Штукатурка призначення, матеріали, робота, АРТконсервація
Існує поняття "одяг будівель". Він може бути виконаний з природних матеріалів, наприклад, гранітних, керамічних та інших матеріалів або вапняно-піщаного розчину - штукатурки.
Призначення штукатурки, як і у звичайного одягу – естетичне та захисне. Вона повинна захищати стіни від впливу зовнішнього середовища.
Руйнування двошарової огороджувальної конструкції "штукатурка - стіна", головним чином, відбувається через несумісність цих матеріалів. Матеріали можна назвати сумісними, якщо при зовнішніх впливах вони мають однакові або близькі властивості і не руйнують один одного.Сумісність матеріалів в даному випадку залежить від термічного коефіцієнта лінійного розширення "одягу" та стіни, їх водостійкості та газопаропроникності.
Термічний коефіцієнт лінійного розширення показує, яку частину початкової довжини змінюється довжина елемента матеріалу при зміні температури на 1°С. Навіть при незначних змінах температури через різницю дуже малих за величиною деформацій матеріалів стіни і штукатурки по поверхні контакту між ними виникають сили, що зсувають. При тривалій багаторазовій зміні температури матеріали "втомлюються" і руйнуються.Втомоюматеріалів називають їх властивість руйнуватися внаслідок багаторазових впливів при навантаженнях або деформаціях менших, ніж граничні. При цьому руйнується менш міцний матеріал. таблиці наведено значення термічного коефіцієнта лінійного розширення матеріалів, що розглядаються в роботі.
На міцність матеріалів впливає водостійкість. Водостійкість -здатність матеріалів зберігати міцність при насиченні водою. Характеризується коефіцієнтом розм'якшення, меншимодиниці.
Газопроникність - здатність матеріалів при різниці тисків на поверхнях пропускати через свою товщу газ. За аналогією це визначення справедливе і для пароповітряної суміші.
Цегляна кладка і штукатурний розчин - матеріали пористі, що містять як замкнуті, так і незамкнуті пори. Вони заповнені повітрям, де завжди містяться пари води. Таке зволоження називається конденсаційним. При зниженні температури зовнішнього повітря температура стіни зовні стає нижчою, ніж зсередини. Тиск парів води тим вищий, що вище температура тієї чи іншої ділянки стіни. Це означає, що тиск водяної пари в шарах, ближчих до внутрішньої поверхні, вищий, ніж у зовнішніх. Через різницю тисків пари переміщуються до зовнішньої поверхні. Якщо паропроникність "одягу" нижче, ніж стіни, пари води накопичуються в ній по поверхні їх дотику. При зниженні температури пори заповнюються конденсатом. При негативних температурах вода замерзає і розриває матеріал стіни, утворюючи мікротріщини. Ці мікротріщини згодом також заповнюються водою Цегла Цегла не є абсолютно водостійким матеріалом, а якщо "одяг" більш водостійкий (як, наприклад, цементно-піщаний розчин), ніж цегла, то його міцність знижується. В результаті штукатурка відвалюється разом із уламками цегли. Так само відбувається руйнування облицювання з граніту, кераміки та інших поганопроникних матеріалів, якщо вони укріплені не "на відльоті". Якщо ж матеріал "одягу" більш проникний, ніж матеріал стіни, то пароповітряна суміш виводиться назовні.
Крім того, розрізняють краплинно-рідке зволоження. Воно має місце при дощі та сильному бічному вітрі, пошкодженні водостічних труб та покриттів зливів,капілярному підсмоктуванні ґрунтових вод внаслідок відсутності гідроізоляції між фундаментом та стінами, при протіканнях тощо.
Отже, "одяг" будівлі повинен не тільки захищати стіну від зовнішнього краплинно-рідкого зволоження і перепадів температур, але й виводити і випаровувати конденсаційну вологу.
Цементно-піщані та вапняно-цементні розчини мають низьку проникність і томунепридатні як зовнішні одяг будівель. На Всесвітньому конгресі з охорони пам'яток архітектури у Парижі 1957 р. гостро дебатувалося питання шкідливого впливу цементу на цегляні та кам'яні кладки. У результаті було ухвалено рішення – для реставрації зовнішніх штукатурок цемент протипоказаний.
Застосування складних вапняно-цементно-піщаних розчинів, як це встановлено, доцільно, в першу чергу, в розчинах кладок.
Усередині приміщень перепад температур менший, ніж зовні, але теж має місце. Звід, оштукатурений цементно-піщаним розчином, має температурні зміни вдвічі більші, ніж цегляна кладка. При багаторазових невеликих місцевих змінах температури (визначається простукуванням або розтином) відшарування розчину від кладки відбувається навіть за невеликих прольотів. Згодом площі відшарування збільшуються, але розчин тримається за рахунок своєї жорсткості та часткового зчеплення з кладкою. При цьому він покривається тріщинами. Потім у міру відшарування та розтріскування відбуваються вивали шматків штукатурки.
