В. В. Чернов. Опыт освоения цветных штукатурок (Из практики лаборатории отделочных работ ВАА). 1936

Здание Наркомата обороны. Проект корпуса по Арбатской площади. Главный вход. Проект архитектора Л. В. Руднева. 1934.

Источник: Е. М. Дом Наркомата Обороны // Строительство Москвы. — 1935. — № 16.

 

 

Статья В. В. Чернова «Опыт освоения цветных штукатурок (Из практики лаборатории отделочных работ Всесоюзной Академии архитектуры)» из сборника «Проблемы архитектуры : Сборник материалов : Том I, книга 1» (Москва : Издательство Всесоюзной Академии архитектуры, 1936).

 

 

 

 

 

Еще пять-шесть лет тому назад, почти при самом зарождении проблемы цветной штукатурки, ряд крупных строительных организаций Союза обратил внимание научно-исследовательских институтов на актуальность этого вопроса. Работы таких авторитетных организаций, как Институт цемента, Институт промышленных сооружений, Харьковский технологический институт, Институт коммунального хозяйства, Институт прикладной минералогии и др., в достаточной мере обеспечили теоретическую сторону этой проблемы. Но в то же время темпы продвижения цветной штукатурки в жизнь по линии строительной промышленности и архитектуры были крайне медлительны. С одной стороны, строительства на местах не признавали цветной штукатурки, относились к ней с недоверием. С другой стороны, наоборот, отдельные строительные организации охотно шли на производство работ цветной штукатуркой, но, не считаясь с опытом научного исследования, по-своему видоизменяли рецептуру, что приводило к порче штукатурной работы и дискредитированию новой проблемы. Этот разрыв между научным исследованием и промышленностью и был основной причиной медленного продвижения цветной штукатурки на строительство. Уже в 1934 г. со стороны нашей строительной промышленности отмечалось значительное охлаждение к вопросу цветных штукатурок, ослабевал интерес к нему и в области поисков новых теоретических решений. Ввиду этого Академия архитектуры именно в 1934 г. сочла своевременным включиться в эти работы.

 

Задачи поставлены были академией очень широкие и разнообразные, но разрешение их было облегчено тем, что у академии имелась полная возможность учесть положительные и отрицательные результаты опыта научного исследования. А ряд поставленных в лабораториях академии теоретических работ, имеющих исключительно практический разрез, позволил в кратчайший срок применить результаты лабораторного исследования на практике.

 

Вот основные темы теоретических работ академии, поставленные к разрешению в 1934—1935 гг.:

 

Перечисленные темы всесторонне охватывают весь комплекс вопросов, тесно увязанных с технологией и техникой производства отделочных работ по цветным штукатуркам.

 

В качестве примера, как осваивались цветные штукатурки в промышленности, приведем работы лаборатории, проведенные Академией архитектуры летом 1935 г. на трех наиболее крупных объектах московского строительства: дом ИТР (Земляной вал), жилой дом завода им. Войтовича (Рогожская застава) и Центральный дом Наркомата обороны (Арбатская площадь). В круг работы лаборатории по производству цветных штукатурок на этих строительствах входили следующие задачи:

1) проектирование и организация работ по цветным штукатуркам;

2) облагораживание исходный строительных материалов для производства;

3) осуществление на строительстве постоянного технического надзора и организация лабораторного контроля производства.

 

Ввиду значительного объема работы на строительствах последняя обычно проводилась бригадой лаборатории в составе научных сотрудников и техников-инструкторов штукатурного дела.

 

 

 

По проекту основным тоном цветной штукатурки дома ИТР должен быть золотисто-желтый цвет с постепенным изменением его светлоты (белизны) и насыщенности тона от карниза до цоколя здания. В силу этого предположено было парапет и стены до 4-го этажа оштукатурить в светло-желтый тон, штукатурку же стен с 4-го этажа до цоколя дать меньшей светлоты и более насыщенного желтого цвета. Некоторое разнообразие оттенков было принято и для штукатурки лоджий и пилястров.

 

В части же резной двухслойной штукатурки (сграффито), впервые в таких размерах примененной в практике московского строительства, по проекту для нижних слоев верхнего и среднего фризов были приняты соответственно темный и светлый коричневые тона при основном (фасадном) желтом тоне верхнего слоя сграффито.

