Реставрация фасадов – насколько надежны сухие штукатурные смеси ATLAS подробности у нас на сайте

Исследование растворов фирмы Атлас

Предназначенных для использования в реставрационных работах

Особенно важную роль играют порошковые смолы, позволяющие получить однородный продукт, готовый к применению сразу после заливания водой. Роль модифицирующих добавок такова, что они дополнительно доставляют воду во время гидратации цемента. Это особенно важно в тонкослойных системах, где поверхность испарения большая по отношению к массе раствора. Данная ситуация осуществляется в случае применения растворов для заполнения пустот в каменном основании. Добавление порошковых смол дает увеличение прочности, адгезии, морозоустойчивости, а также уменьшает линейное сокращение растворов.
Целью начатой работы было исследование основных свойств модифицированных цементных растворов, существенных с точки зрения их применяемости в реставрации. Готовые растворы для исследований предоставила фирма Атлас из Лодзи.

Для исследований доставлено около 10 кг модифицированных растворов с минеральным соединением, предназначенных для использования в реставраторских работах; таких как заполнение пустот, изготовление внешних лепных работ.

Одной из самых больших важных проблем в разделе реставрации каменных исторических объектов является заполнение пустот и воспроизведением недостающих фрагментов. Данный вопрос решается реставраторами путём использования вяжущих, имитирующих камень масс, изготовленных на основе минеральных спаев, или искусственных смол, в основном эпоксидных и кремнеорганических. Во многих случаях использование замазок сделанных с использованием искусственных смол, хоть и отлично имитирует оригинальный материал, является невозможным. Особенно это касается объектов которые не подвергались процедуре усиления или гидрофобизации. В таком случае, для заполнения пустот могут послужить смеси изготовленные на основе соединяющих веществ; такие как цемент или известь. Компоненты материала этого типа должны быть старательно подобранными не только к внешним чертам камня, но и его внутренним свойстам, хотя надо признаться - иногда это трудно осуществить. Иногда, такие растворы, с целью улучшения некоторых свойств, могут быть модифицированы искусственными смолами.

Атлас Золотой Век P-01
Материал приготовленный на минеральных соединениях с добавлением субстанций улучшающих сцепление и стойкость к атмосферным изменениям. Предназначен для заполнения пустот в кирпиче, натуральных камнях, старой штукатурке; также может быть использован для заполнения форм. Можно использовать внутри и снаружи. В зависимости от примененной зернистости и цвета можно получить произвольную фактуру и цветовую гамму. Сухой раствор замешивают водой в количестве 14%, если раствор будет использован для заполнения сколов, или 17% - для форм скульптурных.

Штукатурка
Атлас Золотой век T-01
Это цементно-известковая штукатурка с добавлением субстанций улучшающих адгезию и сопротивляемость атмосферным воздействиям. Используя этот материал можно получить фактуру и очень приближенный к старинному внешний вид. Окрашивают её в произвольный цвет. Может быть использована и как фасадная краска, и как грунтовка для силикатных и силиконовых красок. С целью получения более толстых слоев штукатурка наносится несколько раз тонкими слоями. Сухая штукатурка замешивается водой в количестве 20-25%.

Раствор
Атлас Золотой Век F-01
Материал приготовленный на минеральных соединениях с добавлением субстанций улучшающих сцепление и стойкость к атмосферным изменениям. Из него можно получить жидкую массу, требуемую для заполнения штукатурных форм, окрашивается в любой цвет. Материал может быть доставлен с произвольной грануляцией размельчённых пород, предназначен для использования, как во внутренних, так и во внешних условиях. Использование раствора F-01 позволяет получить имитацию гипсовых масс, которые могут быть подвержены воздействию внешних факторов. Раствор замешивается водой в количестве 20% по отношению к сухой массе, для форм в количестве 22%.

Подготовка исследований.

Растворы были изготовлены опираясь на информацию производителя согласно с Польской Строительной Нормой PN/B-04500, добавляя в сухой раствор воду в количестве указанном в п. 1. Растворы были механически размешаны и помещены в формах с габаритами 40х40х160 мм. Затем были накрыты влажной тканью и отделены от форм через 24 ч. Пробы держались в камере с относительной влажностью 100% на протяжении 3 суток. Пробы были извлечены и отложены в лабораторных условиях (т. 22 С, влаж. 30%), а через 28 суток от момента изготовления приступили к исследованиям.

