Керамическая реинкарнация сталинского ампира

Комплекс работ по восстановлению фасадов зданий столичной улицы Ленина потребовал консолидации усилий архитекторов, строителей, ученых и специалистов керамического производства. Этот исторический анклав отличается особенным богатством форм и убранства, выполненного в середине 50‑х годов прошлого века в советском классическом стиле – сегодня он известен под названием «сталинский ампир». Однако время и эксплуатация в агрессивных условиях современного города оказались недружелюбны к классике.

Архитектурно-декоративное оформление фасадов зданий очень насыщенное. Первые этажи по всему фронту застройки содержат ряд арок на трехчетвертных столбах, стоящих на цоколе. Цоколь и арочная часть первого этажа зданий оштукатурена терразитовым составом. Между вторым и третьим этажами проходит широкий фризовый пояс с растительно-геометрическим орнаментом. На уровне четвертого этажа имеются балконы, оформленные балюстрадами, полуциркульными нишами, лепным декором. Угловые части зданий оформлены декоративными вазами. Фасадные стены особенно насыщены декором. В их убранстве использованы пилястры с капителями, скульптура, карнизы, лепнина.

Над главным карнизом располагается ограждение крыши – балюстрада, состоящая из облицованных керамическими плитами столбов, балок и керамических элементов – балясин и декоративных шишек.

Хотя с момента возведения зданий прошло более полувека, внешний вид фасадов зданий по улице Ленина по-прежнему был привлекательным и выделялся своей неповторимостью на фоне соседних объектов. До проведения реконструкции фасады сохранились в удовлетворительном функциональном состоянии, однако значительная часть элементов фасадов и особенно балюстрады были разрушены как под воздействием окружающей среды, так и механическим путем при установке реклам и проводок и подлежали восстановлению. В значительной степени был разрушен поясок плит, находящийся под фризом (уровень третьего-четвертого этажей), балясины балюстрады, пилястры, пинакли, лепной декор, обрамляющий балконы.

При выполнении ремонтно-реставрационных работ комплекса зданий № 2–8 по улице Ленина специалисты УП «Минскреставрация» столкнулись с проблемой восстановления разрушенных керамических элементов фасадов зданий, поскольку в республике не было предприятий, специализирующихся на изготовлении архитектурно-фасадной керамики. Сложность заключалась также в том, что для реставрации были необходимы более 100 типов плит и элементов, в том числе рядовые, угловые, карнизные, консольные, фризовые и другие.

Для выполнения реставрационных работ потребовались:

• оценка состояния элементов фасадов зданий;
• установление количества разрушенных элементов;
• проектирование рабочих чертежей изделий;
• разработка составов масс и технологии изготовления изделий;
• выбор возможного предприятия-изготовителя;
• моделирование и изготовление изделий различных типоразмеров;
• освоение технологии изготовления и выпуск опытных и серийных образцов;
• проведение демонтажа и крепления элементов фасада зданий.

Изначально следовало выявить причину разрушения ряда керамических элементов фасада, так как терракота, применяемая в качестве облицовочного материала, является весьма долговечным материалом и должна эксплуатироваться без разрушения гораздо более длительные сроки, чем 50–60 лет.

Специалистами УП «Минскреставрация» и учеными кафедры технологии стекла и керамики УО «Белорусский государственный технологический университет» проведена качественная оценка состояния керамических облицовочных и декоративных материалов.

Все обследованные изделия классифицированы по группам в зависимости от характера и степени их разрушения. Оценивался внешний вид изделий и характер разрушения, исследовались основные физико-химические свойства (водопоглощение, открытая пористость и кажущаяся плотность), структура и текстура.

Значительная часть балясин характеризовалась разрушением поверхностного слоя вследствие физической коррозии, обусловленной вымыванием, выветриванием и вымораживанием.

Отдельные стенки изделий утончены до 1–2 мм. Наблюдалось обнажение зерен шамота размером 2–5 мм. Разрушение носило раковистый характер, что может быть обусловлено неоднородностью керамической массы, использованной для изготовления изделий, и недостаточной степенью ее уплотнения при формовке. Указанные разрушения наблюдались в основном на изделиях, установленных на балюстраде дома № 5.

