Каменные «одежды» для фасадов

1318624552 kamennye-fasadyКамень. Это слово рождает ассоциации с мощью, силой, надежностью. Неуязвимый, прочный, долговечный и, вместе с тем, великолепный декоративный материал. Сама природа создала нерукотворное произведение искусства, открыв колоссальные возможности для искусства рукотворного – архитектуры и скульптуры.

Именно камень положил начало истории человеческой цивилизации – первые орудия труда, предметы обихода, да и само жилище человека были каменными.

Человек научился добывать и обрабатывать камень, возводить прочные крепостные стены и строить города. Архитектуру по праву называют историей, запечатленной в камне. И действительно, дома, дворцы, храмы, мосты, монументы, скульптурные композиции могут рассказать о времени, их создавшем гораздо выразительнее, чем исторические летописи.

И сегодня, в век стекла и бетона, натуральный камень не сдает своих позиций, по-прежнему оставаясь незаменимым материалом для воплощения самых интересных архитектурных замыслов. Когда зданию хотят придать особую архитектурную выразительность и монументальность, его «облачают» в камень. Каменная облицовка выполняет не только декоративную функцию, но и повышает прочность здания и делает его неуязвимым перед капризами природы и времени. Известно, что многие монументальные сооружения античности и средневековья, облицованные натуральным камнем, хорошо сохранились до наших дней.

При выборе камня для облицовки здания, зодчий руководствуется прежде всего его эстетическими качествами – цветом, рисунком, фактурой, отвечающими архитектурному замыслу. Это главный, но не единственный критерий выбора. В современных городах, где сосредоточено большое количество промышленных предприятий и автомобильного транспорта, воздух насыщен реагентами, агрессивно воздействующими на камень. Под действием газов – серного и сернистого ангидридов карбонатные породы камня, каковыми являются мраморы и известняки, быстро разрушаются. К разрушающим факторам относятся также влажность, дымовые газы, колебания температуры, действие ветра и др. Однако главной причиной химических и физических процессов, приводящих к коррозии камня, являются перемещения и испарения влаги и растворенных в ней веществ, а также резкие температурные колебания, т. е чередования циклов оттаивания и замерзания воды. Морозостойкость, прочность и низкое водопоглощение –  вот главные требования, предъявляемые к качеству камня для облицовки фасадов. Чем мелкозернистее, плотнее порода камня, тем меньшее воздействие оказывают на него колебания температур. Установлено, что коррозия камня происходит неравномерно. В большей степени ей подвержены облицовки цоколей, порталов, парапетов, площадок и других конструкций, находящихся на высоте не более двух метров от земли, особенно в местах интенсивного пешеходного и транспортного движения.

По шкале твердости камни можно разделить на три группы:
камни твердой породы – граниты, диориты, кварциты, сиениты, лабрадориты, габбропорфиры, диабазы, базальты и др;
камни средней твердости – мрамор;
камни мягкой породы – известняки, туфы.

Граниты. Полнокристаллические изверженные глубинные породы, состоящие из полевого шпата (40-60%), кварца (20-40%), и цветных металлов — слюды, роговой обманки, агвита. Как правило, граниты окрашены в красный, коричневый, зеленоватый, светло-серый и серо-черный тона.
По величине зерен они подразделяются на мелко-, средне-, и крупнозернистые. Граниты имеют высокую механическую прочность, морозостойкость (благодаря малой пористости и низкому водопоглощению). Поверхность хорошо полируется и не истирается в течение нескольких столетий. Благодаря этим качествам граниты широко применяются для облицовки зданий, настила полов в местах интенсивного пешеходного движения. Основные достоинства гранитов – декоративность, возможность получения любой фактуры поверхности, однородность структуры, долговечность, высокая сопротивляемость коррозии, распространенность месторождений.
Недостаток – значительные трудозатраты на добычу и обработку, и соответственно, высокая стоимость.

Сиениты. Полнокристаллические изверженные глубинные породы, по составу и структуре близкие гранитам. Но из-за отсутствия кварца они легче в обработке. Окраска сиенитов розовая, красная, светло-серая. Структура обычно среднезернистая. Камень хорошо принимает и удерживает полировку.

Диориты. Полнокристаллические изверженные породы, состоящие в основном из плагиоклаза (до 75 %) и цветного минерала – роговой обманки. Диориты в основном окрашены в зеленовато серый цвет и имеют мелкие белые и черные вкрапления. Структура мелко-, средне- и крупнозернистая. Основные достоинства – морозостойкость, долговечность, устойчивость к истиранию. К недостаткам можно отнести ограниченность месторождений, а также то, что камень не очень хорошо полируются, давая жирный блеск, без четкого отражения. Рекомендуемое применение – цокольные подоконные, напольные плиты, профильные детали, ступени, проступи, парапеты, карнизы, колонны, базы колонн, тумбы, балясины.

