Природный камень в наружной облицовке зданий и сооружений

   Высокие декоративные качества природного камня, его спо­собность длительное время противостоять отрицательным воздей­ствиям окружающей среды ставят его вне конкуренции по сравне­нию с другими облицовочными материалами. Использование кам­ня для наружных облицовок в истории архитектуры нашей страны можно проследить на примерах построек Москвы и Петербурга, являвшихся основными центрами гражданского строительства в России.

   Начиная с последней четверти XVIII в. и до начала первой ми­ровой войны средоточием потребления облицовочного камня был Петербург. Здесь использовались местные плитчатые известняки (пудожские, путиловские, волховские и тосненские), ревельский мрамор, гранит с побережья Финского залива и Ладожского озера, эстонские мраморизованные известняки, цветные немецкие и поль­ские песчаники. Гранит и местные известняки применялись для сооружения и облицовок цоколей и стилобатов крупных общест­венных зданий (Академии художеств, Академии наук, Инженерного замка, Главного штаба, Адмиралтейства, Казанского собора и т. д.). В последней четверти XVIII в. были начаты колоссальные по градо­строительному значению работы по облицовке гранитом набереж­ных Невы и стен Петропавловской крепости. В это же время был сооружен Мраморный дворец. Одно из наиболее выдающихся ка­менных сооружений Петербурга первой половины XIX в. — Исаакиевский собор, где для облицовки стилобата и сооружения 116 цельных колонн в огромном количестве был применен полирован­ный гранит. Стены собора одеты мрамором Рускеальского место­рождения. Гранитом облицовано большинство петербургских мостов через Неву. С развитием железнодорожных перевозок кам­ня в конце XIX и начале XX в. увеличивается применение при­возного облицовочного камня. За короткий срок (1896—1914 гг.) в Петербурге возведено около 200 зданий, где в отделке фасадов применен природный камень, причем имели место сплошные об­лицовки фасадов пяти-семиэтажных зданий, главным образом, банковских и общественных.

   В Москве до конца XIX в. в строительстве использовались только местные подмосковные белые известняки и серые песчани­ки. Только с развитием железнодорожных перевозок камня в кон­це XIX в. здесь появились привозные финские граниты и польские песчаники. С 1912 г. начал применяться мрамор Шишимского ме­сторождения, которым облицован фасад Музея изобразительных искусств имени А. С. Пушкина. С 30-х годов текущего столетия Москва становится ведущим потребителем облицовочного камня.

   В эти годы привозным мрамором из уральских и грузинских месторождений и гранитом из украинских месторождении облицованы многочисленные административные, учебные и жилые здания, мосты и набережные р.Москвы, станции метрополитена и другие сооружения. Лаконичность современных архитектурных форм, сдержан­ность деталировки привели к тому, что основным элементом обли­цовки стали плоские плиты, массовое производство которых мо­жет быть налажено на высокопроизводительных автоматизирован­ных поточных линиях, что позволяет широко применять облицо­вочные плиты из природного камня в современном зодчестве.

   Облицовочный камень играет немалую роль в архитектурной композиции зданий. Стандартизация, унификация, типизация — основные направления современной архитектурно-строительной практики, в ряде случаев вступают в противоречие со стремлени­ем архитекторов создать индивидуальный, запоминающийся образ зданий. Облицовка природным камнем в определенной мере спо­собствует индивидуализации здания, сооружаемого из стандартных элементов, за счет неповторимости цветовых оттенков и текстуры различных пород камня из разных месторождений.

   Выбор породы камня для облицовочно-декоративных работ, фактуры его поверхности и размеров облицовочных изделий оп­ределяется в первую очередь архитектурной композицией соору­жения. Многовековой опыт зодчих выявил определенные принци­пы выбора каменной породы и ее обработки. Эти принципы выте­кают из архитектоники сооружения, условий работы материала в различных элементах зданий, условий восприятия сооружения и соображений экономии.

   При выборе пород камня, соответствующих архитектонике со­оружения, учитывают возможности художественного выражения в облицовке работы различных конструктивных частей здания. В эпоху Ренессанса наиболее совершенно были разработаны приемы выбора камня и его фактуры в соответствии с архитектоникой не­сущей стены. Стена членилась по вертикали на ярусы. Облицовка нижнего яруса выражала большую нагруженность этой части сте­ны, поэтому для облицовки нижних этажей и цоколей применяли наиболее прочные породы — гранит, диорит, габбро, лабрадорит и т. п. и придавали им фактуры скалывания, а верхние этажи обли­цовывали менее прочными породами — известняком, песчаником, доломитом, мрамором, придавая им более тонкие фактуры, или штукатурили.

