Каменные конструкции: дефекты, их причины и классификация, методы устранения Камень – один из старейших материалов, известных человеческой цивилизации. Строители ценили его за огромную прочность, доступность, универсальность. Тонкости его применения были доступны только мастерам высокой квалификации, каменное строительство не было массовым, но многие архитектурные шедевры, замки, ратуши, крепостные стены, дома благородных особ, воздвигнутые столетия назад, до сих пор поражают своей красотой и величественностью.Современные специалисты используют в работе не только природный, специальным образом разработанный камень, но и искусственный, бутовый. К сожалению, даже столь прочный материал подвержен постепенному разрушению под воздействием внешних факторов. Какие дефекты наиболее характерны для каменных конструкций? Почему они возникают? Как провести восстановительные работы с максимальным результатом при минимальных временных и денежных вложениях?Распространенные дефектыСогласно статистике, для каменных конструкций наиболее характерны следующие повреждения:Деформации ограждающих конструкций, несущих и ненесущих стен.Повреждения, выражающиеся в потере изначальной монолитности и неразрывности конструкции, образование сколов, каверн.Переувлажнение, потенциально способное привести к промерзанию.Дефекты внешних слоев, повышающих декоративные свойства каменной кладки, ее устойчивость к внешним нагрузкам, температурам, воде, влажному воздуху.Шелушение камня, формирование в его структуре и на поверхности трещин, сколов.Основные причины поврежденийДля формирования соответствующего списка, опять же, нужно обратиться к статистическим данным. В большинстве случаев появление дефектов спровоцировано следующим:Ошибки, допущенные на стадии подготовки проекта. Зачастую проектировщики забывают учесть нагрузки, действующие не постоянно, а временно, спровоцированные, к примеру, накоплением снега в зимнее время, формированием на камне толстого слоя льда. Другие примеры таких ошибок – непрофессиональное проведение инженерно-геологических изысканий, из-за чего данные о несущей способности почвы оказались неполными или ошибочными, неправильный подбор технологии кладки.Применение в строительстве материалов низкого качества. Например, могли быть использованы камни с выраженными отклонениями по габаритам и геометрии, структурными и внешними повреждениями, трещинами, сколами, не обладающие достаточной механической прочностью и устойчивостью к воздействию атмосферных, температурных факторов.Непрофессионализм строителей. Выраженные отклонения формируемых конструкций по горизонтали и вертикали, неправильная перевязка швов, недостаточная толщина несущих стен, использование некачественного кладочного раствора из-за чрезмерного стремления к экономии – все это способно привести к крайне негативным последствиям.Выраженные эксплуатационные нагрузки, превышающие нормативные. Особую опасность представляет продолжительное воздействие воды, а также регулярное замерзание и оттаивание камня, насыщенного влагой. Исключить такой риск поможет надлежащее отношение к гидроизоляции.Неравномерное оседание грунта под фундаментом. Это может быть связано как с ошибками при инженерно-геологических изыскания, так и с природными катаклизмами, например, затянувшимися дождями, из-за которых почва оказалась переувлажненной, потеряла изначальную несущую способность.Биологические повреждения, формирование на поверхности камня колоний патогенных микроорганизмов, микрофлоры. Разрастание грибка, мха или плесени угрожает разрушением даже такому прочному материалу и, в особенности, кладочным швам, для которых характерна более высокая пористость. Борьба с растениями и микроорганизмами построена на периодической обработке камня специальными растворами, препятствующими их активной жизнедеятельности.Специфические природные воздействия, например, повышенная солнечная радиация, ветровая нагрузка, сейсмическая активность, характерная для определенной местности.Технологии восстановления и укрепленияПодбор метода зависит от характера и выраженности повреждений, так что перед началом работы нужно провести полный комплекс визуальных, визуально-инструментальных исследований с привлечением специалистов. Повреждения, не представляющие для объекта опасности, отличающиеся минимальной шириной, можно просто заполнить цементом. Если говорить о серьезных дефектах, то наибольшее распространение для борьбы с ними получили следующие методики:Частичная замена кладки. Она используется, если при осмотре обнаружены трещины, ширина которых превышает 5-7 миллиметров. Замена отдельных камней позволяет восстановить механическую связь между всеми конструктивными элементами стены. В процессе работы используются дополнительные подпорки, чтобы исключить чрезмерные нагрузки и разрушения.Установка металлических горизонтальных элементов, прошедших предварительное напряжение. Горизонтальные пластины или балки соединяют поврежденные части каменной стены, нивелируют усилия, направленные на растяжение, усугубляющие ситуацию. Аналогичный метод подходит и для укрепления перемычек в каменном здании, металлическая балка устанавливается в борозды, предварительно сформированные в проеме, стягивается мощными болтами.Армирование. Металлические армирующие элементы вводятся в конструкции, у которых имеются признаки разрушения. Если такие элементы располагаются продольно, то они позволяют лучше справляться с растягивающими и сдвигающими усилиями, поперек – со сжатием. Классический вариант армирующего элемента – стержень из специальной стали, диаметр которого составляет 6 миллиметров. В некоторых случаях, однако, более рационально использование металлических полос.Формирование железобетонных рубашек и обойм. Снаружи поврежденного каменной конструкции собирается металлическая армирующая структура, которая, в дальнейшем, цементируется высокомарочным бетонным раствором. Сформированная “обхватывает” конструктивный элемент, забирает основную часть нагрузку, препятствуя дальнейшему разрушению. По похожему принципу проводится торкретирование, однако, оно не предполагает работы с металлической арматурой, позволяет сразу начать распыление бетонной смеси под давлением.Также допустимо применение композитных материалов на основе стекловолокна или углепластика. Такой вариант считается наиболее технологичным, при минимальной массе и компактности, композиты обеспечивают армирование, выраженность которого сопоставима с размещением металлических элементов и формированием конструкций на основе бетона. При этом они совершенно не боятся воды и допускают возможность работы с любыми каменными сооружениями, вне зависимости от архитектурных особенностей, сложности формы и габаритов.