 

Учитывая тональность штукатурки золотисто-желтого цвета, лаборатория строила рецептуру ее на основе смешанного известково-цементного раствора с преобладающим содержанием извести. В качестве инертного, в целях сохранения чистоты тона, принят был люберецкий песок белого цвета, сорта № 0.

 

В строительной практике установлено, что вполне надежными в отношении механической прочности и атмосферной устойчивости фасадными штукатурками являются штукатурки следующего состава: 1 часть (по весу) портланд-цемента, 4 части извести-теста (с содержанием около 50% воды) и от 10 до 15 частей того или иного сорта инертного, в форме песка, свободного от глинистого начала.

 

Указанные соотношения и были положены в основу рецептуры цветных штукатурок дома ИТР.

 

Равномерное окрашивание всего штукатурного раствора минеральными пигментами достигалось методом введения в него предварительно окрашенного портланд-цемента.

 

 

Цветная штукатурка дома ИТР. Москва (Земляной вал)

 

 

Такой метод работы в значительной мере облегчал технический надзор в отношении контроля дозировки и тщательности смешения отдельных компонентов раствора и давал возможность наиболее эффективно использовать красящие свойства пигментов.

 

В качестве основных рецептур, после целого ряда лабораторных проработок их на небольших образцах, были приняты следующие составы цветных штукатурок для дома ИТР:

 

1. Штукатурка парапета и стен до 4-го этажа

 

2. Штукатурка стен с 4-го этажа до цоколя здания

 

Таким образом, основные характеристики составов цветной штукатурки дома) ИТР могут быть представлены в следующем виде:

 

 

Здесь необходимо отметить, что указанная выше рецептура штукатурных растворов, предварительно проработанная в лаборатории, была перенесена на фасад дома ИТР без всяких отклонений в ее составе. Впоследствии, в процессе сравнения лабораторных и практических результатов, нами было установлено почти полное отсутствие расхождений между лабораторными и практическими показателями. Это обстоятельство указывает нам, что проектирование цветных штукатурок уверенно можно вести по материалам лабораторного исследования. Положение это справедливо не только в части соблюдения тональности цветной штукатурки, но и в части полного совпадения лабораторных и практических расходных коэффициентов состава. Так, основной расход материалов при производстве штукатурки на строительстве и в лаборатории выразился в количестве 10 кг люберецкого песка (основного компонента штукатурной массы в количественном смысле) на 1 м² поверхности при толщине цветного накрывочного слоя, равной 0,5 см.

 

Из других разновидностей практических рецептур, характеризующихся незначительным изменением основного тона штукатурки и некоторым изменением ее фактуры, отметим штукатурку верха и внутренней части лоджий, пилястров и резную штукатурку (сграффито).

 

3. Штукатурка верха лоджий под „шубу“ (ручной набрызг с метелки)

 

4. Штукатурка внутренней части лоджий под „шубу“

 

5. Штукатурка пилястров

 

6. Резная штукатурка — сграффито (нижний фриз)

 

Основное внимание при организации работ по цветным штукатуркам как на доме ИТР, так и на других указанных выше строительствах, было обращено на хорошую подготовку (облагораживание) исходных сырых материалов производства. Окрашивание цемента минеральными пигментами, подготовка известкового теста и инертных — песка, мраморной крошки и др. — являются необходимыми операциями, предшествующими производству штукатурных работ.

 

При тщательном выполнении этих предварительных операций можно гарантировать качество штукатурных работ.

 

 

 

Если бы в промышленности в настоящее время ставился вопрос о производстве цветных чисто известковых штукатурок, то техника в первую очередь встретилась бы с колоссальным затруднением при окрашивании минеральными красками больших масс известкового теста. Окрашивать известь в форме теста, равномерно распределить дисперсные краски в массе известкового раствора — задача, неразрешимая в условиях строительной площадки. Необходимо предварительно связать минеральные краски с каким-то другим компонентом и уже после этого, пользуясь обычными приемами строительной площадки (ручное перемешивание или смешение на растворомешалке), распределить их вместе с этим компонентом в массе раствора. Нужно, конечно, чтобы этот компонент обладал определенными физико-химическими свойствами и обеспечил равномерное распределение пигмента в растворе. Материалом, обладающим этими исключительными особенностями для данного случая является портланд-цемент.