Опыты

Во время исследований определены такие черты растворов как: сжатие, капиллярная и полная пропитываемость, масса объема, открытая пористость, скорость высыхания, сцепление и механические свойства в сухом состоянии и после насыщения водой. Результаты сравнили с раствором Mineros фирмы Max Krusemark, предназначенным для заполнения пустот в натуральном камне; либо известн.-цем. растворами.

Усадка растворов Относ. PN/B 04500

Измерение усадки проведено на пробах с размерами 40х40х160 мм. в устройстве GrafKaufmana, сразу после того, как пробы извлечены из камеры со 100% влажностью и обозначено его как "0". Следующие измерения производились на 7 и 28 сутки от момента приготовления растворов.
Усадка в % и миллиметрах на погонный метр (табл.1) для сравнения дана усадка Mineros определённая после 28 суток. Результаты являются средними из 3 измерений (табл.1)

Таблица 1
	После 7 суток		После 28 суток
Вид раствора	в мм/мб	в %	в мм/мб	в %
P-01	0.62	0.062	1.27	0.127
T-01	1.50	0.150	2.22	0.222
F-01	0.83	0.083	2.25	0.225
MINEROS			0.61	0.061

Самые низкие показатели по усадке у раствора P-01, чуть выше у T-01 и F-01. Раствор P-01 предназначенный для заполнения пустот, характеризуется не большой усадкой, хотя и в два раза большей, чем Mineros. Можно принять во внимание, что это не сыграет значительной роли, если будет применяться для заполнения небольших пустот. В случае с F-01, в котором находится мелкозернистая раздробленная порода, усадка после 7 суток было невелика, а после 28 значительнее. Использование Шпаклевки Т-01 требует взятия во внимание наступающего со временем сокращения. Ни в одном материале не было обнаружено появление трещин или растяжек.

Капиллярное подтягивание и влагоемкость форм в воде Относ. PN/D-04100

Пробы растворов были высушены до постоянной массы и помещены в воде до высоты на 1 см. Не удалось заметить поднятие жидкости, в связи с этим пробы были оставлены на 24 ч., чтобы снова определить их массу. Обличенную этим способом влагоёмкость определено в табл. как ,,капилярная,,. Пробы погрузили полностью в воду, определяя их массу после 24 ч. ,насыщаемость представлена в таблице 2.

Таблица 2 Влагоёмкость растворов в воде
	массовая влагоёмкость %
Вид раствора	Капилярная	Общая
P-01	2.20	8.27
T-01	2.42	10.10
F-01	0.63	2.41
MINEROS		9.30

Из опыта следует, что растворы характеризуются небольшой способностью капиллярного пропитывания. После 24 ч. в воде на высоте 1 см. растворы достигли около 25% пропитывания. Наиболее высокой пропитываемостью из них оказалась T-01. Ее можно сравнить с пропитываемостью цем.-пес. раствора с пропорцией 1:2, либо со средством Mineros. Раствор Р-01 характеризуется немного меньшей водонакапливаемостью, а F-01 минимально впитывает воду. Раствор Т-01, как единственный из исследуемых растворов, является раствором содержащим гидротированный кальций. Поэтому характеризуется самым высоким пропитыванием. Раствор F-01 высокого содержания определенных порошковых смол, а также метал-аминовой смолы, как смягчающей добавки, характеризуется самой низкой пропитываемостью.

Масса объема и открытая пористость растворов Соотв. PN/B-04100

После обозначения пропитываемоти растворов, на гидростатичных весах были проведены измерения общей массы. Из обоих результатов высчитано открытую пористость растворов. Данные размещенные в таблице 3 являются средними из 3 измерений.