Лабрадориты. Полнокристаллические изверженные породы, состоящие из плагиоклаза с примесью темных минералов. Встречаются два вида этой породы. Первый – почти черный, в виде крупных черных кристаллов с темно-синим, золотистым, а иногда с красноватым оттенком. Второй – светлый, с крупными кристаллами плагиоклаза. Характерной особенностью лабрадоритов является ирризация – образование радужных отсветов на полированной поверхности кристаллов. Достоинства – долговечность, декоративность, возможность получения любой фактуры поверхности.

Габбро, диабазы. Полнокристаллические изверженные плотные породы, состоящие из плагиоклаза и темных минералов роговой обманки и биотита. Окраска — от темно-серой до черной. Структура средне-и крупнозернистая. Габбро применяются для настила полов и облицовки зданий, а также являются незаменимыми материалами для памятников и постаментов. Фактура поверхности, обрабатываемой ударными инструментами, имеет светло-серый цвет, поэтому на ней особенно контрастно выделяются надписи и орнаменты. Достоинства – декоративность, возможность получения любой фактуры поверхности, долговечность, высокая сопротивляемость коррозии.

Базальты. Полнокристаллическая порода, родственная габбро и диабазам. Порода очень прочная, твердая, труднообрабатываемая.
Цвет черный, темно-серый.

Кварциты. Полнокристаллические породы, состоящие из кварца с примесью слюды и хлорида. Структура – мелко- и среднезернистая, часто сливная, при которой зерна кварца, «обросшие» кварцевой массой, сливаются друг с другом. Кварциты могут быть серыми, розовыми, малиновыми, желтоватыми. Высокие декоративные качества кварцитов делают их особенно пригодными при строительстве монументальных сооружений. Достоинства – разнообразие цветовой палитры, однородность тона окраски, долговечность, высокая сопротивляемость коррозии.
К недостаткам можно отнести значительные трудозатраты при обработке и добыче, малое число месторождений с монолитным залеганием породы без трещин. Рекомендуемое применение – цокольные, напольные плиты (ограниченно), базы колонн, парапеты, ступени (ограниченно), профильные и декоративные изделия.

Песчаники. Осадочные породы обломочного происхождения, состоящие из зерен различных минералов, скрепленных природным цементом. В зависимости от цементирующего вещества различают глинистые, мергелистые, известковые песчаники. В строительстве обычно используются известковые и кремнистые. Они отличаются высокой прочностью и морозостойкостью. Применение – цокольные, напольные плиты, ступени, базы колонн, стеновой камень и блоки. Окраска – серая, темно-серая, бурая, черная.

Мраморы. Полнокристаллические метаморфические породы, состоящие из кальцита с примесью доломита. В зависимости от видов вкраплений мраморы могут существенно различаться и по декоративным и по физико-механическим качествам.
Классическим мрамором в зодчестве и скульптуре со времен античности считается белый мрамор, состоящий из чистого кальцита и доломита. Этот вид мрамора ценится очень высоко. «Его ровная мелкая зернистая фактура, легкость обработки, позволяют придавать ему формы более тонкие, легкие и богатые деталями; мягкий блеск его шлифованной поверхности прекрасно передает плотность и фактуру человеческого тела. Поэтому издавна он является любимым материалом скульпторов», — писала выдающийся советский скульптор В. И Мухина. Белый и светло-серый мрамор используется и в архитектуре — прежде всего для создания декоративных элементов здания, но может использоваться и в качестве облицовочных, цокольных плит, подоконников, ступеней, проступи и других профильных изделий. Недостаток – подверженность коррозии.
Цветной мрамор, отличающийся необычайным разнообразием окраски и рисунка, используется в основном для интерьерных работ. Для облицовки фасадов этот материал применять не стоит, поскольку он обладает низкой морозостойкостью и подвержен коррозии.

Известняки. Осадочные породы органогенного происхождения. Состоящие из кальцита, отчасти доломита и некоторых примесей, известняки, очень различны по своей структуре. Они подразделяются на кристаллические, мраморовидные, сахаровидные. По цвету – белые, кремовые, палевые, серые с оттенками (зеленоватым, розовым, красноватым). К недостаткам известняков относится неоднородность структуры и текстуры, низкая морозостойкость и подверженность коррозии. Известняк – не лучший материал для внешних работ в условиях нашего климата. Однако это утверждение относится не ко всем видам известняков. Так, например, в с. Подмоклово близ Серпухова стоит церковь Рождества Богородицы, построенная в 1754 г. Ее ротонда увенчана 16 фигурами евангелистов и апостолов. Все статуи выполнены из тонкопористого мягкого известняка и прекрасно сохранились до нашего времени. Исследования этого камня показали, что известняк, использованный для скульптуры, состоит на 97-98% из углекислого кальция, обладает плотностью от 2,08 до 2,14 г/см³ и способен поглощать от 6,5 до 8,4% воды. Такая сохранность этого вида известняка объясняется его микропористостью, причем, поры в этом камне не закрыты, а сообщаются между собой, и вода, замерзая, имеет возможность расширяться, не разрушая его.