Для множества балясин, пинаклей и шишек было характерно наличие сильно развитых замыкающихся, витиеватых, значительно загрязненных трещин, обусловленных наличием явных пустотных участков, вызванных недостаточным уплотнением массы при формовании и присутствием воздушных пустот. Наблюдались сквозные трещины толщиной 0,5–15 мм расположенные хаотично. Стенки неодинаковые по толщине в одной плоскости, а также неравномерные по цвету, что может быть связано с перепадом температуры по сечению канала печи во время обжига изделий.

Данный тип разрушений встречался на абсолютном большинстве изделий, установленных на балюстрадах реставрируемых зданий.

 

Особую группу представляли изделия достаточно плотные, однородные, без видимых следов разрушений, на поверхности которых имелись участки коррозии глубиной 1–2 мм и диаметром 10–30 мм в виде отколов поверхностного слоя различных периодов разрушений. Эти дефекты, вероятно, вызваны воздействием внешних факторов – погодных условий, а также присутствием карбонатных включений в формовочной массе и образованием в процессе эксплуатации изделий «дутиков». Карбонатные включения, попавшие в массу, при обжиге образовывали оксид кальция, который уже в изделиях при насыщении их водой, увеличивается в объеме до 2,5 раз, вызывая появление внутренних напряжений и, как следствие, разрушение в виде вырывов, сколов и выбоин.

В целом обжиг большинства изделий был достаточно равномерный. При скалывании черепка окраска в глубине образцов более темная, чем на поверхности, и неодинаковая у различных образцов. В исследованных изделиях присутствуют поры, вызванные неравномерностью формовки, однако разрушения по ним не наблюдались.

Данный тип разрушений встречался на балюстраде дома № 6.

Группа изделий в виде плит и балясин характеризовалась шелушением и отслоением отдельных участков. Вероятной причиной разрушения в данном случае является недожег изделий (недостаточно высокая температура обжига), проявляющийся в снижении морозостойкости керамики. Подтверждением этому являются высокие значения водопоглощения (15,8–16,5 %) и открытой пористости (30–32,8 %), а также менее интенсивная окраска. Более высокие значения водопоглощения наблюдались только у изделий первой группы с полным разрушением лицевой поверхности.

Значительная часть изделий, преимущественно балясины, характеризовалась наличием вертикальных трещин толщиной от 0,5 до 10 мм, расположенных симметрично друг другу. Эти трещины находились в местах соединения составных частей изделий и, как правило, развивались от их края к середине.

Это связано с тем, что изготовление крупногабаритных изделий, таких как балясины, шишки, пинакли, предполагало формование отдельных составных частей с последующим их соединением перед обжигом с помощью керамических шликеров. Вероятно, воздействие внешних факторов – попадание влаги, попеременное замораживание-оттаивание привели к возникновению дополнительных разрушающих усилий, которые разрывали изделия изнутри по месту соединения составных частей.

Такие разрушения типичны для изделий, установленных на балюстрадах всех зданий по улице Ленина, и встречаются как самостоятельно, так и в сочетании с другими отмеченными ранее дефектами.

Анализ степени и характера разрушения элементов фасадов реставрируемых зданий позволяет отметить следующее.

Анализируя структуру и текстуру элементов фасадов зданий, следует отметить, что помимо природно-климатического фактора на степень разрушения в значительной степени повлияло некачественное формование изделий методом ручной набивки в гипсовые формы.

После оценки функционального состояния элементов фасадов зданий перед сотрудниками кафедры технологии стекла и керамики Белорусского государственного технологического университета стояла задача разработать составы керамической массы и технологию изготовления керамических материалов для проведения реставрационных работ. Был исследован ряд составов керамических масс на основе белорусского и украинского глинистого сырья, установлено оптимальное сочетание пластичных и отощающих компонентов, подобрана цветовая гамма керамических материалов путем сочетания глин различного химико-минералогического состава. В исследовании приняли участие, кроме авторов статьи, ведущие специалисты кафедры: профессор, доктор технических наук И. Пищ; доцент, кандидат технических наук Е. Дятлова; старший преподаватель, кандидат технических наук Ю. Климош, а также ряд молодых ученых и аспирантов.

