1.1. Классификация строительных материалов. Стандартизация. Состав и строение. Эстетические характеристики. Физические, химические, физико-химические, механические, технологические свойства строительных материалов. Общие сведения о строительных материалах

1. Значение строительных материалов при реставрации

Реставрация декоративных штукатурок и лепных изделий представляет собой комплекс мероприятий по сохранению, восстановлению и укреплению элементов архитектурного декора без изменения их исторической ценности.

Основной задачей реставратора является не просто устранение повреждений, а максимально точное воспроизведение первоначального внешнего вида и свойств материала.

Для этого необходимо хорошо знать свойства строительных материалов, понимать причины их разрушения и уметь подбирать материалы, совместимые с историческими растворами.

Неправильный выбор материала может привести к:

• растрескиванию штукатурки;
• отслаиванию декоративного слоя;
• появлению высолов;
• ускоренному разрушению лепнины;
• изменению цвета поверхности;
• снижению долговечности реставрации.

Поэтому изучение строительных материалов является одной из важнейших дисциплин подготовки реставратора.

2. Классификация строительных материалов

Строительные материалы подразделяются по нескольким признакам.

По происхождению:

Природные материалы: Получают непосредственно из природного сырья без значительного изменения его состава. Они широко применяются при реставрации исторических объектов.

К ним относятся:

• природный камень;
• песок;
• глина;
• известняк;
• гипсовый камень;
• древесина.

Искусственные материалы: Изготавливаются промышленным способом путем переработки природного сырья.

Примеры:

• цемент;
• строительный гипс;
• кирпич;
• бетон;
• стекло;
• керамика;
• сухие строительные смеси.

По назначению

Материалы подразделяются на:

• конструкционные;
• отделочные;
• облицовочные;
• гидроизоляционные;
• теплоизоляционные;
• звукоизоляционные;
• декоративные;
• специальные.

Для реставрации наибольшее значение имеют декоративные и отделочные материалы.

По способу твердения

Материалы бывают:

Воздушного твердения. Твердеют только на воздухе.

• известь;
• гипс.

Гидравлического твердения. Способны твердеть как на воздухе, так и под водой.

• цемент;
• гидравлическая известь.

По структуре

Различают материалы:

• плотные;
• пористые;
• ячеистые;
• волокнистые;
• зернистые.

Структура оказывает большое влияние на долговечность материала.

3. Понятие стандартизации

Все строительные материалы должны соответствовать установленным требованиям качества. Эти требования закрепляются в нормативных документах.

Основными документами являются:

• государственные стандарты (ГОСТ);
• своды правил (СП);
• технические условия (ТУ);
• технические регламенты;
• строительные нормы и правила.

Стандартизация обеспечивает:

• безопасность строительства;
• высокое качество продукции;
• взаимозаменяемость материалов;
• единые методы испытаний;
• долговечность конструкций.

При реставрации особенно важно использовать материалы, характеристики которых соответствуют требованиям нормативной документации и особенностям исторического объекта.

4. Состав строительных материалов

Каждый строительный материал состоит из определенных компонентов. Например:

Известковый раствор включает:

• известковое тесто;
• песок;
• воду.

Гипсовый раствор:

• гипсовое вяжущее;
• воду;
• специальные добавки.

Цементный раствор:

• цемент;
• песок;
• воду;
• модифицирующие добавки.

Соотношение компонентов оказывает влияние на:

• прочность;
• пластичность;
• усадку;
• морозостойкость;
• долговечность.

5. Строение строительных материалов

Под строением понимают внутреннюю структуру материала. Различают несколько уровней строения.

Макроструктура. Видна невооруженным глазом.

• поры;
• трещины;
• зерна наполнителя.

Микроструктура. Изучается под микроскопом.

Позволяет определить:

• форму кристаллов;
• размеры пор;
• распределение компонентов.

Молекулярное строение. Определяет химические свойства материала. Именно на этом уровне происходят процессы твердения и разрушения.

6. Эстетические характеристики материалов

Для реставратора внешний вид материала имеет не меньшее значение, чем его прочность. Основные эстетические показатели:

Цвет определяется:

• химическим составом;
• видом заполнителя;
• степенью старения;
• воздействием окружающей среды.

При реставрации необходимо максимально точно подобрать оттенок материала.

Фактура — это характер поверхности материала. Фактура оказывает влияние на восприятие архитектурного декора.

Она может быть:

• гладкой;
• шероховатой;
• зернистой;
• рельефной;
• полированной.

Текстура характеризует рисунок материала.

Например:

• рисунок природного камня;
• структура древесины;
• направление волокон.

Блеск. При реставрации исторических объектов обычно стремятся сохранить первоначальный уровень блеска. Поверхность может быть:

• матовой;
• полуматовой;
• глянцевой.

7. Физические свойства строительных материалов

Физические свойства определяют поведение материала без изменения его химического состава. Основными являются:

• Плотность. Плотность показывает массу материала в единице объема. Измеряется: кг/м³. Чем выше плотность, тем прочнее материал, но тем больше его масса.

• Истинная плотность. Определяется без учета пор. Используется при лабораторных исследованиях.

• Средняя плотность. Учитывает наличие пор. Именно она применяется в строительстве.

• Пористость. Показывает отношение объема пор к общему объему материала. Высокая пористость обеспечивает: хорошую теплоизоляцию; высокую паропроницаемость. Но одновременно снижает прочность.

• Влажность характеризует содержание воды в материале.

Повышенная влажность способствует:

• разрушению штукатурки;
• образованию плесени;
• высолам;
• морозному разрушению.

• Водопоглощение. Показывает способность материала впитывать воду. Для реставрационных материалов большое значение имеет умеренное водопоглощение.

• Морозостойкость. Это способность выдерживать многократные циклы замораживания и оттаивания без разрушения. Обозначается: F25, F50, F100 и выше.

• Теплопроводность. Характеризует способность материала проводить тепло. Измеряется: Вт/(м·°С).

• Паропроницаемость. Очень важное свойство для исторических зданий. Материал должен обеспечивать свободный выход влаги из стены. Использование паронепроницаемых составов часто становится причиной разрушения старинной штукатурки.

8. Химические и физико-химические свойства

К ним относятся:

• химическая стойкость;
• коррозионная стойкость;
• растворимость;
• адгезия;
• смачиваемость;
• капиллярное всасывание;
• диффузия влаги.

Особенно важна химическая совместимость реставрационного раствора со старым основанием.

9. Механические свойства

Основными механическими свойствами являются:

• прочность;
• твердость;
• пластичность;
• хрупкость;
• износостойкость;
• сопротивление истиранию;
• ударная вязкость.

Для лепных изделий особое значение имеют пластичность растворной смеси при нанесении и достаточная прочность после твердения.

10. Технологические свойства

Технологические свойства определяют удобство работы с материалом.

К ним относятся:

• пластичность;
• удобоукладываемость;
• водоудерживающая способность;
• жизнеспособность раствора;
• сроки схватывания;
• время твердения;
• адгезия к основанию;
• возможность механической обработки.

Для реставрационных работ предпочтительны растворы с высокой пластичностью, хорошей адгезией и длительным временем жизнеспособности, что позволяет мастеру тщательно прорабатывать декоративные элементы.

Знание классификации, состава, строения и свойств строительных материалов является основой профессиональной деятельности реставратора декоративных штукатурок и лепных изделий. Грамотный подбор материалов обеспечивает совместимость с историческими основаниями, долговечность восстановленных элементов и сохранение архитектурной ценности объекта. При выполнении реставрационных работ необходимо учитывать не только механические характеристики материалов, но и их физические, химические, технологические и эстетические свойства.