Поговорим о мраморе (I часть)

Слово «мрамор» произошло от греческого marmaros, что означает «блестящий». Структура породы зернистая, сахароподобная, в природе встречаются как мелкозернистые, так и грубозернистые структуры. Благодаря высокой спайности зерен в породе все виды мрамора хорошо полируются, что и отразилось в его названии.

В зависимости от содержания тех или иных примесей различных солей и соединений мрамор может окрашиваться в различные цвета и оттенки. Существуют белые (почти не содержащие примесей), желтые, розовые, красные, коричневые, серые, черные мраморы. Мрамор может быть разноцветным и пестрым; для цветных пород свойственно наличие прожилок, представляющих собой трещины, заполненные природным цементом.

В строительстве в понятие «мрамор» включают не только классические мраморы, но и полуплотные, и плотные полирующиеся известняки, трещиноватые мраморы, доломиты, травертины, конгломераты и брекчии. Иногда этим термином могут обозначаться туфы и ракушечники.

Свойства мрамора

Мрамор относится к породам средней твердости и в зависимости от состава и плотности может иметь твердость 2-3 или 3-4 по шкале МООСа. Как и всем другим природным каменным материалам, ему в той или иной степени присуща пористость. Это свойство относит природные камни к паропроницаемым материалам. Размер и геометрия пор позволяют мрамору сочетать в себе свойства, на первый взгляд противоречащие друг другу: это низкое водопоглощение и проницаемость для паров и газов. Пористость мрамора незначительна и находится в пределах от 0,59 до 1,00%, а вот пористость известняков колеблется в более широких пределах – от 0,36 до 27,00%.

Травертин, наиболее пористая из пород, относимых к мраморам, - это камень, который зарождается в водных источниках и поэтому содержит в своей толще огромное количество пузырьков газа.

Практически все разновидности пород природного камня, относимые к мраморам, обладают рядом свойств, необходимых для отделочных и конструкционно-отделочных материалов. Они достаточно прочные и износостойкие, плотные, легко обрабатываются, декоративны и хорошо держат полировку. Но среди них встречаются породы, имеющие низкую износостойкость, что ограничивает их применение для настилки пола.

Дефекты, возникающие в процессе эксплуатации

Обработанный в заводских условиях полированный камень не подвержен воздействию влаги и агрессивных сред. Со временем структура поверхности претерпевает изменения, обусловленные разрушением внутренних связей между кристаллами, этот дефект профессионалы называют поверхностным выветриванием. Глубина измененного, ослабленного слоя может достигать нескольких сантиметров. Наиболее сильным изменениям поверхность мрамора подвергается в местах механических повреждений: царапин, ударов, сильного давления. В результате нарушения внутренних связей между кристаллами поверхность мрамора становится ноздреватой, она теряет поверхностные кристаллы и в ней появляются небольшие выемки. В местах же сильного механического воздействия образуются белесые полосы и пятна, состоящие из уже разрушенных, но еще связанных между собой кристаллов. Ослабленная, «изъеденная» поверхность лучше поглощает различного рода загрязнения. Такая поверхность быстро впитывает различные жидкости, в том числе и растворы очищающих средств, которые тянут за собой частицы загрязнений. В этом случае вода и растворы будут одновременно являться транспортом грязи внутрь материала.

В своей работе мы сталкиваемся с мрамором как снаружи зданий (облицовка стен, порталов, пилонов, колонн), так и внутри (облицовка стен, колонн, пола, ступени лестниц, столешницы, подоконники и т.п.). Со временем на мраморе появляются различные дефекты. Их можно разделить на две части: дефекты с нарушением поверхности камня, дефекты с изменением текстуры камня.

К первому виду дефектов относятся:

            - разрушение деталей или их частей; 

            - появление трещин;

            - сколы на углах и кромках деталей;

            - вытертость поверхности;

            - поверхностное выветривание.

Ко второму виду можно отнести следующие дефекты:

            - загрязнение поверхности;

            - появление пятен и изменение цвета камня;

            - высолы.

Разрушение мраморных деталей или их отдельных частей характерно для наружной облицовки. Как правило, такое разрушение связано с проникновением влаги в полости между стеной и облицовкой и ее дальнейшим замораживанием и размораживанием в зимний период. На этот процесс также оказывают влияние такие факторы, как наличие кислотных дождей и усадочные деформации. Все эти факторы могут вызвать разрушение мрамора и сами по себе, и в совокупности.

Трещины на мраморе – это результат осадки здания. Из-за этого, а также из-за высоких точечных нагрузок (ударов) на углах и кромках мраморных деталей и плит образуются сколы.

Вытертость поверхности встречается на полах и ступенях лестниц. Она образуется при высокой абразивной нагрузке в результате большой посещаемости помещений или при отсутствии нормальной программы ухода за поверхностью.

