В России разработали технологическое решение для усиления кирпичных стен исторических зданий с помощью полимерных составов. Метод позволяет проводить работы в труднодоступных местах, обходиться без высокотемпературных процессов и не использовать массивный штукатурный слой для скрытия элементов усиления. Кроме того, технология потенциально дает возможность создавать проемы в кирпичных стенах без стальных перемычек и выполнять силовые пояса без масштабных демонтажных работ. Автор идеи — студент Санкт-Петербургского государственного аграрного университета — вдохновлялся архитектурой города на Неве и желанием снизить аварийность домов с историей. Подробнее — в материале «Известий».

Новый метод укрепления исторических зданий

Кирпичные стены исторических зданий постепенно теряют прочность под воздействием влаги, перепадов температур и других факторов. При реставрации важно не только сохранить их внешний вид, но и восстановить несущую способность. Традиционные методы усиления при этом нередко требуют установки дополнительных металлических или железобетонных элементов, увеличивают толщину конструкции или заметно меняют облик стены.

Фото: Личный архив Ильи Русакова Усиление кирпичной стены методом стальной обоймы

Студент направления подготовки «Строительство» Института строительства, природообустройства и ландшафтной архитектуры СПбГАУ Илья Русаков предложил укреплять существующую кирпичную кладку путем ее насыщения ремонтными составами на основе полимеров.

Для этого в стене выполняются небольшие отверстия — шпуры, в которые устанавливаются патрубки — короткие отрезки трубы. Через них полимерный состав поступает внутрь кладки и насыщает ее под атмосферным давлением. Такой подход отличается от традиционного метода, при котором ремонтный состав нагнетается в стену под давлением, что может создавать дополнительную нагрузку на уже ослабленную конструкцию.

— Идея проекта появилась из интереса к архитектуре Петербурга. Когда я начал учиться, стал обращать внимание не только на красоту исторических зданий, но и на их состояние. Некоторые объекты невозможно полноценно использовать или посещать из-за аварийности, и мне стало интересно, можно ли предложить способ усиления стен, который не будет серьезно менять их внешний вид. После первого курса я обсудил эту идею с научным руководителем, и постепенно она превратилась в полноценный исследовательский проект, — рассказал Илья Русаков.

Фото: Личный архив Ильи Русакова Илья Русаков студент направления подготовки «Строительство» Института строительства, природообустройства и ландшафтной архитектуры СПбГАУ

Во время работы были проанализированы существующие методы усиления кирпичных стен. Например, стальные обоймы позволяют повысить прочность кладки, однако после их установки требуется более толстый штукатурный слой. Железобетонная рубашка увеличивает массу конструкции и в отдельных случаях может потребовать дополнительного усиления фундамента. Использование наружных полимерных лент также способно повлиять на внешний облик исторической стены.

Перспективы нового метода

Разработанное решение позволяет проводить усиление в труднодоступных местах, обходиться без высокотемпературных процессов и не требует устройства массивного штукатурного слоя для скрытия элементов усиления. Кроме того, технология потенциально позволяет создавать проемы в кирпичных стенах без применения стальных перемычек и выполнять силовые пояса без масштабных демонтажных работ.

Метод может быть интересен для укрепления поверхности стен. При этом стоит учитывать, что полимерные составы отличаются по характеристикам от строительных смесей и камня, рассказал «Известиям» директор Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» МГТУ им. Н.Э. Баумана Евгений Александров.

Фото: Личный архив Ильи Русакова Метод инъектирования ремонтных составов в шпуры

— Срок службы полимеров обычно не превышает 50 лет: постепенно происходит их деградация или деполимеризация. Керамические материалы при этом могут служить веками. Прочность на сжатие у бетона и кирпича значительно выше, чем у полимеров, тогда как у последних выше прочность на растяжение. Поэтому полимерные составы лучше не использовать для усиления конструкционных элементов, работающих под сжимающей нагрузкой. Они больше подходят для предотвращения расползания кладки и отслоения поверхностных слоев, то есть для поперечного армирования, — сказал ученый.

Также следует выбирать составы с хорошей адгезией к кирпичу и строительным смесям, близким коэффициентом линейного термического расширения, высокой влагостойкостью, морозостойкостью и устойчивостью к циклическим температурным воздействиям, добавил он.

За последние 40 лет в реставрации произошли значительные изменения, однако главный принцип научной реставрации остается неизменным: каждый объект индивидуален, рассказал архитектор-реставратор, член Союза московских архитекторов Сергей Карташов. По его словам, если сравнивать реставрацию с медициной, то в последней существуют проверенные принципы лечения различных заболеваний, которые часто повторяются. В реставрации же специалисты работают с повреждениями, которые редко бывают одинаковыми и зависят от климата, местоположения и условий эксплуатации объекта. Поэтому решения необходимо принимать индивидуально.

Фото: Личный архив Ильи Русакова Принцип работы

— Применение одной и той же технологии, например инъектирования, не всегда дает ожидаемый результат: деформация может продолжиться в другом, более крупном масштабе. Кроме того, в Венецианской хартии — Международной хартии по консервации и реставрации памятников и достопримечательных мест — зафиксировано, что одним из наиболее ценных элементов памятника архитектуры является материал, из которого он создан. Поэтому, прежде чем заменять один материал другим, нужно хорошо подумать, — сказал он.

Новые материалы должны пройти тщательную апробацию, чтобы специалисты могли оценить, как они поведут себя в долгосрочной перспективе, в том числе через 20 лет, подытожил эксперт. По его словам, все методики должны быть щадящими и оставлять возможность последующим поколениям провести реставрацию памятника, если они найдут более эффективное решение.