Вулканические туфы. Осадочные породы, состоящие из обломков излившихся пород и магматических минералов, сцементированных пепловым материалом. Окраска белая, серая, розовая, фиолетовая, коричневая, иногда черная. Используются как стеновые камни, блоки и облицовочные плиты. Достоинства – декоративность, хорошая сопротивляемость коррозии, высокая тепло- и звукоизоляция.
Из искусственных камней, применяемых в облицовке фасадов, наибольший интерес представляют керамогранит и еврокамень…

Время заказывать камни
Материал для облицовки выбирают еще на стадии проектирования дома. В проекте, как правило, указываются не только размер плит и порода камня, но и его месторождение, физико-механические характеристики и цветовая гамма.
Поэтому если вы приступаете к строительству весной, то заказывать камень нужно уже сейчас.
Плиты и изделия из камня должны поступать на стройплощадку в уже готовом для облицовки виде, в соответствии с требованиями проекта и заказной спецификации.

Виды облицовок
В зависимости от формы и назначения различают следующие виды облицовочных материалов:
Плиты из колотого и тесаного камня, предназначенные для кладки цоколей и стен;
Камни тесаные лицевые с фактурой скалы;
Бортовые камни. Их изготавливают из изверженных пород, не содержащих пирита (граниты, базальты и др.), а также из из плотных осадочных пород путем термической или химической обработки. Предел прочности при сжатии горных пород, из которых изготавливают бортовые камни, должен быть не менее 900 кгс/ см² для изверженных горных пород, не менее 600 – для метаморфических и осадочных горных пород; морозостойкость – не менее 100 Мрз – для изверженных, не менее 50 – для метаморфических, не менее 25 – для осадочных.
Каменные цельные ступени изготавливают из изверженных и других горных пород. Фактура лицевой поверхности ступеней может быть точечная, шлифованная, пиленая.

Фактура лицевой поверхности
Очень важное значение в архитектуре придается фактуре лицевой поверхности камня.
Широко применяются ударные фактуры. Их получают, раскалывая камень ударами специального инструмента, в результате чего создается фактура скалы с нарочито неправильным, грубым рельефом. Часто лицевую сторону камня обрамляют «рамкой» — шероховатой лентой шириной 30 -50 см. по периметру.
Рифленая фактура состоит из непрерывных параллельных бороздок. Кованая — характеризуется шероховатой поверхностью, параллельными прерывистыми бороздками. Точечная (бучардированная) – равномерно шероховатая с точечными углублениями. Обработанный таким способом камень используют там, где нежелательно применять полированные камни – отмостка, площадка перед подъездом, наружные ступени.
Большое распространение получили также абразивные и пиленые фактуры. Шлифованная фактура – равномерно шероховатая; лощеная – бархатисто-матовая, гладкая, полностью выявляющая рисунок камня; полированная – блестящая, дающая зеркальное отражение.

Декоративные элементы в облицовке
Богатство фактур, цветов и рисунков природного камня делает его отличным материалом для изготовления различных декоративных элементов для облицовки фасадов. К ним можно отнести мозаику (декоративная, живописная, ковровая), инкрустацию, изделия, вырезанные из камня. Каменная мозаика выполняется в основном из различных пород мрамора. Кроме мрамора используются обычно лазурит, агат, яшма, малахит и другие декоративные камни. Декоративная мозаика представляет собой набор каменных пластин толщиной 4-5 мм с естественным рисунком, подогнанным таким образом, что создается впечатление, что это монолитный камень с единым узором.
Живописная мозаика выполняется по заранее заданному рисунку. Из различных пород камня можно создать не только орнаментальные композиции, но и пейзажи и выразительные жанровые сцены. При разработки эскиза мозаичного панно прежде всего учитывается декоративные свойства камней. Чем разнообразнее цветовая палитра и природный рисунок, тем выразительнее и живописнее композиция. Нельзя подшлифовывать лицевую поверхность пластины, так как может измениться окраска камня, и это испортит рисунок композиции.
Ковровая мозаика дает возможность использовать отходы камня. В небольшую разборную форму укладывают куски мрамора лицевой стороной вниз и доверху заливают цементным раствором с легким армированием. Когда раствор схватится, такую форму разбирают, плиту шлифуют или полируют. На пол такую плиту укладывают также как и плиты из природного камня.
Для отделки изделий из темного однотонного камня используют технику врезной мозаики или инкрустации. Последовательно вырезаются углубления, в которые вставляются детали из тонких пластинок. Чаще всего для вставок используют мягкий камень.

