4.2. Материалы для реставрации кирпичных сооружений

Как правило, для целей реставрации кирпичной кладки рекомендуется применять керамические материалы специального изготовления – для памятников домонгольского периода – плинф, для некоторых сооружений XVI в. – кирпич «маломерный». Эти изделия должны соответствовать дополняемым утратам не только по размерам, цвету и фактуре, но также и по физико-механическим свойствам.

Для реставрации фигурного и профильного кирпича необходимо использовать фрагменты, изготавливаемые либо ручной тёской, либо обжигом отформованного сырца с профилем, соответствующим оригиналу. При этом следует учитывать как особенности исходных глин, так и специфику обжига изделий из нее. Не рекомендуется вторичное применение старого (полученного при разборке) кирпича, поскольку он быстро разрушается особенно в тесаных профилях. Современный же кирпич по размерам и окраске не соответствующий старому допускается использовать либо для реставрации памятников архитектуры, стены которых оштукатуриваются, либо, если этот кирпич (при отсутствии штукатурного покрытия) не сильно отличается по цвету и размерам от старого, что позволяет, изменяя толщину кладочных швов, соблюсти характер перевязки новых элементов кладки со старыми.

При осуществлении реставрационных работ обязательно сохраняется и воспроизводится техника старой кладки. Так, для русских средневековых построек (XV-XVII в.в., часто и позднее) характерно применение готической перевязки, когда в каждом ряду по фасаду последовательно чередуются тычки и ложки. При перевязки угловых стыков стен на угол выходят либо трехчетвертной кирпич и тычок, либо ложок и тычок, за которым следует мелкая (около четверти кирпича) вставка, позволяющая перейти далее к правильному рисунку кладки.

Кладочный раствор по своим свойствам и способам изготовления должен быть близким (лучше тождественным) к старому – известковому, глиняному, пуццолановому. Кроме этого необходимо иметь ввиду, что в разных частях старинных сооружений обычно использовались растворы различные по составу – более тощие и жесткие в несущих (работающих на сжатие) конструктивных элементах, более жирные и упругие – в сводах.

Сочетание новых (более прочных) цементных растворов со старыми известковыми или гипсовыми должно исключаться, поскольку оно может привести к разрушению кладки за счет образования в ней новых, увеличивающихся в объеме соединений. Близость и тождество свойств и внешнего вида нового раствора к старому обязательно для растворов штукатурных и используемых для лицевой кладки неоштукатуренных поверхностей. При этом восстановление колеров окрашенных штукатурок должно осуществляться паропроницаемыми известковыми (на основе маломагнезиальной извести) или (что лучше) современными органо-силикатными, перхлорвиниловыми или эмульсионными казеиновыми красками. Использование известковых красок на основе магнезиальной или доломитовой извести требует введения в них парафина, алюмокалиевых квасцов или гидрофобизации поверхности растворами кремнийорганических жидкостей (ГКЖ-10, 11, 94), за счет чего повышается долговечность таких декоративных покрытий. Для увеличения степени адгезии с основанием в известковые краски с повышенным содержанием щелоче- и светостойких минеральных пигментов необходимо вводить добавки казеина (30-40 г/л). Весьма важно при этом учесть эффект, производимый восстановлением древней раскраски памятника архитектуры на его взаимодействие с исторически сложившейся городской средой в новых (современных) условиях.

Как и при реставрации сооружений из природного камня восстановление начального облика кирпичных зданий требует тщательно продуманного проведения работ по борьбе с биоразрушителями, очистке загрязненных поверхностей кладки, их гидрофобизации и укреплению ослабленной структуры керамики, а также силикатизации грунтов в районе расположения памятника архитектуры.

Все указанные способы сохранения старых зданий непосредственно связаны с предотвращением разрушающего действия на них грунтовых вод и атмосферных осадков.