   В настоящее время этот принцип выбора породы камня оста­ется аналогичным при облицовке несущих и несомых элементов зданий. Цоколи, колонны и стилобаты облицовывают более проч­ными породами, чем стены. Но тектоника современных каркасных зданий, где навесные стены несут аналогичную нагрузку во всех частях сооружения, определяет иное, чем в Ренессансе, выраже­ние работы стены в ее облицовке. Наружная плоскость стены в современных зданиях делается однородной, независимо от того, навешена ли стена на каркас или опирается на рандбалку. Большие нерасчлененные плоскости стен требуют много однородного обли­цовочного материала. Поэтому в настоящее время в строительстве у нас предпочтение отдается сравнительно недорогим породам камня — травертину, туфу, известняку, доломиту и белому мра­мору. Применение лабрадорита, габбро и других дорогих и проч­ных пород значительно снизилось по сравнению со строительством в предыдущие периоды. В строительстве за рубежом встречаются примеры облицовки фасадов крупных зданий полностью дороги­ми породами камня (здание фонда Форда в Нью-Йорке, здание-Верховного суда в Токио и др.).

   Цвет и текстура различных пород камня влияют на восприятие архитектурного сооружения. Здания из темных габбро, гранита, диорита и других подобных пород выглядят наиболее монумен­тальными, иногда даже мрачными и неприступными по сравнению с сооружениями из светлых известняков, мраморов и травертинов. Светлый полированный мрамор, просвечивающий на углах и в тон­ких деталях, может способствовать созданию впечатления легкости и даже воздушности, прозрачности сооружения, стены которого в солнечный день буквально растворяются на фоне неба. Декора­тивные сочетания каменных пород различных цветовых оттенков придают зданиям праздничность и нарядность. Таково сочетание мраморных филенок различных цветов на фасадах флорентийских соборов. Огромные здания благодаря этому не подавляют своей массой окружающую застройку. Они вполне соизмеримы с город­ским масштабом. И только в интерьере этих зданий и в силуэте города выявляются их грандиозные размеры. Богатая гамма кра­сок облицовки не создает впечатления пестроты. Расчленение фор­мы на отдельные филенки, панели и ярусы не нарушает ее един­ства. В облицовке Дворца Дожей в Венеции сочетаются розовый и белый мрамор, образующие на глухой каменной стене геометри­ческий узор, придающий архитектуре дворца праздничность и лег­кость. Выбор породы камня и его цветовые сочетания могут нести определенную смысловую нагрузку в композиции. Так, сочетание светло-серого доломита и черного диабаза в облицовке фасадов Ленинградского крематория подчеркивает траурное назначение сооружения. А облицовка армянским буро-фиолетовым туфом московского кинотеатра «Ереван» и цветным узбекским мрамором магазина «Узбекистан» в Донецке указывает на стремление под­черкнуть в архитектуре этих зданий национальную направленность. Использование естественной окраски камня дает возможность создания монохромных и полихромных архитектурных композиций. Примером полихромной композиции является собор св. Марка в Венеции. Здесь применены различные мраморы — белый, черный египетский, красный веронский, серый каррарский, испанский мра­мор с желтыми и буроватыми пятнами на голубовато-сером фоне, фригийский белый мрамор с фиолетовыми и черными прожилка­ми; желтоватый истринский известняк, красный порфирит из Егип­та, темно-зеленый порфир; красный, черный и серый гранит, брек­чия и т. д. Всего можно насчитать около 50 разновидностей камня из Египта, Малой Азии, островов Греческого архипелага, Греции, Рима, Сицилии, Испании и Северной Африки

   Современные полихромные композиции из камня значительно проще. Обычно сочетания включают два-три цвета и не более: в здании посольства Франции в Москве применены: красно-оран­жевый туф, белый мрамор и черный габбро; в здании посольства ПНР в Москве — белый мрамор и серо-зеленый сиенит; на фаса­дах детской музыкальной школы в Ереване применен туф трех цветов.

   В современной архитектуре чаще применяются монохромные композиции, где большие нерасчлененные плоскости стен обли­цовывают одинаковым по цвету камнем. Это требует строгого под­хода к подбору облицовочных плит по однородности цвета и тона. Особенно важен такой подбор плиток при облицовке горизон­тальных навесных частей стены. Плоскость горизонтальной навес­ной панели нелогично с точки зрения архитектоники членить на отдельные квадры. Глухие участки ограждающих стен, облицован­ные плитками камня, различными по тону, нависающие над лен­точным остеклением, создают неприятное впечатление каменной кладки, висящей в воздухе (клуб шахматистов в Ереване). В Мад­риде в административном здании, выстроенном по проекту архит. Ж. Пикардо, горизонтальные панели облицованы цветным мрамо­ром с ярко выраженной текстурой, выявляющей породу камня. Панели из пестрых мраморных плиток «давят», так как камень подсознательно всегда ассоциируется с тяжестью. Для горизон­тальных навесных панелей более логично применение ровных по тону облицовок.

   Для вертикальных панелей подбор плиток по тону может быть менее строгим, но и здесь однородность тона предпочтительна, так как она подчеркивает монолитность, массивность здания (вок­зал во Владимире, институт Дальнего Востока в Москве).

   Цветовые сочетания каменных облицовок могут быть исполь­зованы для контрастного противопоставления несомых и несущих элементов здания, когда последние отделывают более темным камнем, например, обнаженные колонны первого этажа или кон-сольно вынесенные балки, на которые опираются вышележащие конструкции.

   Существуют и чисто декоративные приемы сочетания цвета каменных облицовок. Например, отделка больших плоскостей на­ружных стен Музея искусств в Кливленде США представляет собой чередование узких горизонтальных полосок темного и свет­лого гранита.