Крепление облицовок
В способах крепления облицовок поверхности несущей конструкции и композиций из массивных камней, горизонтальных и вертикальных облицовок, массивных и тонких плит есть некоторые различия.
Тонкие плиты крепятся с помощью специальных клеев и мастик, которые наносятся на предварительно подготовленную стяжку (полы) или штукатурку (стены). При таком способе крепления удается избежать усадки слоя цементно-песчаного раствора, а за счет клея или мастики придать эластичность соединению.
Для крепления плит толщиной более 10 мм вертикальных и наклонных облицовок используют металлические крепления (крюки, анкеры) в сочетании с заливкой пазух цементно-песчаным раствором. Все металлические элементы крепления должны быть выполнены из нержавеющих материалов (латунь, нержавеющая сталь и т. д.). Наиболее массивные элементы наружных облицовок поверхности зданий, монументальных композиций требуют еще более основательной фиксации с помощью штырей, выпусков, закладных частей. Для такого крепления применяется сварка, клеи самой высокой адгезионной способности, а также цементно-песчаные растворы специальных составов.
В современной строительной практике все чаще стали использовать так называемое «крепление на относе». Оно осуществляется в виде металлического каркаса, на котором монтируются плиты, или в виде специальных креплений сложной конструкции, дающих возможность регулирования установки плит в заданное положение. Как показывает практика, такой способ крепления, когда между стеной и облицовкой остается свободное пространство, существенно повышает срок службы камня. Вентилируемое свободное пространство создает оптимальный тепло-влажностной режим, благодаря чему облицовка гарантирована от появления пятен, высолов и механических повреждений.
Конструкция стены, получившая название «вентилируемый фасад», нашла применение в строительстве недавно, но уже стала чрезвычайно популярной.
Вентилируемый фасад – это многослойная стена, внутренним слоем которой служит кирпич или бетон. На наружной стороне крепится теплоизоляционный материал, и далее, на некотором расстоянии от стены устанавливается защитно-декоративный экран, который на анкерах крепится к массивному внутреннему слою стены. На Западе самым распространенным материалом для отделки вентилируемых фасадов является керамогранит, поскольку он по своим эксплуатационным качествам не уступает природному камню, но весит значительно меньше. У нас же в вентилируемых фасадах используется и искусственный и натуральный камень. Отечественными специалистами разработана специальная система облицовки на относе от стены до 170 мм плитами из природного камня. Такая навесная облицовка не только украшает фасад, но и служит надежной защитой утеплителя, несущих конструкций и поверхностей здания, предохраняет его от преждевременного старения и повреждений.

Виды повреждений облицовки и причины их возникновения

Камень – вечный материал, и при правильном его использовании он сохраняет свои декоративные и физические свойствастолетиями. Однако часто приходится наблюдать, когда по прошествии всего лишь нескольких лет эксплуатации каменная облицовка нуждается в реставрации – ее отдельные элементы смещаются или вовсе выпадают из стены. Это может определяться тем, что элементы крепления наружных облицовок – растворы, мастики, металлический крепеж подвергаются значительным перепадам температур. Для повышения долговечности наружных облицовок необходим комплекс мер, начиная с правильного выбора породы облицовочного камня, применения эффективных клеящих композиций и нержавеющих металлов для крепежа, заканчивая защитой облицовки от попадания влаги, организации дренажа, наблюдением за состоянием облицовок и уходом.

Наибольший вред приносит неправильный выбор облицовочного материала. Не стоит применять материал неравномерного строения, легко раскалывающийся, имеющий внутренние, не всегда видные невооруженным глазом трещины. Поэтому при покупке камня всегда необходима консультация специалиста.
К ошибкам, допущенным при проектировании можно отнести – отсутствие или неправильное размещение компенсационных швов, выбор способа крепления, не обеспечивающего долговечность облицовки в данных условиях и архитектурное оформление без учета климатических условий. Температурные швы, необходимые для компенсации расширения облицовочных плит должны быть обязательно предусмотрены в проекте. При их отсутствии камень трескается. Одной из важных задач является разработка комплекса мер по отводу воды.

Не исключены ошибки при производстве облицовочных работ – механические повреждения при транспортировке, установка облицовки до завершения усадочных процессов основания, использование некачественны растворов.

Камень требует бережного отношения и грамотного подхода к работе с ним. Только тогда дом в каменных «одеждах» будет надежно служить, не причиняя хлопот, не требуя особого ухода и частого ремонта, не одному поколению своих владельцев.