Поверхностное выветривание проявляется в виде утраты полировки, образования корок и мучнистости на поверхности плит и деталях облицовки. Такой эффект возможен из-за несовместимости различных пород, использованных в облицовке.

На полах поверхностное выветривание проявляется в виде отшелушивающихся и отслаивающихся чешуек и частичек мрамора. Оно вызывается противогололедными реагентами, приносимыми в помещения с улицы на обуви посетителей. Хлористые соли щелочных и щелочноземельных металлов оказывают агрессивное воздействие на мрамор. К аналогичному результату могут привести и плохая гидроизоляция, и применение неоправданно большого количества воды при уборке.

Избыток воды, проникая через межплиточные швы, накапливается под плитами пола и постепенно мигрирует к поверхности. Поднимаясь через толщу мрамора, влага, взаимодействуя со свободным углекислым газом воздуха, вступает в реакцию с кальцитом и преобразует его в растворимый гидрокарбонат кальция:

СаСО3 + СО2 + Н2О = Са(НСО3)2

В приповерхностных слоях и на поверхности влага испаряется, а гидрокарбонат кальция превращается в комплекс нерастворимых солей. Объем образующихся солей значительно превосходит объем кальцита, что и приводит к разрушению поверхностного слоя материала. Аналогичный процесс лежит и в основе образования высолов.

Виды загрязнений

Загрязнения на поверхности мраморного пола характеризуются потемнением, что особенно заметно на светлых, особенно белых сортах мрамора. В основном это обусловлено заносом грязи на обуви посетителей с последующим проникновением ее в поры покрытия.

Загрязнение поверхностей наружной и внутренней облицовки может проявляться в виде запыленности, копоти, различных пятен, изменения цвета. Пыль, копоть, испарения постепенно оседают на лицевой поверхности мрамора и под влиянием влаги проникают в поры камня. Наиболее сильно загрязнения откладываются на фактурных поверхностях. На труднодоступных для уборки или редко убираемых поверхностях загрязнения проявляются в виде потеков и мелких пятен. В качестве примера можно привести облицовку наземного павильона станции московского метро Новослободская и внутреннюю облицовку стен и балконов Павелецкого вокзала, переходов и некоторых станций метрополитена. На мраморных поверхностях, расположенных в непосредственной близости от железнодорожных путей, осаждается так называемая колодочная пыль, которая, взаимодействуя с влагой воздуха, превращается в ржавчину.

Наиболее характерными для мраморной облицовки являются пятна желтого, красноватого и буро-коричневого цветов. Они могут появляться как на поверхности камня, так и пронизывать всю его толщу. Причин возникновения таких пятен несколько. Многие сорта мрамора содержат в своем составе различные соли железа, например пириты, которые со временем под действием влаги начинают преобразовываться в окислы железа (ржавчину). Аналогичный эффект может дать укладка камня на цементные растворы низкого качества, в состав которых входит непромытый ожелезненный песок. Такие загрязнения приводят к изменению цветовой гаммы текстуры камня и пронизывают его насквозь. Пятна ржавчины или окислов других металлов, чаще всего меди или медьсодержащих сплавов (тусклого сине-зеленого, зеленого, иногда коричневого цвета) могут иметь локальный характер и образовываться при попадании металлических предметов, окалины, капель от сварки и т.п. в основание пола, под кладочный раствор или клей. При плохой гидроизоляции возможен выход ржавчины в результате коррозии арматуры железобетонных конструкций.

Другим сильным загрязнителем, приводящим к образованию желтых и буро-коричневых пятен на мраморе, являются пектины и танины – органические вещества растительного происхождения. Эти загрязнения образуются в результате контакта и дальнейшего проникновения в поры мрамора продуктов разложения древесины, бумаги, ветоши, оргалита, картона, окурков и т.п.

В зависимости от пористости материала, его водопроницаемости и соответственно влажности воздуха такого рода пятна могут мигрировать в теле камня. При высокой влажности пятна бледнеют за счет насыщения камня влагой и перемещения красящих веществ в глубь материала вместе с водой. При высыхании испаряющаяся вода вновь выносит загрязнения на поверхность, усиливая насыщенность цвета пятен.

Темные пятна могут образовываться на мраморе после его укладки на раствор или при неправильном выборе клеевого состава. Чаще всего такие «подарки» в виде различного рода пятен нам оставляют строители. Это обусловлено и нарушениями технологических процессов строительства, и низкой культурой строительных работ.

Изменение цвета мрамора может происходить при неправильном выборе программы ухода за камнем. Особенно это касается цветных мраморов. Многие соли металлов, которыми обусловлен тот или иной цвет материала, при взаимодействии с кислотами преобразуются и изменяют свой цвет, что сказывается и на текстуре мрамора. Этот процесс наблюдается при проведении работ по кристаллизации, которая является термохимической реакцией между кальцитом и гексафторсиликатом магния, происходящей в кислотном буфере. Как правило, в качестве буфера используется щавелевая кислота.