   Большую роль в композиции играет фактурная обработка кам­ня. Она обогащает пластику сооружения, вызывая игру светотени, акцентирует отдельные элементы композиции. Выбор фактуры по­верхности определяется тем, как трактуется облицовываемый эле­мент — монолитным или расчлененным. Фактуры с гладким рельефом позволяют создать монолитную нерасчлененную плоскость. Груборельефные фактуры всегда выявляют сложение стены из отдельных блоков. Архитектурная трактовка облицовок с грубой фактурой создает впечатление массивной каменной кладки, хотя конструктивно — это всего лишь накладной декоративный слой. Используя такую фактуру, некоторые архитекторы как бы в знак протеста против чрезмерного утилитаризма предшествующего архитектурного периода 60-х годов впадают в другую крайность— придают архитектуре подчеркнуто экспрессивный характер. Зда­ния получают замкнутые объемы с небольшими оконными прое­мами, поверхности стен — намеренно грубую обработку. Таково здание Верховного суда в Токио — глухое, почти без проемов, облицованное горизонтальными полосами светлого гранита с грубооколотой фактурой. Средневековый донжон напоминает архи­тектура здания мэрии в Токио. Объе­мы его имеют криволинейную поверхность, немногочисленные ок­на выполнены в виде узких бойниц. Трехэтажный стилобат здания, облицован рустованными плитками красного гранита, по своим раз­мерам аналогичными кирпичу. Главный вход выполнен в виде вы­сокой арки, лестница, ведущая в вестибюль, начинается прямо из-под входной арки, наружные двери здесь отсутствуют и человек непосредственно с улицы попадает в торжественный интерьер вестибюля, архитектура которого имеет средневековый характер— это высокое помещение с вытянутыми арками дверей, пол из крас­ного гранита, стены из полированного черного гранита, впечатление усиливают алюминиевые нервюры свода. Въезд в подвальный гараж сделан также в виде арки, только уже пологой формы. Толщину каменных стен подчеркивает решение обрамления окон-бойниц и глубина ниши у входа, в которой установлена небольшая скульп­тура. Архитектура здания мрачная, замкнутая, но очень интерес­ная по трактовке каменного сооружения.

   В современной японской архитектуре также используется гру­бая фактура стены, получающаяся при облицовке ее глыбами рваного камня, булыжником и галькой. Интересен в архитектур­ном отношении Историко-этнографический музей в Такаматцу (архит. Т. Ямамото). Это сложная композиция, основой которой служат несколько глухих объемов, имеющих форму усеченной пи­рамиды. Эти объемы, облицованные рваным, необработанным камнем небольших размеров, сочетаются с более низкими гори­зонтальными объемами, выполненными из бетона и стекла. Вся композиция расположена на вершине небольшой скалы, с кото­рой открывается вид на морской залив. Рельеф скалы оставлен почти нетронутым и органично сливается с постройками, под­порные стенки и ступени выбиты прямо в скале. Живописная композиция кажется органичным элементом окружающего горного ландшафта, груборельефная каменная фактура архитектурных объемов делает их естественным продолжением природных форм рельефа.

   Если для монолитных по архитектурной трактовке стен приме­няется, как правило, единая фактурная обработка всей плоскости, то тектоника стены с горизонтальным членением плоскости пред­определяет применение в нижних частях ее более грубой фактуры для выявления нагрузки или, напротив, наиболее тонкой фактуры, если цоколь трактуется как монолит, тем более что тонкая фактура позволяет в большей степени выявить декоративные свойства кам­ня — его цвет и текстуру, наиболее доступные зрителю в нижних частях здания.

   Разнообразие фактур одного материала способствует и раз­личному восприятию и оценке различных частей здания и всей композиции в целом. Так, грубая рустовка каменных облицовочных плит нижних этажей итальянских палаццо эпохи Возрождения уси­ливает впечатление значительности, неприступности, массивности этих зданий.

   Влияние на композицию оказывают размеры облицовочных плит. Толщина и способ расшивки швов подбираются в соответст­вии с фактурной обработкой плит. Для груборельефных фактур выбираются и более широкие швы, которые часто подчеркиваются специальной обработкой плит по контуру. При зеркальной и по­лированной фактурах швы делаются минимальными (до 4 мм) для создания впечатления монолитности облицованной стены. Их мас­кируют с помощью специальной мастики, подобранной в цвет кам­ня. Плиты из искусственного мрамора, имеющие рисунок типа брек­чии, могут отделяться друг от друга достаточно большими швами, которые заполняются цветным цементом под основной тон при­мененной породы камня или цементом с каменной крошкой.

   Для большего выявления швов в облицовке здания применя­ется особая обработка сопрягающихся лицевых поверхностей кам­ня. При тщательной подгонке каменных квадров друг к другу возможна их обработка рамкой. Более тонкая обработка кромки камня по сравнению с грубой обработкой лицевого поля камня по­зволяет четко прочесть размеры квадра. Применяется также обработка швов рустом, имеющим самые разнообразные конфигура­ции: прямоугольный, закругленный, призматический, желобчатый, скошенный. Руст может выполняться при достаточной толщине об­лицовочной плиты. Поэтому рустованное сопряжение обычно при­меняется для плит крупнобугристых или имеющих фактуру скалы, но может использоваться и при других фактурах, кроме лощеной, полированной и зеркальной, для которых оно не характерно. Ру­стованная поверхность создает ощущение массивности стен. Раз­личная конфигурация и глубина руста создают определенную пла­стику поверхности, усиливают игру светотени.