Вапняно-піщані розчини більш сумісні з кладкою, пластичніші і за відсутності протікань відшаровуються і покриваються тріщинами за значно більш тривалий час. Вони більш довговічні,що підтверджується пам'ятками зодчества і живопису, що дійшли до нашого часу. Прикладом цього можуть бути спрацьовані під розписи ґрунти античності, середньовіччя та епохи Відродження, що збереглися в православних церквах України, Сербії, Болгарії. При цьому суттєво, що ґрунти виконували багатошарові, з різними наповнювачами. Найчастіше в них, крім піску, містилися товчений мармур, черепашник (див. коефіцієнт теплового розширення), товчену цеглу. Крім того, іноді для міцності та водостійкості в розчинну суміш вводили органічні білки, наприклад, сир (казеїн), верблюже молоко в Середній Азії, козяче молоко (теж казеїн) та інші види білків. Пластичність - здатність деформуватися без тріщин і розривів - кожного шару багатошарового "одягу" була різна, тому виникнення тріщин по всій товщі штукатурки стримувалася багатошаровою конструкцією всього масиву розчину. Для збільшення тріщиностійкості в розчин іноді вводили малу кількість рубаних волокон соломи, В даний час тріщиностійкий цементно-піщаний розчин з відрізками волокон називається фібробетоном).
У давнину в багатьох країнах, наприклад, в Ассирії, Вавилоні, Фінікії, Сирії, вапно в суміші з цегляним борошном використовувалося для приготування водостійких замазок при будівництві водопроводів та гідротехнічних споруд. Введення до складу таких добавок збільшувало не лише його водостійкість, коефіцієнт теплового розширення через введення товченої цеглини також зменшувався у бік наближення до кладки. У результаті все це збільшувало довговічність "одягу". Дрібнодисперсний наповнювач у тонкому (2-3 мм) зовнішньому шарі - накривці зменшував його вологопроникність. При значних скупченнях людей виділяється велика кількість теплого вологого повітря.піднімається вгору, осаджується лежить на поверхні склепінь як конденсату. У православних храмах біля склепіння влаштовувалися спеціальні жолоби – крапельниці, куди конденсат стікав і виводився межі приміщень. Цей ущільнений шар – затерта накривка – зменшував зволоження як усієї товщі штукатурки, так і цегляної кладки, що позитивно позначалося на міцності всієї конструкції.
Штукатурка – це композиційний матеріал, що складається з одержуваного штучним шляхом вапняного каменю та дрібного наповнювача, найчастіше кварцового піску. Хімічний склад вапняного каменю дуже близький до хімічного складу природного кам'яного матеріалу – вапняку. У природному вапняку зазвичай міститься велика кількість домішок. Домішки впливають на властивість вапняного каменю, що отримується з нього.
Розрізняють повітряну та гідравлічну вапна. Спочатку розглянемо повітря, що твердіє тільки на повітрі, вапно.
Повітряним вапном називається не доведений до спікання продукт випалу карбонату кальцію (вапняки, мармуру). Найменше домішок у білому мармурі.
Штукатурку одержують наступним чином. Спочатку обпалюють природний вапняк. При цьому він розкладається, суттєво (44%) зменшуючись у вазі. З нього виділяється вуглекислий газ СО2. Залишається окис кальцію СаО – повітряне негашене вапно, або кип'ялка (комова вапно) (1. При випаленні виходить деяка кількість обпаленого при більш високих температурах спеклого матеріалу. Цю частину продукту випалу називають перепалом. Його властивості відрізняються від решти обпаленої при потрібній температурі. Крім того, при випаленні якась частина обпаленого матеріалу виявляється недопаленою, вона називається недопалом, її властивості також відрізняються від якісного.матеріалу. Істотно, що якісно обпалене вапно легше, ніж недопал, що не розклався при випаленні, і спеклий перепал.
Далі вапно гасять, з'єднуючи його з водою.
В даний час розрізняють два способи гасіння вапна: сухий і мокрий. І в тому, і в іншому випадку виходить гашене вапно (гідрат окису кальцію - гідратне вапно Са (ОН)2).
В результаті гасіння сухим способом одержують порошок – пушонку. У цьому випадку окис кальцію СаО заливають такою кількістю води, яка потрібна для реакції гасіння. При недостатній кількості води відбувається "згоряння" вапна, виходить "мертве" вапно. Її потрібно обпалювати повторно. Тому при гасінні сухим способом беруть кількість води, трохи більшою за розрахункову. Пушонка застосовується, головним чином, для одержання сухих сумішей, які широко поширені в даний час.
1) У ХІХ ст. і раніше її називали їдким, пекучим, живим вапном. Тонкоподрібнене негашене вапно називається порошкоподібним негашеним вапном, меленим кип'ятком.