Защита каменных материалов
Каменные материалы в эксплуатации непрерывно подвергаются воздействию окружающей среды. Процесс выветривания камня
в одинаковой степени действует на горные породы верхних слоев земной коры на каменные материалы в строительных
конструкциях. Вредное воздействие атмосферных осадков, газов и пыли, содержащихся в воздухе, попеременное
увлажнение и высыхание, резкие перепады температур, сильные морозы и значительный солнечный нагрев:—все эти
факторы сокращают сроки службы каменных строительных материалов и резко ухудшают их декоративные качества.
Особенно быстро ухудшаются свойства пористых белых каменных материалов, применяемых для наружной облицовки
(пильных известняков, ракушечников).
Стойкость материала зависит не только от качества исходной горной породы, формы материала и условий эксплуатации,
но и от интенсивности защитных мер в тех или иных условиях. Правильное и своевременное применение защитных мер
увеличивает срок службы материала и сохраняет его декоративные качества и естественную окраску на долгое время.
Выбор защитных мероприятий зависит от особенностей каменного материала и условий его работы. Чем больше пористость
материала, тем сильнее на него воздействуют факторы разрушения. Поверхности мраморов и известняков интенсивно
разрушаются сернистыми газами, находящимися в воздухе. Лишайники и мхи, растущие на камне, извлекают для своего
питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.
Защита строительных материалов от возможного проникновения воды — самый надежный способ защиты материала от
разрушения. Осуществляется он конструктивными или химическими мероприятиями. К первым относят применение
материалов с полированной поверхностью, обеспечивающей быстрый сток воды, а также таких, характер поверхности
которых исключает скопление дождевых и снеговых вод. Способы химической защиты заключаются в уплотнении
поверхности материала путем пропитки водным раствором веществ, вступающих в химическое взаимодействие с минералом
камня. При этом растворимое вещество переходит в нерастворимое состояние. Применяют для этого соли
кремнефтористоводородной кислоты. Такой метод защиты называется флюатированием. Взаимодействие солей с минералами,
образующими известняковые породы, можно выразить уравнением
2СаСО3 + MgSiF6 = 2CaF2 + MgF2 + SiO2 + 2CO2.
В результате реакции в порах камня и на его поверхности выделяются нерастворимые вещества, состоящие из CaF2, MgF2
и S1O2, повышающие не только прочность и морозостойкость камня, но и стойкость его по отношению к воздействию
химических факторов. Кроме флюата магниевой соли применяют также алюминиевый флюат. Водопоглоща-емость камня,
обработанного химическим способом, значительно понижается.
Породы с крупными порами на поверхности или с малым содержанием углекислого кальция обрабатываются методом
аванфлюатирова-ния, т.е. предварительного пропитывания раствором хлористого кальция и, после просушки, раствором
соды. Образование карбоната кальция происходит по реакции
СаС12 + Na2CO3 = СаСО3 + 2NaCl.
Последующее флюатирование, вызывая активную реакцию с карбонатом кальция, уплотняет поверхность камня. Реакция
между гидратом окиси кальция и флюатом аналогична приведенной ранее
2Са (ОН)2 + MgSiF6 = MgF2 + 2CaF2 + SiO2 + 2H2O.
Идея кремнефторизации поверхности камней принадлежит великому русскому ученому Д. И. Менделееву, а способы
применения ее в строительстве разработаны Н. А. Белелюбским.
Для предотвращения выветривания облицовочных материалов некоторых пород рекомендуется последовательно пропитывать
их жидким стеклом и хлористым кальцием, в результате взаимодействия которых в порах камня образуются нерастворимые
соединения силиката кальция и кремнекислоты, заполняющие поры поверхности. Уплотнение поверхности камня
достигается также последовательной пропиткой спиртовым раствором калийного мыла и уксуснокислого глинозема. В этом
случае в порах камня отлагается глиноземная соль жирной кислоты.
Прочный защитный слой создается полировкой, при которой поры заполняются мельчайшими частицами материала, делая их
недоступными для влаги и газов.
В последний период получает распространение метод уплотнения поверхности каменных изделий путем пропитки их
полимерными материалами, обладающими гидрофобными свойствами.