   Используя приемы расшивки швов, сочетание различных раз­меров и фактур облицовочных плит и способа их кладки, архитек­торы могут добиваться разной степени ощущения напряженности материала, придавать зданию легкость или, наоборот, массив­ность и тяжеловесность. Например, подчеркивание вертикальных швов облицовки павильона цветоводства на ВДНХ в Москве при­дало стройность невысокому сооружению. Вертикальные швы зрительно облегчили массивные, облицованные камнем элементы, входящие в композицию зданий пансионата «Вороново» под Мо­сквой и трансагентства в городе Брежневе. Напротив, тяжело­весность каменных стен, опирающихся на землю, может быть под­черкнута выделением горизонтальных швов облицовки, как это сделано в здании оранжерей в Ленинграде и здании Верховного суда в Токио.

   Наряду с облицовкой фасадов зданий целиком природным камнем применяется и облицовка отдельных элементов — цоко­лей, стилобатов, наружных лестниц, порталов входов, отдельных плоскостей стен. Такое использование камня позволяет получать интересные сочетания фактуры и цвета различных строительных материалов: камня и бетона, камня и штукатурки, камня и дерева и т. п.

   В русской архитектуре издавна существует традиционное со­четание деталей из белого известняка с кирпичной кладкой стен, особенно нарядное в произведениях московского барокко XVII в. (церковь Спаса в Уборах, церковь Покрова в Филях, колокольня Новодевичьего монастыря в Москве и др.). Этот прием исполь­зован А. В. Щусевым в здании Казанского вокзала в Москве. В зданиях русского классицизма из камня делали колонны, стилобаты и цоколи. Здесь белый камень сочетался с цветной штукатуркой стен.

   Традиционное для русской архитектуры сочетание красного кирпича и белокаменных деталей применяется и в современных зданиях. Для облицовок Дворца культуры объединения «Стройпластмасс» в Мытищах использован темно-красный кирпич Гжельского завода и белый известняк. В комплексе зданий Московского института электронной тех­ники в Зеленограде вы­деляется входная арка из белого мрамора на фоне краснокирпичных стен. И сочетание бело­го камня с кирпичом, и форма арки, отдаленно напоминающая о древ­нерусских звонницах, да­ют нам представление о глубокой связи этой со­временной архитектуры с предшествовавшим русским зодчеством.

   В современной архитектуре имеются и другие сочетания раз­личных строительных материалов с камнем. Например, каменная облицовка стены сочетается с бетонными покрытиями в компози­циях загородного дома в Тоскане архит. Марино Росси, «дома над водопадом» архит. Ф. Л. Райта, музея в Такаматцу архит. Кагавы. Здесь природный камень как бы связывает с естественным при­родным окружением искусственные конструкции из бетона, благо­даря чему каждое из этих сооружений органично вписывается в ландшафт. Бетонные ажурные решетки сочетаются с мраморной облицовкой стен в композиции гостиницы «Москва» (Баку).

   Красиво сочетание светлого камня с металлом. Наиболее рас­пространено тонкое нюансное сочетание белого камня с деталями из золотистого анодированного алюминия. При этой отделке на стенах здания возникает игра света. Камень получает золотистую подцветку благодаря бликам от металла, что придает зданию праздничный характер. Это сочетание материалов использовано в отделке фасадов Кремлевского Дворца съездов, Олимпийского спортивного комплекса на проспекте Мира, кинотеатра «Звездный» в Москве, Дворца культуры «Украина» в Киеве, Театра оперы и ба­лета в Днепропетровске и т. д. Хорошее впечатление производит сочетание металлических оконных решеток черного цвета с белы­ми мраморными стенами в архитектуре административного здания в Майнце архит. Якобсона (ФРГ). Светлые вертикальные стеновые поверхности кажутся хрупкими, почти растворяющимися на фоне голубого неба по сравнению с нарочито грубой частой решеткой.

   Сочетание природного камня со стеклом придает особую на­пряженность композиции, основанную на резком контрасте проч­ного камня и хрупкого стекла, например, дом Центросоюза в Мо­скве архит. Ле Корбюзье — большие остекленные витражи и глу­хие плоскости стен из красно-фиолетового артикского туфа; Дом камерной музыки им. Комитаса в Ереване архит. С. Кюркчяна — остекленная стена главного фасада и глухие объемы лаконичных геометрических форм из туфа коричневых тонов; здание плава­тельных бассейнов Олимпийского спортивного комплекса в Моск­ве — тяжелый каменный стилобат и изогнутая стеклянная стена; здание фонда Форда — высокие глухие участки стен из полиро­ванного гранита и остекление зимнего сада.

