уровнем поверх обеих реек и медленно проводят по ним с одного конца до другого. Места, дающие отклонение, подтесывают. При обработке больших плоскостей на поверхности болванки выбирают три наиболее пониженные точки и соединяют между собой прямыми линиями, нанесенными мелом или цветным карандашом. По всем трем линиям протесывают маячные ленты шириной 5—7 см, соединяющие противоположные грани болванки. Первой протесывают ленту, проходящую через наиболее пониженную точку, затем вытесывают остальные две ленты на уровне первой. Правильность маячной протески проверяют правилом с уровнем, укладываемым по дну лент. В дальнейшем тело камня между лентами сбивают, как обычно, проверяя правильность плоскости под правило.

Облицовочные работы

Наружные облицовочные работы включают облицовку цоколя, поля стены, дверных и оконных проемов, наружных лестниц, крылец, площадок, колонн, пилястр, а также установку карнизов, элементов ограждения, ступеней, бортового камня, парапетов набережных и т. п. Облицовку природным камнем выполняют по рабочим чертежам. Конструкция облицовки вертикальных поверхностей должна исключать проникание влаги через соединения камня.

Растворы, применяемые для заполнения зазора между облицовываемой плоскостью и облицовочными элементами, не должны содержать растворимых солей, образующих высолы на поверхности облицовки. Для этой цели следует использовать растворы на пуццолановом портландцементе и промытом песке с добавкой пластификатора (мылонафта, петролатума и др.). Водоцементное отношение раствора не должно превышать 0,4—0,5.

Стальные детали облицовываемых конструкций, как и стальные крепления элементов облицовки, необходимо защищать от коррозии. Правильность и надежность крепления элементов облицовки проверяют в процессе производства работ. Плиты и детали наружной облицовки, кроме облицовки на относе, устанавливают на цементном растворе, элементы облицовки из белого мрамора — на растворе из белого портландцемента. Чтобы увеличить прочность сцепления элементов облицовки с раствором, тыльные стороны их тщательно очищают и промывают. Во избежание смещения камня пазухи между плитами и облицовываемой поверхностью заполняют раствором слоями в несколько приемов. При этом первую заливку делают пластичным раствором на высоту 10 см. Заливку не доводят па 5 см до верхнего ряда.

Для защиты облицовки от коррозии и образования высолов верхним граням выступающих гранитных элементов (пояскам, карнизам) придают уклон наружу, обеспечивающий сток воды, на нижних гранях делают капельники.

В горизонтальных рядах камни устанавливают от краев к середине, т. е. к центральному камню (замку). Каждый ряд начинают с установки угловых камней, через которые натягивают контрольный шнур для проверки горизонтальности швов. Горизонтальность установки первого ряда облицовки проверяют нивелиром, правильность положения последующих рядов — шнуром, уровнем и отвесом, отметки горизонтальных швов — по реперам, правильность положения каждого шва — стальной мерной лентой. Элементы облицовки устанавливает звено из трех камнетесов-гранитчиков 3, 4 и 5-го разрядов. При значительных объемах облицовочных работ необходимо организовать мастерскую, оборудованную камнеобрабатывающими станками для распиловки и доработки получаемых с заводов камней (исправления по размерам, устранения повреждений). Элементы наружной и внутренней облицовки соединяют между собой и со стеной металлическими штырями, кляммерами, скобами, закрепами, которые необходимо защищать от коррозии. С этой целью стальные элементы предварительно покрывают слоем цинка или алюминия. Изгибать закрепы после нанесения антикоррозионного слоя запрещается. В ответственных сооружениях используют крепеж из нержавеющей стали, цветных металлов и сплавов (медь, бронза, латунь).

Перед облицовкой точно определяют соответствие длины камней (с учетом толщины швов) длине облицовываемого цоколя. Отклонение поверхности постели фундамента от плоскости не должно превышать 10 мм. Выступающие неровности срубают, а впадины заполняют раствором.

Массивный цоколь выполняют из штучного камня в перевязку с кладкой стены, применяя колотый камень, тесаные плиты, кордонный камень.

Облицованный цоколь бывает простым — из одной плиты или составным — с кордонным камнем над плитой. Облицовывают цоколь плитами толщиной 20—100 мм одновременно с кладкой или по Готовой стене. Кордону цоколя придают профиль, обеспечивающий быстрый водосброс. Для облицовки цоколя применяют плиты, угловые и кордонные камни.