Таблица 3
Вид раствора	объёмная масса г/см.куб	открытая пористость в %
P-01	2.03	16.80
T-01	1.91	19.20
F-01	2.10	5.10
MINEROS	1.77	16.50

Растворы сильно отличаются друг от друга с точки зрения физических свойств. Штукатурка Т-01 - легкая и пористая. Раствор Р-01 характеризуется более высокой массой объема и открытой пористостью, а F-01 более тяжелый и малопористый. В сопоставлении с Mineros, исследуемые растворы имеют большую плотность и ненамного большую пористость. После добавления воды к сухому раствору, содержащаяся в ней порошковая смола подверглась распаду. В основном, в существующих порах происходит образование полимерной пленки. Высокое содержание порошковой смолы является причиной довольно низкого содержания открытой пористости раствора F-01.

Высыхание растворов.

После насыщения водой, в течение 24 ч. определена масса проб и уложены на стекло таким образом, чтобы обеспечить испарение воды через все плоскости. Маcса проб определялась каждые 24 ч. в течение первых 6 суток, а затем через 10 суток. Оставшуюся в пробах воду высчитали в процентном соотношении (полная насыщенность=100%). Результаты поданные в таблице 4 являются средними из 3 измерений.

Таблица 4 Скорость высыхания растворов
		Количество оставшейся воды в %
VID!!!!	0	1сутки	2сутки	3сутки	4сутки	5сутки	6сутки	10сутки
P-01	100	59.9	46.3	40.6	34.2	30.4	24.9	23.7
T-01	100	49.3	32.8	23.9	18.0	14.0	10.9	9.7
F-01	100	52.1	39.5	30.8	22.8	17.8	11.1	9.3
MINEROS								40.1

Из представленных в таблицах данных следует, что растворы сохнут с разными скоростями. Быстрее всего отдает воду штукатурка Т-01, затем раствор F-01, которая впрочем и впитывает воду на минимальном уровне (впитываемость 2,4%). Дольше всего вода остается в растворе Р-01 - через 10 дней обнаружено наличие 24% жидкости. У раствора Mineros вода испаряется медленнее.

Механические свойства растворов относ. PN/B-04302 стойкость на повреждения.

PN/B-04110 стойкость на сжатие.
Пробы растворов были подвержены исследованию на прочность. Испытания проводились в устройстве Mihaelisa в сухом состоянии, а также после 24 ч. насыщения водой. Полученные результаты являются средними из 3 проб.
Оставшиеся после повреждения пробы были подвержены сдавливанию (на сухо и на мокро) в гидравлическом прессе с давлением до 30 тонн Результаты являются средними из 5 измерений.
Результаты исследований представлены в таблице 5

Таблица 5 Механические свойства растворов Выносливость в MPa
	Rzg			Rsc
Вид раствора	Сухой	Мокрый	Снижение %	Сухой	Мокрый	Снижение %
P-01	8.8	4.2	52.1	15.5	10.3	33.5
T-01	6.9	3.2	53.8	11.3	5.4	52.2
F-01	6.4	6.2	3.1	32.1	21.6	32.7
MINEROS	4.7			14.9	14.1	5.3

Исследованные растворы характеризуются высокими механическими свойствами, особенно, когда их исследовали в сухом состоянии. Раствор F-01 характеризует относительно низкая стойкость на излом по отношению к очень высокому коэффициенту выносливости на сжатие. Этот эффект является результатом добавления порошковой смолы, который уменьшает соотношение вода/цемент и пористость материала (с воздухом).

Исследования после насыщения водой, проб растворов Р-01 и Т-01 характеризуются низшими, на около 50% свойствами стойкости на поломку. Только свойства раствора F-01 почти не меняются. Прочность на сжатие проб в воде упало: для штукатурки Т-01 на 50%, для Р-01 и F-01 на 30%.
Можно сказать, что снижение механических свойств при увлажнении очень велико, особенно для раствора P-01 и штукатурки Т-01.

Сцепление растворов

Пробы для исследований приготовили в формах с размерами 40х80х20 мм. таким образом, что помещено в них мокрую формочную ёмкость для отлива цементно-песочного раствора с разм 40х40х20 мм., заполняя формы исследованными растворами. Через 24 ч. пробы были извлечены из форм и помещены на 3-дневный период в камере с влажностью 100%. Пробы отложили на 28 суток и приступили к исследованиям. Адгазию определяли в устройстве Birgefestigkeitsprufer фирмы Netzsch, установливая давление силы в месте соединения двух материалов.
Исследование сцепления проводилось в сухом состоянии и мокром. Результаты являются средними из 3 измерений. Таблица 6.