 

Портланд-цемент, механически хорошо соединенный с пигментом в тесную цветную смесь (цветной цемент), как легко гидратирующийся в водной среде материал, сам хорошо распределяется в штукатурном растворе и обеспечивает тем самым хорошее распределение в нем минерального пигмента. Поэтому вопрос применения окрашенного цемента в производстве цветных штукатурок играет основную роль, а во многих случаях известково-цементные растворы для производства цветных штукатурок являются наиболее желательными растворами по сравнению с чисто известковыми. Окрашивание цемента на разных строительствах нами проводилось на самых различных размолочных механизмах. Так, на доме ИТР окраска производилась на молотковой мельнице «Клеро» с последующим пропуском материала на сито в 3 200 см²; на строительстве дома завода им. Войтовича окрашивание проводилось на фалевке (с одним бегуном), применявшейся раньше на строительстве дома для размола шлака, и, наконец, наиболее совершенный метод окрашивания цемента был применен нами на строительстве Центрального дома Наркомата обороны, где для этой цели была специально установлена шаровая мельница. Основные условия работы на всех механизмах — это контроль дозировки сухих материалов (портланд-цемента и красок) и тщательное механическое смешение их до получения однородного цветного порошка, так называемого цветного цемента.

 

 

 

Ямная известь (известковое тесто), применяющаяся для производства цветной штукатурки, должна обладать определенной степенью зрелости: она должна быть выдержана в ямах не менее трех месяцев. Требования эти, может быть, являются и недостаточно обоснованными, но в то же время их необходимо придерживаться, поскольку вопрос гашения извести и сроков ее вылеживания в ямах теоретически еще не вполне освещен и обоснован.

 

Возможно, что мы сумеем получать готовое для производства штукатурных работ известковое тесто без предварительной выдержки его в ямах. Инж. Сиверцев установил, что высококачественное известковое тесто можно получить, пропуская кусковую известь (кипелку) через вращающийся барабан типа прутковой или трубчатой мельницы при непрерывной подаче воды в процессе гашения. Измельчение, или так называемое диспергирование, извести-кипелки при таком процессе гашения идет не только за счет реакции (гидратации извести под влиянием воды), но и за счет механических усилий измельчающего механизма, в данном случае прутковой или гальковой мельницы. Инж. Сиверцевым помимо этого установлено, что роль непрерывного тока воды в этом процессе действует крайне благотворно на самый процесс гашения, так как снижение температуры в значительной мере интенсифицирует процесс гидратации извести. Не имея возможности применить процессы ускоренного метода гашения извести непосредственно на строительствах, мы вынуждены были применить более примитивный метод облагораживания выдержанного в ямах трехмесячного известкового теста методом отмучивания его в специально приспособленных ящиках типа «шпицкастенов». Но так как операция обогащения в шпицкастенах занимала очень длительное время, этот процесс впоследствии был заменен пропуском ямной извести через сито 100—160 см².

 

В основном вся известь, применявшаяся для производства цветной штукатурки на строительствах дома ИТР, дома завода им. Войтовича и дома Наркомата обороны, в целях облагораживания ее была пропущена на сито 100 см². Такой подготовкой известкового теста достигалось удаление из него крупных частиц, непогасавшихся в процессе вылеживания или мало активных, негидратирующихся. Этот процесс в полной мере обеспечивает производство работ по цветной штукатурке от нежелательных и случайных попаданий крупных ингредиентов в массу штукатурного раствора. Крупные белые частицы извести обычно очень рельефно выделяются на красочном фоне цветной штукатурки и в сильной мере снижают качество штукатурных работ. Пропуск известкового теста (ямной извести) через сито 100 см² перед употреблением его для производства цветной штукатурки является необходимым условием, обеспечивающим качество отделочной штукатурки.

 

 

 

Облагораживание инертных материалов (в нашем случае различных видов песков) ограничивается либо мойкой их в целях удаления глинистого начала (снижающего механическую прочность штукатурок) с последующим пропуском на сито соответствующего размера, либо только пропуском песков на сито, если эти пески свободны от глинистых веществ. При производстве цветной штукатурки для дома ИТР и дома завода им. Войтовича применялся исключительно люберецкий песок № 0, и совершенно достаточно было ограничиться пропуском его через контрольное сито — 100 см².

