24. Защита каменных поверхностей от разрушения
В процессе эксплуатации природные каменные материалы подвергаются вредному воздействию атмосферных осадков, газов и пыли, находящихся в воздухе. Вредное влияние на них оказывают также переменное увлажнение и высыхание, действие на увлажненные материалы отрицательных температур. Приведенные факторы сокращают сроки службы строительных материалов. Ухудшаются при этом также их декоративные качества. Особенно быстро ухудшаются свойства пористых белых каменных материалов, применяемых для наружной облицовки (пильных известняков, ракушечников, опок).
Многие пористые материалы вследствие большого водопоглощения ограниченно применяются в строительстве. Поэтому защита пористых строительных материалов от атмосферных влияний является важной задачей.
Причинами ухудшения свойств каменных конструкций могут быть физическое и химическое выветривание, биологическое разрушение, загрязнение.
Причиной физического выветривания может служить вода, проникающая в трещины и поры камней, замерзающая и постепенно разрушающая камень, а также частое нагревание и охлаждение камня летом. Особенно быстро разрушаются от этих причин порфировидные и крупнозернистые породы.
Некоторые вещества в породах (натрий, кальций, железо) растворяются дождевой водой и уносятся из камня. Сернистые газы, находящиеся в воздухе, разрушают поверхность известняков и мраморов.
Мхи, лишайники, часто гнездящиеся в расщелинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологическое разрушение камня.
Защита строительных материалов от коррозии прежде всего связана с их защитой от возможного проникновения воды конструктивными или химическими способами. К конструктивным способам относят применение камней с полированной поверхностью, а также предохранение поверхности камня от скопления на ней дождевых и снеговых вод.
Способы химического уплотнения заключаются в том, что поверхность пористого камня пропитывают водным раствором вещества, вступающего в химическое взаимодействие с минералом камня. При этом растворимое вещество становится нерастворимым. Для этой цели применяют соли кремнефтористоводородной кислоты (флюатирование).
В результате реакции в порах камня и на его поверхности выделяются нерастворимые вещества, состоящие из CaF2, MgF2 и Si02, значительно повышающие прочность и морозостойкость камня, а также устойчивость его по отношению к воздействию химических факторов.
Водопоглощение камня, обработанного химическим способом, понижается. Кроме флюата магниевой соли, применяют также алюминиевый флюат, придающий камню матово-белый цвет.
Для обработки пород с крупными порами на поверхности или с низким содержанием прибегают к предварительному пропитыванию (аванфлюатированию) поверхности камня раствором хлористого кальция, а после высушивания - раствором соды.
Перед флюатированием поверхность камня можно насытить известковой водой или молоком.
Чтобы предотвратить выветривание облицовочных материалов, некоторые породы можно пропитать последовательно жидким стеклом и хлористым кальцием. В результате взаимодействия жидкого стекла и хлористого кальция в порах камня образуются нерастворимые соединения силиката кальция и кремнекислоты, заполняющие поры на поверхности.
Долговечность пористых камней повышается также при пропитывании их минеральными маслами, горячей олифой, лаками. Однако поверхность материалов теряет свой цвет.
Уплотнить поверхность камня можно также последовательной пропиткой спиртовым раствором калийного мыла и уксуснокислого глинозема. В порах камня в этом случае отлагается глиноземная соль жирной кислоты, входящей в состав мыла.
В последнее время для уплотнения поверхности камня применяют кремнийорганические соединения, в водных и летучих растворителях обладающие гидрофобными свойствами: полиэтилгид-росилоксановую жидкость ГКЖ-94, метилсиликонат натрия ГКЖ-П, этилсиликонат натрия ГК.Ж-Ю и др.