Таблица 6 Сцепление растворов
	Сцепление в MPa
Вид раствора	На сухо	На мокро	Снижение %
P-01	1.75	1.12	36
T-01	5.82	2.88	50
F-01	2.70	1.97	27
CEM-PIASK	0.90	0.50	44

Растворы характеризует достаточно хорошее сцепление. Из сравнений следует, что сильнее прилегает к основанию штукатурка Т-01, немного слабее раствор F-01 и Р-01. Высокое сцепление у растворов определяется наличием в нем порошковых смол, о чем свидетельствует номинал сцепления цементно-песочного раствора с пропорцией 1:2. В состоянии увлажнения водой адгезия падает на 50% у штукатурки Т-01 и около 30% у обоих растворов.

Морозостойкость растворов.

Пробы исследованы в меняющихся атмосферных условиях, помещая их попеременно в следующих условиях:

6 ч -насыщенность водой и температура +20 С

18 ч- замораживание т. -20 С

Проведено 20 циклов, не обнаружено изменений состояния проб таких, как повреждения краев, трещин и.т.п. Пробы были высушены до постоянной массы в т. 60 С, а затем подверглись испытанию на прочность под давлением. Полученные результаты являются средними из 3 измерений. Представлены они в таблице 7.

Таблица 7 Механическая выносливость проб после 20 циклов замораживания
	выносливость на сжимание в MPa
Вид раствора	0 циклов	20 циклов	изменение Rsc%
P-01	15.5	18.4	+18.7
T-01	11.3	11.5	+1.8
F-01	32.1	40.7	+26.8
MINEROS	14.9	16.2	+8.7

Из представленных содержаний Rsc (сжатия) следует, что после проведения 20 циклов с замораживанием, чередованным насыщением водой, снижение прочности проб не наступило. У растворов Р-01 и F-01 было замечено значительное увеличение прочности на сжатие. Результаты исследований указывают на то, что в растворе Т-01 процессы гидратации соединяющего вещества дошли практически до конца, в отличие от Р-01 и F-01. Для обоих увеличение прочности наступило вследствие появления процесса наполнения влагой и схватывания цемента, чему способствовало систематическое насыщение воды. Похожий эффект наблюдался и во время исследования препарата Mineros.

Содержание субстанций растворенных в воде.

Из растворов были взяты пробы, по несколько грамм с каждого, перемелены в ступе и просеяны через сито с диаметром 0,06 мм., высушены до постоянной массы, после чего были перевешены в емкости по 1 гр. порошка, с точностью до 0,0001 г. и заполнены дистиллированной водой в соотношении 1:10. Через 24 ч. осадок был процежен, и после испарения высушен до постоянной массы, в т. 105 С. Из разницы в массе высчитано процентное содержание компонентов растворенных в воде.
После проведения определений был выполнен качественный анализ ионов.
Результаты представлено в таблице 8.

Таблица 8 Обозначение достоинств растворяемых в воде элементов
	Кол-во соли в %	Качественный анализ
Вид раствора		SO4	CI	NO3-	Ca2+	Na+
P-01	3.5	sl	sl	sl	+	+
T-01	4.6	sl	sl	-	+	+
F-01	1.9	sl	+	-	+	+
MINEROS	2.8	+	+	sl	+	+

Из полученных данных следует, что растворы обладают достаточно высоким количеством растворяемых в воде субстанций. Как следует из качественного анализа, это маленькие количества серных и хлорных компонентов кальция и соды. Испаренные остатки - это углерод кальция, это говорит о том, что извлечению из воды подвергся COCa2, который во время испарения воды подвергся процессу карбонизации в воздухе.

Обсуждение результатов.