 

 

 

Таким образом, только заранее подготовленные облагороженные материалы могут быть пригодными для производства цветных штукатурок. Но наряду с выполнением этих технических условий по подготовке исходных материалов не менее важную роль в производстве цветных штукатурок играет подбор соответствующего качества подкладочного слоя или так называемого грунта для цветной штукатурки. Влияние грунта на накрывочный (лицевой) слой особенно резко проявляется в цветных известково-цементных штукатурках. Плотный грунт, неравномерно процарапанный, или грунт с содержанием раковин (пустот) и впадин крайне вредно отражается на красочной фактуре лицевого слоя. Так, при производстве цветной штукатурки на доме ИТР, построенном на смешанном (малоцементном) растворе, строительство, по настоянию лаборатории, вынуждено было отказаться от нанесения цветного накрывочного слоя на заранее подготовленный грунт и дополнительно заново нанесло грунт соответствующего качества и состава. Такое мероприятие вызывалось тем обстоятельством, что старый грунт наносился без учета состава цветного (накрывочного) слоя и характеризовался плотностью (многоцементный грунт) наряду с неравномерным процарапыванием его поверхности. Переход от плотного многоцементного грунта к малоцементному накрывочному слою совершенно недопустим в производстве цветной штукатурки.

 

Наиболее желательным составом грунта для малоцементного цветного слоя является состав, содержащий от 20 до 30% портланд-цемента по отношению к извести. Аналогичный новый грунт наносился и на доме ИТР, благодаря чему был создан промежуточный слой между старым многоцементным грунтом и малоцементным цветным накрывочным слоем. Только благодаря введению этого дополнительного слоя удалось обеспечить нормальный режим поведения накрывочного слоя.

 

 

 

Именно на этот момент мы хотели бы обратить особое внимание строителей, архитекторов и научных исследователей. Замечается характерное явление, что лица, работающие в области цветной штукатурки, как-то мало или даже совсем не обращают внимания на качество грунта, на который они хотят наносить лицевой накрывочный слой цветной штукатурки. Мы можем совершенно определенно заявить, что 90% неудач в производстве цветной штукатурки происходят исключительно от плохого качества грунтового слоя.

 

В самом деле, в цветной штукатурке мы имеем пластическую массу крайне неоднородного состава, режим поведения которой находится в полной зависимости от влажностного режима среды. Отсюда совершенно понятно, что если мы одну и ту же цветную штукатурную массу нанесем на грунт, обладающий в различных своих участках неодинаковыми свойствами поглощать влагу, то поведение цветной штукатурки будет также неодинаково. Участки цветной штукатурки, нанесенные на плотный грунт, будут значительно меньше отдавать влаги грунту, по сравнению с участками, расположенными над грунтом, жадно поглощающим влагу. На практике это явление выражается в образовании пятен различной тональности на лицевом слое. Как правило, на участках плотного грунта, плохо отсасывающего влагу из лицевого слоя, цветная штукатурка характеризуется малой интенсивностью тона и повышенной светлотой, в отличие от интенсивных по тону участков цветной штукатурки, расположенных на грунте, нормально отсасывающем влагу из верхнего слоя.

 

 

 

Техника нанесения штукатурных растворов в производстве цветных штукатурок в основном почти не отличается от обычной техники производства так называемых простых штукатурных работ ручным способом. Единственное отличие заключается только в поверхностной обработке лицевого цветного слоя. Дело в том, что при применении окрашенных штукатурных растворов (типа вышеуказанных) в поверхностном слое цветной штукатурки почти всегда наблюдается концентрация наиболее мелкой (дисперсной) части раствора.