   Применяется казавшееся до недавнего времени несовместимым сочетание каменных и керамических облицовок. Глазурованная ке­рамическая блестящая плитка ярких цветов хорошо сочетается с белым известняком. Мягкость цветовых тонов и благородство тек­стуры камня смягчают холодность глазурованной керамики. В здании театра зверей им. Дурова (Москва) с белым известняком сочетается облицовка темно-голубой выпуклой глазурованной плит­кой. В здании гостиницы «Молодежная» (Москва) белый известняк мягко дополняет яркие тона фиолетовой и синей глазурованной плитки и красно-коричневого гранита.

   Облицовочные материалы в зависимости от применения их в тех или иных элементах зданий и сооружений составляют об­ширную номенклатуру. Эта номенклатура включает в себя: обли­цовочные плиты для наружной облицовки поля стены и цоколя, для облицовки стен и перегородок в интерьерах, плиты и полоски для полов; различные профильные детали: карнизы, пояски, плин­тусы, наличники, детали порталов, камни профильные и кордонные для цоколя, колонны и их базы; элементы лестниц: проступи и цель­ные ступени, поручни; плиты подоконные, балясины, тумбы и т. д. Эти детали выполняются из различных пород природного камня и имеют самые разные размеры.Выбор породы камня для облицов­ки различных элементов здания определяется эстетическими тре­бованиями к цвету, рисунку и фактуре. Помимо декоративных ка­честв имеется еще целый ряд требований, которые учитываются в зависимости от условий службы камня. Для наружной облицовки таким требованием является способность сопротивлению коррозии. Для тех частей здания, которые в наибольшей степени подверга­ются воздействию атмосферных осадков или механическим воз­действиям (цоколи, карнизы, лестницы, парапеты и ? д.), использу­ются преимущественно силикатные каменные породы с плотно­стью более 2,5 г/см3. Поэтому для цоколя здания наиболее под­ходящими являются: гранит, сиенит, песчаник, габбро, лабрадорит. Применяющаяся в ряде случаев облицовка цоколя мягким извест­няком нерациональна, так как известняк быстро, часто по истече­нии всего нескольких лет службы теряет свои декоративные каче­ства: изменяется цвет, поверхность разрушается, быстро загрязня­ется, покрывается пятнами и подтеками.

   Для цоколя в основном используют плиты толщиной 40—60 мм. Так как цоколи часто являются единственными элементами зданий, облицовываемыми природным камнем, целесообразно изыскивать местные ресурсы для их отделки. В Абакане многие здания имеют цоколи, облицованные плитами темно-коричневого алевролитового сланца, добываемого в окрестностях города. Этот сланец очень прочен, плиты из него тонкие, толщиной всего 10—15 мм и кре­пятся только на растворе. Плиты из сланца, имеющие различные размеры и неправильную форму, в сочетании с расшитыми це­ментными швами создают живописный эффект. Подобная недоро­гая, но декоративная отделка применяется также в Красноярске и ряде южных городов СССР, где имеются местные сланцевые по­роды.

   Для облицовки поля стены подходят многие виды пород кам­ня, за исключением цветного мрамора и гипса. Наиболее часто применяют известняк, серый и белый мрамор, травертин, доломит, песчаник, туф. Облицовочные стеновые плиты имеют толщину 8, 10, 20 и 40 мм. Наибольшему разрушающему воздействию в зда­нии подвергаются ступени и площадки наружных лестниц. Для них самым подходящим материалом являются силикатные породы с плотностью более 2,5 г/см3. Из этих пород наиболее длительное время сопротивляются истиранию камни, имеющие в своем соста­ве кварц. Это — гранит и кварцит. Самыми употребляемыми для ступеней являются средне- и мелкозернистые породы: гранит, габбро, сиенит, диорит, базальт, песчаник. Из местных пород ис­пользуются плотные известняки и песчаники. По условиям службы ступени должны иметь шероховатую поверхность. При такой фак­туре слабо выявляются декоративные достоинства камня, поэтому для ступеней камень подбирают исходя прежде всего из его со­противления истиранию, прочности и морозостойкости.

   Такие элементы зданий, как порталы дверей, обрамление окон, карнизы и колонны в последнее время редко изготовляются из цельных кусков камня. Они теперь обычно железобетонные с облицовкой тонкими плитками природного камня. По декоратив­ным качествам наибольшие требования предъявляются к колоннам и порталам дверей, находящимся в наибольшей близости к наблю­дателю; по прочностным — к карнизам, порталам и базам колонн, подвергающимся чаще, чем другие элементы здания, воздействию атмосферной влаги и механическим повреждениям. Для порталов и баз колонн используют гранит, габбро, лабрадорит и другие си­ликатные высокопрочные породы, придавая облицовке тонкую фак­туру. Для карнизов, обрамления окон и облицовки стволов колонн можно использовать, кроме того, известняк, мрамор, песчаник, травертин.