Простой цоколь здания может быть выступающим за плоскость стены, расположенным в самой плоскости стены и западающим за нее. В каждом случае плиты будут иметь разную толщину, для выступающего – не менее 60 мм.

При облицовке цоколя известняком внутренняя поверхность камня предохраняется от влаги изоляционными прокладками или обмазывается жидким тестом из гидрофобного цемента слоем 10-15 мм. В случае использования гранитных плит с тыльной стороны камня водонепроницаемыми растворами промазываются только швы. После наружной конопатки или промазки швов заполняют раствором пазухи между облицовкой и стеной фундамента.

Цоколь облицовывают следующим образом. Шнуром, протянутым на высоте первого устанавливаемого ряда, намечают наружную поверхность облицовки. Для увеличения сцепления облицовки со стеной плоскость стены промывают водой. Размечают и сверлят отверстия в стене пневматической или электрической сверлильной машиной. Глубина отверстий в стене не менее 100 мм, диаметр зависит от величины загнутого конца, но должен составлять не менее трех диаметров крюка. Плиты цоколя устанавливают по готовой стене на крюках, закрепленных в гнездах деревянными пробками (впоследствии удаляемыми) или стальными клиньями, которые забивают ударами молотка. Вертикальное положение плит облицовки регулируют деревянными клиньями. Составной цоколь выполняют из плит толщиной 40— 100 мм, которые крепят крюками по два на каждый элемент. Если высота плит превышает 1000 мм, то в вертикальные швы для усиления связи со стеной и удобства монтажа камней устанавливают комбинированные крюки со штырями или простые по одному на каждый камень. Смежные элементы кордонного камня цоколя в вертикальных швах соединяют штырями, заливая их раствором после окончательной установки. Кордонный камень связывают крюками (по 2 шт. на камень) со стеной и двумя штырями с плитой облицовки цоколя.

Когда стену выше цоколя не облицовывают, камни кордона крепят к стене комбинированными крюками, расположенными в вертикальных швах. Скобы для соединений облицовки цоколя в углах могут быть изготовлены из круглой или полосовой стали. Под скобы в верхней горизонтальной грани облицовки выбирают борозды.

Облицовка поля стены. Для облицовки гладких участков наружных стен применяют плиты из гранита, доломита, базальта, известняка, белого мрамора, травертина, туфа.

Многоэтажные здания облицовывают ярусами на высоту этажа. Каждый ярус устанавливают на разгрузочный опорный ряд, который в свою очередь установлен на конструктивные элементы облицовываемой стены и отделен от нижележащего яруса компенсационным швом шириной 5—10 мм в зависимости от фактуры лицевой поверхности облицовки. Облицовку стен начинают с установки угловых камней на цоколь или угловых камней очередного опорного ряда на перекрытие, тщательно проверяя горизонтальность первого ряда нивелиром. Последующие ряды облицовки контролируют с помощью шнура, уровня и отвеса. Ровность плит с полированной и шлифованной фактурой проверяют контрольной линейкой. Для регулирования толщины шва камень устанавливают на деревянные клинья, узкие поперечные свинцовые прокладки или узкие полоски стекла, по которым раствор выравнивают линейкой. Облицовка поля стены по готовой кладке предусматривает закладку в горизонтальные ряды кладки специальных петель. Через петли заводят вертикальные пруты, к которым крепят крюки.

Готовую стену облицовывают следующим способом: – проверяют вертикальность стены отвесом по плоской части через 2—3 м, а также в точках перелома фасада на всю высоту здания или поэтажно; – промывают плоскость стены сильной струей воды из шланга; – намечают по шнуру положение горизонтальных швов облицовки краской или устанавливают рейки-порядовки; – намечают горизонтальным шнуром наружную поверхность облицовки на высоте ее первого ряда; – проверяют соответствие размеров и формы плит рабочим чертежам; – сверлят и бурят в стене отверстия для крепления плит в соответствии с размерами закреп; – очищают и промывают место установки и плиты, обильно смачивают водой камень, если он пористый; – укладывают раствор в соответствии с проектной толщиной шва, ставят в нужное положение деревянные клинья или свинцовые прокладки; – устанавливают плиту в проектное положение, закрепляют крюками на стальных клиньях или деревянных пробках; -снимают выдавленный из шва раствор, очищают швы на глубину 15—-20 мм, чтобы впоследствии хорошо расшить их; -конопатят вертикальные швы после установки всего ряда.