Так, чтобы исключить дальнейшее развитие агентов биологической коррозии (грибы, мхи, лишайники, травы, деревья) необходимо либо понизить водосодержание в кладке за счет ее гидрофобизации растворами кремнийорганических соединений (ГКЖ-94, КО-92 и др.), либо провести двух-трехразовое антисептирование в период вегетации растений с последующей заделкой уплотняющими растворами швов и трещин в кладке и гидрофобизацией реставрированной поверхности. Длительная биозащита, в частности, обеспечивается пропиткой различных керамических строительных элементов растворами солей меди, цинка, хрома или гидрофобизаторами типа ГКЖ-10 и ГКЖ-11 с добавками хлорида цинка и сульфата меди.

Для повышения грибостойкости гипсовых и известковых штукатурок целесообразно вводить в них добавки фторидов кальция (СаF₂), кремния (SiF₄) или борфторидов натрия, калия или аммония.

Степень водопоглощения может быть значительно понижена пропиткой кладки растворами полимеров с низкой вязкостью.

Что касается укрепления фундаментов зданий, то наиболее часто используются методы , которые подразделяются на конструкционные, гидрологические и химические. Конструктивное упрочнение фундаментов обеспечивается вдавливанием в грунт металлических свай, или устройством малого диаметра свай буровых, заполняемых под давлением цементным раствором, чем достигается одновременное усиление как старых фундаментов, так и стен и оснований памятников архитектуры. К гидрологическим способам предотвращения неравномерной осадки зданий относятся отвод грунтовых вод и устройство по периметру подземной (цокольной) части кладки надежных водозащитных отмосток. Что касается химического закрепления грунтов, то при реставрации памятников архитектуры этот метод получил наибольшее распространение. Выбор наиболее эффективного состава укрепляющего грунт под фундаментом определяется характером его разрушения, составом и проницаемостью, влажностью, содержанием в нем карбонатов, а также наличием настенной живописи и архитектурных украшений, выполненных из декоративных растворов и гипса.

Несущая способность почв может снижаться за счет вымывания из песчаных грунтов мелких фракций грунтовыми водами; замачивания просадочных грунтов; разложения органических соединений в насыпных грунтах; ведения подземных работ в непосредственной близости от памятников архитектуры. В связи с этим выбор наиболее эффективного закрепляющего состава определяется фильтрационной способностью различных грунтов: для хорошо проницаемых песчано-гравийных грунтов используются цементно-глиняные инъекционные растворы; для песчаных – поочередно нагнетаемые растворы силиката натрия (растворимого стекла – Na₂O·n SiO₂) и хлорида кальция (СаСl₂); для мелкозернистых песчаных – силикатизация с помощью ортофосфорной (Н₃РО₄) кислоты, серной кислоты и сульфата алюминия – Аl₂(SO₄)₃, алюмината натрия и кремнефтористо-водородной кислоты. Последний состав особенно надежно укрепляет тонкопесчаные грунты со значительным содержанием гумуса.

Для сильнокарбонизированных сухих или водонасыщенных грунтов наиболее эффективно их закрепление мочевиноформальдегидными (карбамидными) поликонденсационными смолами в присутствии отвердителей – соляной или щавелевой кислоты, хлорида алюминия с предварительным замачиванием (подкислением) грунта 3-5% раствором щавелевой кислоты.

Водостойкость грунтов, укрепляемых мочевиноформальдегидными смолами, повышается за счет введения в растворы перед их закачкой 25-50% водной эмульсии 1-5% гидрофобизирующей жидкости ГКЖ-94.

Предельное сокращение процессов непрерывного увлажнения кладки особенно минерализованными грунтовыми водами и атмосферной (загазованной) влагой является залогом предотвращения появления на лицевых поверхностях сооружений высолов, которые, кристаллизуясь, разрушают поры и неплотности кладки.

Очистка поверхности кирпичных ограждающих конструкций от загрязнения осуществляется либо специальными сорбирующими пастами (ЭТАНА и др.), либо органическими растворителями (метиленхлорид, четыреххлористый углерод, бензин, бензол, толуол и их смеси), а также механическими способами (пескоструйная обработка и др.