   Способы крепления природного камня в наружных облицовках выбирают в зависимости от размеров облицовочных плит, а также от материала и конструкции облицовываемых частей здания. Тон­кие плитки (6, 8 и 10 мм) крепятся к стеновой конструкции за счет сцепления с промежуточным растворным слоем. Плитки толщиной 20 мм и более крепятся и за счет сцепления с растворным слоем, и одновременно при помощи различных крепежных деталей: пру­жинных закрепов, скоб, пиронов, скруток, болтов, костылей, пе­тель, крюков, штырей. Растворы для наружных облицовок — це-ментно-песчаные или цементно-известково-песчаные с введением поверхностно-активных добавок. Так как возможно образование высолов на поверхности облицовки от цементного вяжущего, то для приготовления цементно-песчаного раствора применяют пуццо-лановый портландцемент марки не ниже 300, с водоцементггуми отношениями 0,45—0,5. Крепежные детали обязательно должны быть из нержавеющих металлов во избежание порчи облицовки при эксплуатации.

Стеновые панели, облицованные плитками природного камня в за­водских условиях.

   Облицовка сборных железобетонных панелей проводится на заводах железобетонных изделий одновременно с изготовлением основной конструкции. Для такой облицовки могут быть использо­ваны известняк, травертин, мрамор, доломит, известняк-ракушеч­ник. Облицовочные плиты, снабженные пиронами, укладываются лицевой стороной на предварительно покрытое полиэтиленовой пленкой дно формы. Тыльные стороны плит очищаются и покры­ваются слоем песчано-цементного раствора марки не ниже 150 толщиной 15—20 мм. Арматура стеновой панели укладывается на фиксаторах для того, чтобы между нею и облицовочными плитами сохранялся защитный слой раствора. Затем укладывается бетонная смесь и идет дальнейший процесс формования стеновой панели. После пропаривания панели устраняют дефекты облицовки и про­водят ее гидрофобизацию. Не рекомендуется при этом способе облицовки использовать плиты с тонкими фактурами, так как по­лировка может быть утрачена в процессе пропаривания панели.

   При использовании тонких плиток (толщиной до 10 мм) креп­ление их к железобетонным панелям осуществляется без пиронов, только на слое раствора. Этот способ наиболее индустриальный, так как исключает ручные работы по сверлению отверстий и ус­тановке пиронов. Современная техника пиления камня позволяет получать плитку толщиной 6—10 мм. На Московском камнеобра-батывающем комбинате освоена распиловка блоков травертинового известняка из Шахтахтинского месторождения Азербайджана на плиты толщиной 10 мм, которые используются на Бескуд­никовском комбинате железобетонных изделий для выпуска керамзитобетонных панелей с декоративным слоем из травер­тина.

   Заводское изготовление панелей с облицовочным слоем иэ природного камня начато еще в 50-е годы при строитель­стве высотных зданий в Москве. В высотном здании Министерства путей сообщения на Лермонтовской площади 9000 м2 поверхности стен было облицовано крупнопанельным способом плитами изве­стняка. Опыт строительства высотных зданий выявил преимущества крупнопанельной облицовки: снижение трудоемкости работ в 4— 7 раз, сокращение сроков строительства, возможность выполнения облицовочных работ в зимнее время, экономия камня за счет уто­нения плиток и исключения утолщенных опорных рядов, хорошее заполнение швов раствором за счет вибрации при бетонировании.

   В последние годы в Москве появилось много зданий, стены которых выполнены из панелей, облицованных плитками природ­ного камня в заводских условиях.

   Стены из кирпича или блоков облицовывают двумя способа­ми — одновременно с возведением стены и по готовой стене. При укладке облицовки одновременно с кладкой стены они перевязы­ваются друг с другом либо тычковыми рядами из плит или камней при жестком соединении, или анкерами при гибких связях. Тычко­вые ряды при жестком соединении со стеной выполняются из тех же облицовочных плит. Они заходят в глубину кладки стены не­менее чем на 120 мм. При жестком соединении не применяют плиты толщиной менее 20 мм и высотой более 300 мм. Более круп­ные облицовочные плиты крепят на гибких связях. При установке каменных плит одновременно с основной кладкой и на гибких свя­зях облицовочный слой на каждом этаже опирают на специальные бетонные пояса, под которыми оставляется осадочный шов.

   К готовым кирпичным стенам облицовочные плиты крепятся на растворе и при помощи анкеров. Основная кладка стены выпол­няется со швами, не полностью заполненными раствором. Для крепления только на растворе применяют плитки толщиной до 10 мм и высотой не более 140 мм. При креплении только на раст­воре облицовку проводят не ранее чем через 6 мес после того, как нагрузка на стену достигла 85 % проектной [56]. Более круп­ные плиты к готовой стене крепятся с помощью анкеров. Плиты в этом случае применяются толщиной больше 20 мм, так как анкеры заделываются в плиты на глубину не менее 15 мм.

   Для крепления облицовочных плит на стенах, кладка которых выполнена из пустотелого кирпича, в кирпичную кладку заделыва­ются стальные петли, к которым привариваются горизонтальные и вертикальные прутья диаметром 10 мм с шагом, равным половине длины облицовочной плиты. Образовавшаяся таким образом арма­турная сетка служит для навешивания анкеров, заранее установ­ленных в облицовочных плитах. Такое крепление облицовочных плит травертинового и крымского известняка применено при воз­ведении здания городского телефонного узла в Москве на ул. Че­хова.

   Если же кладка стен выполняется из обыкновенного кирпича, то крепление плит может производиться прямо к петлям без уст­ройства арматурной сетки.