 

В зависимости от скорости изменения влажности цветного слоя или от механического воздействия на него (уплотнения, затирки) концентрация дисперсной фазы в поверхностной зоне цветной штукатурки происходит неравномерно. В некоторых случаях, например при применении метода затирки, в поверхностном слое идет максимальная концентрация пигмента, и наоборот, при длительном выдерживании цветного слоя в спокойном состоянии (без механического уплотнения) на плотном, плохо всасывающем грунте происходит значительная концентрация извести. Таким образом, наружный слой цветной штукатурки всегда является наиболее насыщенным по сравнению с общей толщей лицевого слоя, причем преобладает в нем или пигмент или известь. Нами установлено, что толщина поверхностного слоя цветной штукатурки, насыщенного дисперсной фазой, в среднем колеблется от 0,2 до 0,5 мм. Учитывая это обстоятельство, в технике производства цветных штукатурен указанного состава, как правило, прибегают к так называемой циклевке или срезке поверхностного слоя штукатурки на толщину 0,2—0,5 мм, чем достигается также и фактурная обработка ее. Циклеванная поверхность штукатурки с точки зрения фактуры приближается к естественной (каменистой) поверхности песчаника. Указанный метод фактурной обработки поверхности и был применен на строительстве дома ИТР, причем процесс циклевки поверхности производился обычно через 2—4 ч. после нанесения лицевого слоя.

 

В части художественной обработки цветной штукатурки дома ИТР отметим работы по производству сграффито. Характерным для этого вида работ явилась доступность этой техники даже для лиц средней квалификации штукатура. Процесс работы по выполнению сграффито в основном сводился к нанесению двухслойной цветной штукатурки (причем оба слоя наносились в один и тот же день), к переводу на штукатурку рисунка с картонного трафарета методом припорашивания и резке верхнего слоя металлическими инструментами. Глубина верхнего слоя в разрезе обычно колебалась от 3 до 5 мм.

 

 

 

 

Производство цветной фасадной штукатурки на доме завода им. Войтовича интересовало лабораторию главным образом в части освоения работ по производству цветных штукатурок машинным способом. Основным цветом фасада по проекту намечался светложелтый (кремовый) тон, причем в отношении характера основной поверхности принята была фактура «шубы» мелкого набрызга. Однако почти с самого начала работ механический метод производства был отменен строительством ввиду затруднений, возникших с получением соответствующего оборудования. Таким образом, лаборатория вынуждена была и на этом строительстве производство работ вести ручным методом.

 

А. Штукатурка под „шубу“ основных плоскостей фасада (ручной набрызг с метелки)

 

Б. Штукатурка верхнего и нижнего поясков (под тягу)

 

Основные характеристики указанных составов, таким образом, представляются в следующем виде:

 

 

 

Производство штукатурных работ под «шубу» требует точного контроля дозировки воды. Обычно даже незначительные уклонения от дозировки воды в ту или другую сторону приводят к резкому изменению пластического состояния раствора. Малопластичный раствор, примененный для набрызга, т. е. раствор, содержащий большое количество воды, зачастую совершенно не позволяет выявить фактуру «шубы». Набрызг в этих условиях не фиксируется на поверхности штукатурки, а расплывается по ней в форме отдельных пятен. Вязкий пластичный раствор с недостаточным количеством воды, наоборот, дает хорошую фактуру набрызга крупной «шубы» и совершенно непригоден для производства мелкой «шубной» фактуры. На доме завода им. Войтовича в среднем расходные коэффициенты для воды при производстве гладкой штукатурки выражались в 200 см³ воды на 1 кг песка в растворе, без учета воды, содержащейся в известковом тесте. Для набрызга под мелкую «шубу» в среднем добавка воды к указанному раствору не превышает 20—25%. На изменение пластического состоянии раствора под набрызг сильное влияние оказывает также и грунтовой слой штукатурки. При попадании набрызга на плотный, плохо отсасывающий влагу грунт, характер шубного набрызга сильно видоизменяется. Так, при очень плотных грунтах практически даже не представляется возможным получить набрызг под мелкую «шубу». Лучшим грунтом, хорошо фиксирующим фактуру набрызга, является известковый тощий грунт с содержанием 20—25% цемента от веса вяжущего. С этой целью на доме завода им. Войтовича был применен грунт состава:

 

 

 

 

 

Вышеописанные экспериментальные работы лаборатории, проведенные в объемах, совершенно достаточных для изучения основных процессов производства, относились к выполнению работ по группе известковых малоцементных штукатурок. Работы, проведенные лабораторией на Центральном доме Наркомата обороны, преследовали цель изучения штукатурных процессов по производству многоцементных или так называемых каменных (кованых) цветных штукатурок. Основными компонентами состава этого вида штукатурок являлись пуццолановый цемент с добавкой до 20% (от веса цемента) известкового теста, минеральные пигменты и мраморная или гранитная крошка (или их смеси) в качестве основных каменных наполнителей. Не имея в виду в настоящей краткой статье детально остановиться на описании отдельных процессов этой штукатурной техники, отметим только основные принципиальные направления, принятые лабораторией в производстве многоцементных каменных штукатурок.