Исследования некоторых физических свойств растворов Атлас Золотой Век, обозначенных символами Р-01, Т-01 и F-01 производства фирмы Атлас для различных применений в реставрации исторических памятников, позволяют составить следующую оценку этих средств:
Раствор Р-01 легко манипулируемый, пластичный материал, по структуре приближенный к натуральному камню. Усадка продукта очень небольшая, также не очень большие у него капиллярные св-ва. Пропитываемость и пористость составляет 8.3% и 17%, приближенные к известково-цементным растворам. Сравнительно с натуральным песчаником раствор обладает высокими механическими свойствами. В сухом состоянии ударостойкость (уд) 8.8 МПа, а сжатие (сж) 15.5 МПа, после насыщения водой механическая стойкость ослабевает на 33-52%, однако она остаётся высокой. Адгезия раствора с основанием удовлетворительно (1.75 МПа), хотя падает при воздействии воды. В растворе нет солей растворяемых в воде, хотя после 28 суток замечено наличие 3,5% вымытого СONa2. Может быть использован как замазка для заполнения убылей в камне, кирпиче, штукатурке, применяя соответствующие красители, морозоустойчивая.

Штукатурка Т-01 характеризуется низкой видимой густотой, высокой насыщаемостью в воде (более 10%) и пористостью в (19%). Капиллярные свойства достаточно хороши, через 10 суток высыхания в нем остается меньше 10 % воды. Стойкость механизма раствора высока - (уд) 7 МПа, (сж) - 11,3 МПа, хотя снижается на половину при контакте с водой. Отличается хорошей адгезией 5.8 МПа, снижается на 50% после насыщения водой, морозостойкий. Усадка раствора составляет 2,25 мм/пм. После 28 суток в растворе обнаружено содержание 4,6% СОNa2, не обнаружено солей растворяемых в воде.

Раствор F-01 характеризует сокращение 2,25 мм/пм. и достаточно густой состав (2,10 г/см3). Раствор имеет небольшую пропитываемость (2,4%) и пористость (5,1%), небольшие капиллярные свойства. Материал имеет очень высокую прочность на сжатие- 32 МПа; при низкой прочности на излом - 6,4 МПа. В случае контакта с водой эти свойства снижаются, но не значительно (около 32%). Характеризуется большой морозостойкостью. В исследованном материале обнаружено около 1.9%веществ растворяемых в воде, небольшие количества солей соляной кислоты и остатки сернокислой соли. Раствор обладает низкими капилярными свойствами, высокой адгезией, и поэтому может быть использован для заполнения форм и выполнения декоративных элементов для наружных объектов.

Выводы:
Сферы использования перечисленных материалов довольно различны. Стоит отметить, что раствор использованный для восстановления убылей даёт возможность приготовления масс, приближённых к цветовой гамме и структуре оригинального материала, он пластичен, даёт возможность восстановления не хватающих фрагментов ,, с руки,,. Отличается высоким уровнем адгезии с основанием , даже когда накладываются в небольших количествах. Характеризует их хорошая морозостойкость и низкий уровень усадки. Механическая прочность слишком велика для того, чтобы можно было использовать его с оригинальным, высохшим камнем. Недостатком являются небольшие капилярные способности и относительно низкая влагоёмкость продукта, однако известно, что регуляция этих веществ для цементных растворов является возможной в ограниченной степени.
Раствор, предназначенный для отливания лепных форм отличается от предыдущего раствора своими свойствами. Характеризируют его: минимальный уровень насыщаемости водой и способность капиллярного подтягивания воды, очень хорошие механические свойства, большое сцепление и морозоустойчивость. Выше перечисленные свойства очень пригодны к такому применению. Раствор можно успешно использовать для отлива конструктивных элементов, остающихся во внешней среде. Предложенная изготовителем шпаклевка имеет много положительных качеств: она легкая, очень цепкая и морозостойкая. Корректура состава, немного уменьшающая механическую стойкость влияла бы на увеличение пропитываемости, улучшая при этом транспорт воды и снижая сокращение.
Суммируя, следует сказать, что изделия фирмы Атлас произведённые для использования в реставрации исторических памятников, для таких работ, как заполнение убылей, отливания форм, а также накладывания шпаклевки, безусловно, обогащают предложение профессиональных материалов на реставрационном рынке.

Следующая статья