В процессе эксплуатации природные каменные материалы подвергаются негативному воздействию атмосферных осадков, газов и пыли, находящейся в воздухе. Вредное влияние на них оказывают также переменное увлажнение и высыхание, действие на увлажненные материалы отрицательных температур. Приведенные факторы сокращают сроки службы строительных материалов, при этом страдают их декоративные качества.
Особенно быстро ухудшаются свойства пористых белых каменных материалов, применяемых для наружной облицовки (пильных известняков, ракушечников, опок).
Многие пористые материалы вследствие большого водопоглощения редко применяются в строительстве, поэтому защита пористых строительных материалов от атмосферных влияний является очень важной задачей.
Причинами ухудшения свойств каменных конструкций могут быть физическое и химическое выветривание, биологическое разрушение и загрязнение.
К физическому выветриванию может привести вода, проникающая в трещины и поры камней, которая замерзает и постепенно разрушает камень, а также частое нагревание и охлаждение камня летом. Особенно быстро разрушаются от этих причин порфировидные и крупнозернистые породы.
Одно из главных требований к камню – это его долговечность в сооружениях, которая определяется, прежде всего, его механической прочностью и устойчивостью к выветриванию.
Прочность на сжатие в мегапаскалях:
Гранит – до 250
Песчаник и кварцит до 200
Мрамор разный от 180 до 100
Травертин до 75
Известняк разный от 200 до 25.
Долговечность гранитных изделий определяется примерно сроком 500 лет, песчаниковых – 100 лет.
Причины разрушения камня: механические воздействия, физическое выветривание, химические реакция камня с загазованной атмосферой и химически активными водами, поверхностные загрязнения и активные действия человека.
Механические воздействия приводят к приоткрыванию природных и образованию новых трещин в камне. Одним из видов механических воздействий выступают неравномерные нагрузки. Особый вид механических повреждений – это напряжения и вызываемые ими трещины в камне вокруг заглубленных в него железных и чугунных креплений оград, решеток и кронштейнов.
На стойкость камня очень вредно влияет ударный способ обработки поверхности облицовочных плит.
К механическим явлениям можно отнести образование выбоин, например, от осколков снарядов и бомб. Кроме того, к подобного рода явлениям можно причислить и пробоины в камне для крепления вывесок, фонарей.
Физическое выветривание приводит к растрескиванию, отшелушиванию и осыпанию камня. Наиболее известное разрушение камня такого рода – это вертикальные извивающиеся трещины на Александровской колонне. В 1963 г., к моменту реставрации, их было около 100 от нескольких сантиметров до 4.5 метров.
Ширина такого разрушения составляла до 6 мм, а сами трещины были неглубокими. Первые сообщения об этих трещинах относятся к 1836 году. Первые трещины могли появиться вследствие разгрузки напряжений при извлечении монолита из недр.