   Перед началом работ по креплению облицовочных плит их подбирают точно по размерам, так чтобы в процессе облицовки линии швов получались перпендикулярными, горизонтальные швы могут быть выдержаны менее строго. Плиты также необходимо подбирать по однородности тона, цвета, фактуры. Наиболее тща­тельно нужно подбирать плиты с ярко выраженным рисунком, осо­бенно полосатым.

   Сопряжение плиток с зеркальной и лощеной фактурой осуще­ствляется насухо с тщательной шлифовкой кромок или с проклад­кой рольного свинца. Швы делают минимальными и заполняют их мастикой. При менее тонких фактурах швы заполняют раствором и расшивают. Растворы для швов могут иметь пигментные добавки под цвет камня. Толщина швов между плитами облицовки назнача­ется в зависимости от фактуры лицевой поверхности. При зеркаль­ной и лощеной фактуре толщина шва может быть 1—2 мм, при шлифованной и точечной — 3 мм, при бугристой и бороздчатой — 5 мм и при фактуре скалы — 10—12 мм.

   После окончания облицовочных работ устраняют получившиеся при монтаже плит дефекты и при необходимости проводят гидрофобизацию поверхности облицовочных плит.

   Выбор пород камня для облицовки, способы его крепления, размещение в тех или иных частях здания в настоящее время дол­жны проводиться с учетом возможного агрессивного воздействия окружающей среды на природный камень. Транспорт с двигате­лями внутреннего сгорания и производственные газообразные от­ходы обусловили в настоящее время наличие в атмосфере крупных городов сернистых и углекислых агрессивных газов, пыли и сажи. Эти примеси в совокупности с атмосферными осадками являются причиной коррозии облицовочного камня, особенно карбонатных пород — известняков и мраморов. Облицовочные камни силикат­ных пород (граниты, диабазы, габбро, песчаники, кварциты) не­сравненно меньше, чем карбонатные породы, подвержены корро­зии, так как в их состав входят окислы кремния в виде минераль­ных соединений, практически не поддающихся агрессивному воздействию окружающей среды.

   Коррозия камня проявляется в виде шелушения, расслаивания, вспучивания и разрыхления каменной породы, появления трещин, каверн и отколов, обесцвечивания или окрашивания поверхности камня в темные тона, появления бурых и зеленоватых пятен орга­нического происхождения. Быстрота разрушения камня зависит от состава и структуры каменной породы, климатических условий (ко­личество атмосферных осадков, температурные колебания, на­правление и скорость ветра), концентрации в атмосфере вредных газов, пыли и сажи, тепловой инверсии загрязненного воздуха, ха­рактера застройки территории, конструктивной защищенности ка­менной облицовки от попадания на нее атмосферной и почвенной влаги.

   Можно выделить пять основных факторов, вызывающих корро­зию облицовочного камня: отрицательные температуры, влага (ат­мосферная и почвенная), сернистые газы, углекислые газы, биоген­ные разрушители.

   Сочетание воздействия отрицательных температур и влаги вызывает разрушения камня, выражающиеся в растрескивании, ше­лушении и отколах каменных плит. Это наиболее характерно для пористых известняков. Вода, проникающая в поры камня и в ме­ста его контакта с деталями металлического крепления, в зимнее время превращается в лед, особенно быстро при соприкосновении с более теплопроводным, чем камень, металлом. Лед, занимающий больший объем, чем вода, вызывает растрескивание камня, в тре­щины попадает дополнительная влага, в свою очередь превращаю­щаяся в лед и увеличивающая трещины. Если к тому же металли­ческие крепления плит выполнены не по правилам, то они начина­ют ржаветь, ржавчина имеет больший объем, чем металл, и тоже способствует раскалыванию камня. В результате совместного воз­действия влаги, мороза и ржавчины происходит откалывание углов облицовочных плит.

   Агрессивное воздействие сернистых газов в сочетании с атмо­сферной влагой приводит к образованию на поверхности облицо­вочных плит каверн, пятен, натеков и пленок. Сернистые газы со­вместно с атмосферной влагой и осадками образуют слабые раст­воры серной и сернистой кислот. Эти кислоты, попадая в мелкие каверны и поры известняка или мрамора, приводят к образованию гипса — рыхлой массы карбонатно-сульфатного состава. Происхо­дит замещение гипсом части кальцита в известняке и мраморе. Гипс, имеющий больший объем, при кристаллизации разрыхляет поверхностный слой плиты или образует натеки.

   Углекислые газы, выбрасываемые в атмосферу городов дви­гателями внутреннего сгорания, взаимодействуя с атмосферной влагой, образуют слабую угольную кислоту, которая растворяет карбонатную породу. Поэтому портится полированная и шлифован­ная фактура облицовочных плит из известняка и мрамора, она разъедается, теряет блеск, на поверхности плит появляются натеки из растворенной породы. Скульптура, барельефы и резьба теряют свои формы, сглаживаются, оплывают. Такие «оплывшие» барелье­фы и скульптуры из мраморизованного известняка можно наблю­дать на зданиях Лондона. Причем верхние части скульптур и архи­тектурных деталей, непосредственно подвергающиеся воздействию атмосферных осадков и постоянно растворяющиеся, — белые, а остальные — темные от пыли и сажи.

