Материалы сайта

Трещиноватость

Появление и развитие трещин в камне — весьма распространённый дефект, проявляющийся на деталях из любых разновидностей камня как в наружной, так и во внутренней облицовке. Под этим дефектом обычно подразумевают различные формы нарушения целостности камня — от одиночных до многочисленных трещин (систем); в последнем случае дальнейшее накопление и развитие деструкции приводит в конечном счёте к полному разрушению детали. Трещины могут быть сквозными и несквозными, раскрытыми и залеченными. Среди разнообразных причин трещинообразования на каменной облицовке в качестве основных можно выделить четыре: осадку элементов здания, перегрузку несущих элементов, температурные деформации (нагрев), разморозку (иногда имеет место сочетание этих факторов).

Осадочные деформации здания или его отдельных элементов, вызванные, как правило, движением оседания и скольжения грунтов, приводят к изгибу несущих стен и передаче деталям облицовки нормальных и касательных напряжений, приводящих к разрыву кладки и образованию трещин. Значение этих напряжений может быть настолько высоким, что способно вызвать растрескивание даже мощных гранитных блоков, как это, например, случилось с облицовкой опор Краснохолмского моста в Москве. Массовый характер приобрело трещинообразование на облицовке путевых стен подземных вестибюлей станций метрополитена, находящихся в сложных условиях эксплуатации (непосредственный контакт с наименее стабильными грунтами). Деформация стен привела здесь к образованию многочисленных одиночных раскрытых трещин преимущественно прямолинейной (реже зигзагообразной) формы, расположенных вертикально либо горизонтально, в зависимости от направления движения грунта. Характерной особенностью этих дефектов является то, что трещина не ограничивается одной деталью, а переходит, развиваясь, на соседние.

Осадочные деформации способны повреждать камень не только на вертикальных, но и на горизонтальных поверхностях; наглядный пример — мозаичный мраморный пол в храме Христа Спасителя в Москве: возникшая в половом покрытии (вблизи Алтаря) трещина достигла длины 12 метров.

Иногда осадочные деформации сооружения затрагивают балюстрады, в этом случае в наибольшей степени страдают самые «уязвимые» детали — балясины.

Следует отметить, что вероятность появления осадочных трещин на плитах облицовки стен может быть полностью исключена при использовании конструкции с вентилируемым фасадом — в этом случае облицовочный слой не имеет жёсткой связи со стеной и деформация последней гасится упругой системой крепления плит. При жёстком креплении облицовки к стене (на растворе) для предотвращения появления осадочных трещин необходимо предусматривать разгрузочные пояса.

Трещины от перегрузки возникают, когда полезная нагрузка на каменную деталь не соответствует сечению этой детали и механической прочности камня. Наиболее часто «жертвами» перегрузок оказываются массивные детали пилонов, колонны и т.п. Результат перегрузки до недавнего времени можно было наблюдать на колоннах Большого театра в Москве, где вертикальные трещины прошли через несколько рядов известняковых колец облицовки. Причиной перегрузки здесь явилось незначительное проседание грунта под крайними колоннами портика, вследствие чего нагрузка на средние колонны возросла. Проседанием грунта можно объяснить и образование трещины в гранитной колонне на площади Сан Марко в Венеции. Другой пример — образование трещин на колоннах отеля «Арарат-Хайят» в Москве: в этом случае тонкие и высокие колонны из гранито-гнейса «малтикалор рэд» (Индия) не смогли противостоять весовой нагрузке лежащего на них антаблемента.

Весьма распространённая причина появления трещин на каменной облицовке — температурная деформация камня, вызванная его нагревом на солнце. По внешнему виду такие трещины сходны с осадочными. Типичный пример дефектов подобного рода — цоколь делового центра «Парус» на ул. 1-й Тверской-Ямской в Москве: на крупногабаритных плитах головинского лабрадорита, буквально «зажатых» между гранитными пилонами, при разогреве на солнце возникли сквозные продольные трещины. Избежать этого явления можно было бы, предусмотрев компенсационные швы между плитами лабрадорита и гранитными деталями пилонов.

Отсутствие компенсационных швов между гранитными плитами полового покрытия на смотровых площадках храма Христа Спасителя привело к аналогичному результату.

Трещины от разморозки возникают, в основном, вследствие ошибок, допущенных при проектировании либо в процессе строительства. Наличие свободных полостей между облицовкой и стеной, отсутствие (или низкое качество) гидроизоляции швов приводят к аккумуляции дождевой воды за тыльной поверхностью деталей; при замерзании этой воды происходит растрескивание камня. Подобным образом был поврежден цоколь из корнинского гранита на Доме кино в Москве. Очевидно, и этого дефекта можно было бы избежать при соблюдении строителями двух простых условий: полностью заполнять раствором затыловочное пространство и тщательно герметизировать все швы и стыки на облицовке.

Замечено, что трещины на деталях известняка в историкоархитектурных памятниках, как правило, проходят в тех местах, где расположены стальные крепления этих деталей к стене. Именно эти крепления в виде массивных стальных тавров, штырей и т. п. играют решающую роль в разрушении камня: покрываясь с течением времени налётом коррозии — гидрооксидом железа (его объём значительно превышает объём «чистого» железа), такой крепёж расклинивает деталь, вызывая появление трещин. Но особенно разрушительна роль металлических креплений в руинированных архитектурных памятниках: сталь быстрый проводник мороза, поэтому, когда зимой вода в камне под давлением нарастающего льда продвигается вглубь детали и встречает уже замёрзший металл, она намораживает на нём ледяную пробку. Не найдя выхода, вода, находясь под гидравлическим напором, разрывает камень. Обследование исторического памятника Царицыно (до его воссоздания), проведенное А. М. Викторовым и Л. И. Звягинцевым, позволило установить, что на 90 % трещинообразование деталей мячковского известняка связано с металлическим крепежом.