 

По проекту дома Наркомата обороны были приняты три основных расцветки цветных штукатурок: белая штукатурка — карниза и парапета, желтая — плоскостей фасада и серая — конвертов.

 

После предварительной проработки вопроса лаборатория взяла направление на применение в производстве означенных цветных штукатурок, в качестве основного вяжущего, пуццоланового цемента Брянского завода им. Воровского (марка — пуццолановый портланд-цемент, 30% пуццоланизации).

 

Пуццолановые цементы в наших исследованиях очень выгодно отличались от нормальных сортов портланд-цементов значительной устойчивостью их против образования белых солевых налетов свободной извести. Налеты эти особенно сильно выделяются в нормальных сортах портланд-цементов как в начальный период гидратации их, так и в последующие периоды, главным образом под влиянием воздействия атмосферных осадков. В процессе исследования было подмечено также, что выделение свободной извести в нормальных портланд-цементах особенно активно идет в окрашенных сортах его, т. е. в цветных цементах. Многие минеральные пигменты как бы активизируют процесс выделения свободной извести в цементе. Пуццоланизированные цементы, в отличие от них, этим неприятным явлениям подвержены в значительно меньшей степени. Из группы опробованных лабораторией пуццолановых цементов в отношении устойчивости к высаливанию особенно хорошо вел себя пуццолановый цемент завода им. Воровского. Учитывая эти обстоятельства, а также светлоту (белизну) пуццолановых цементов по сравнению с нормальными, мы вынуждены были признать, что наиболее подходящим цементом для производства цветных многоцементных штукатурок должен явиться пуццолановый цемент. Наряду с этим, на основе предварительных лабораторных исследований, было установлено, что для производства каменных штукатурок (под наковку) очень эффектным может явиться применение в качестве заполнителя мягких известковых (белых и цветных) крошек взамен плотного мрамора. В качестве справочного материала для лиц, работающих в области отделочной техники, приводим рецептуру цветных штукатурок, примененных Академией архитектуры на строительстве Центрального дома Наркомата обороны:

 

А. Белая штукатурка карниза и парапета

 

Б. Желтая штукатурка плоскостей фасада

 

В. Серая штукатурка конвертов

 

В указанной рецептуре мы хотели обратить внимание также на состав серой цветной штукатурки, полученной на основе цветного цемента с применением в качестве красящего вещества графита. В практике штукатурного дела до сих пор в качестве черного пигмента обычно применялись различные углеродистые материалы типа тонко молотых черных шлаков, кровельных сланцев и во многих случаях сажи.

 

Применение графита было неизвестно штукатурной технике. Между тем графит, особенно аморфные сорта его (глубоко черного цвета), при исследовании его поведения в цветных штукатурках, дал значительно лучшие показатели по сравнению с вышеприведенной группой черных пигментов. Цветные штукатурки, окрашенные молотым кровельным сланцем, сажей и даже тонко молотым шлаком, в большинстве случаев непрочно связывают эти пигменты массой вяжущего раствора. Под влиянием атмосферных осадков эти пигменты способны вымываться из поверхностных слоев штукатурки. Графит, как гидрофобный материал, а также как материал менее дисперсный, чем различные виды сажи (трудно распределяющиеся за счет высокой дисперсности в массе строительного раствора), хорошо связывается раствором и дает как бы гидрофобную (плохо смачиваемую) поверхность, обеспечивая тем самым цветную штукатурку от вымывания пигмента с поверхности.

 

Дальнейшие работы по освоению цветных штукатурок в промышленности предполагают быть продолжены академией в отношении более полного охвата цветовой и фактурной гаммы этих новых материалов и детального изучения отдельных процессов техники штукатурного дела. Этими же практическими работами над именными объектами в архитектуре с именным, всесторонне паспортизованным сырьем академия одновременно положит и начало идее паспортизации отделочных работ. Постановка вопроса в таком разрезе позволит в кратчайший срок значительно приблизить отделочную технику к строительству и архитектуре.