   На степень концентрации вредных примесей в атмосфере, вызывающих коррозию камня в сооружениях, влияют различные фак­торы, в том числе интенсивность движения автотранспорта, удален­ность сооружения от проезжей части улицы, скорость ветра, плот­ность застройки и др. При скорости ветра менее 3 м/с отработанные газы автотранспорта имеют концентрацию 70—100 % на рас­стоянии до 20 м от проезжей части. При удалении до 80 м кон­центрация газов уменьшается до 20 %. При увеличении скорости ветра до 3 м/с концентрация выхлопных газов на тех же расстоя­ниях снижается на одну треть. На снижение концентрации выхлоп­ных газов в некоторой степени влияет наличие около сооружений зеленых насаждений.

   Обследование зданий на проспекте Калинина в Москве, обли­цованных в 1966—1967 гг. плитами пористого крымского известня­ка Инкерманского карьера, показало, что облицовка зданий, находящихся в удалении от непрерывно движущегося транспорта и в сравнительно неплотной застройке, не имеет замет­ных следов коррозии. Облицовка других зданий, расположенных по этой же стороне проспекта, значительно пострадала от корро­зии. Это объясняется тем, что застройка этой части проспекта плот­ная, расположенная близко к проезжей части, разновысокая; здесь создаются условия для застоя воздуха с высокой концентрацией вредных примесей и тепловой инверсии. В архитектурном решении зданий не предусмотрено элементов, защищающих облицовочные плиты от атмосферных осадков. Белая облицовка этих зданий за 10 лет эксплуатации приобрела неряшливый вид. Восстановить нор­мальный вид облицовки затруднительно, так как для этого необходима, во-первых, механическая очистка, во-вторых, шлифовка всей поверхности, и при существующем загрязнении воздуха все это даст только кратковременный эффект.

   Значительно лучше сохранилась облицовка зданий на противо­положной стороне проспекта, где застройка более однородна по высоте и между зданиями нет разрывов. Такой тип застройки мень­ше способствует образованию завихрений воздуха, омывающего здания, а соответственно и уменьшается степень коррозии камен­ной облицовки. Кроме того, облицовочные плиты этих зданий за­щищены от атмосферных осадков карнизами.

   Мало подвержена коррозии облицовка зданий, расположенных обособленно, в условиях хорошей проветриваемости. Примером может служить здание аэропорта «Шереметьево», облицованное в 1952 г. шлифованными плитами инкерманского известняка. Облицовка здания аэропорта защищена карнизом и во­доотводами.

   Коррозию карбонатных пород также вызывает воздействие био­генных разрушителей, выделяющих гуминовые кислоты: мхов, ли­шайников, одноклеточных водорослей и т. п., и, кроме того, бакте­рий, использующих карбонатные породы как питательную среду. Биохимической агрессии наиболее подвержены известняки и мра­моры в условиях промышленных городов, где загрязненная атмо­сфера способствует накоплению гипса, пыли и сажи в порах и не­ровностях камня. Циркуляция углекислоты способствует созданию условий для развития бактерий и растительности. Поверхность карбонатного камня всегда в различной степени пориста. В мрамо­рах пористость невелика — доли процента, в известняках она до­стигает 30 % и более. В порах образуется среда для обитания раз­личных микроорганизмов, которые в процессе жизнедеятельности выделяют органические кислоты, на основе которых затем образу­ются соли. Гумус в порах и трещинах способствует накоплению влаги и произрастанию высшей растительности, что усиливает даль­нейший процесс разрушения камня. Под действием биогенных разрушителей камень растрескивается и меняет цвет: например, сааремский желтоватый доломит зеленеет, а серый мраморовид-ный доломит приобретает красноватый оттенок. Каменные резьба и рельеф утрачивают четкость форм. Защита от биокоррозии - это сложный процесс с применением современных химических препаратов.

   Для обеспечения многолетней службы наружной облицовки из природного камня необходим комплекс мер по ее правильному выпопнению и по защите. К ним относятся: выбор породы камня с уче­том водопоглощения, морозостойкости, структуры и минерально-химического состава; выбор фактуры с учетом агрессивности, окружающей среды, тщательное крепление плит к облицовываемым конструкциям с использованием деталей крепления только из не­ржавеющего металла.

   Долговременному сохранению наружной облицовки могут способствовать определенные планировочные приемы при разме­щении в городской застройке облицовываемых зданий и сооруже­ний, расположение их на достаточном удалении от источников вредных выбросов в атмосферу, в проветриваемых местах, где отсутствуют условия для тепловой инверсии и застоя воздуха.

   Необходимыми являются конструктивные приемы защиты на­ружной облицовки, а именно: устройство карнизов, козырьков и других элементов, предотвращающих прямое попадание атмо­сферных осадков на облицовку; устройство цоколей достаточной высоты, препятствующих подъему по стенам почвенной влаги и ливневой воды.

   Наружная облицовка из карбонатных пород должна обрабаты­ваться гидрофобными растворами, желательно каждые 2—3 года с предварительной очисткой поверхности камня.

 

English version: Natural stone in the exterior cladding of buildings and structures