В качестве предприятия-изготовителя керамических материалов для реставрационных работ было выбрано унитарное предприятие «Комбинат декоративно-прикладного искусства им. А.М. Кищенко» (Борисов), специализирующееся на выпуске керамических изделий декоративного и хозяйственного назначения.

Для разработки технологических рекомендаций по реставрации фасадов зданий № 2–8 по улице Ленина, определения состава реставрационных и отделочных материалов самым активным образом участвовали специалисты УП «Проектреставрация»: научный руководитель объекта В. Глинник, архитекторы В. Старостин, Ю. Уткин, Н. Гилеп, Е. Матвеева; инженер-конструктор С. Кузнецова, специалисты сектора физико-химических исследований Л. Усоская, Н. Кожух и другие. Ими были предложены методики очистки фасадов зданий от поверхностных загрязнений, восполнения сколов и укрепления деструктированной поверхности керамической плитки.

При проведении реставрационных работ проектировщиками были приняты решения, преду­сматривающие надежную гидроизоляцию зданий, ремонт водосточных систем, замену полностью разрушенных, потерявших лицевую поверхность элементов изготовленными на УП «Комбинат декоративно-прикладного искусства им. А.М. Кищенко» керамическими плитами и декоративными элементами. При восполнении отдельных частей плиток, сколов, трещин, отверстий для увеличения срока службы элементов фасада применены высококачественные материалы и растворы фирмы Remmers максимально приближенные по цветовым и техническим параметрам к цвету и характеристикам облицовочных и декоративных элементов на главном фасаде зданий.

Специалистами БГТУ для получения изделий фасадной керамики стабильной окраски заданного цвета с высокими технико-эксплуатационными характеристиками предложено следующее глинистое сырье Украины: огнеупорная беложгущаяся глина новорайского месторождения марки ДНПК (Донецкая область, Константиновский район) и тугоплавкая красножгущаяся глина никифоровского месторождения (Донецкая область, Славянский район) и каолин просяновский марки КН‑83 (Днепропетровская область, Покровский район). Указанное выше сырье применялось в сочетании с красножгущейся глиной Республики Беларусь месторождения «Городное» (Брестская область, Столинский район).

Для повышения механической прочности и морозостойкости готовых изделий, улучшения сушильных свойств, снижения воздушной и общей усадки массы использовался алюмосиликатный шамот фракции 0,25–3 мм в количестве 30–50 %.

Изготовление керамических образцов осуществляли методом пластического формования с подготовкой массы по сухому способу. Отформованные изделия подвяливались в естественных условиях с последующей сушкой при температуре 100^оС до постоянной массы. Обжигались образцы в электрической печи в диапазоне температур от 1050 до 1200^оС в зависимости от огнеупорности глин, входящих в состав массы.

Цветовая гамма образцов, полученных на основе различного сочетания красножгущихся и беложгущихся глин, представлена широкой палитрой цветов. Преобладающими были тона от светло-красно-коричневых и рыже-коричневых до темно-коричневых и шоколадных с различными оттенками, яркостью и насыщенностью тона. Цвет материалов зависел от температуры обжига, концентрации красящих оксидов.

Морозостойкость керамических изделий, испытанных в условиях унитарного предприятия «Научно-исследовательский институт строительных материалов» (Минск), составляло более 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания без признаков разрушения. Технологический процесс получения керамических масс для изготовления изделий фасадной керамики заключается в приготовлении алюмосиликатного шамота заданного зернового состава, а также порошков глины «Городное» и шихты огнеупорной новорайской глины марки ДНПК и каолина просяновского. Высушенная в сушильном барабане глина месторождения «Городное» измельчалась в дезинтеграторе. Для получения порошка огнеупорной глины марки ДНПК и каолина просяновского осуществляли их роспуск в бассейне с пропеллерной мешалкой с добавлением смеси электролитов – жидкого стекла и триполифосфата натрия в количестве 0,2 % каждого. Далее полученная суспензия обезвоживалась в башенной распылительной сушилке до влажности порошка 6–8 %. Смешивание сухих глинопорошков и шамота в заданном соотношении осуществлялось в двухвальном смесителе с последующим доувлажнением до 18–20 %. Уплотнение и формование валюшки производилось в вакуум-прессе. Формование полуфабрикатов изделий производилось в гипсовых формах по шаблону из пластических масс при влажности 18–20 %. Изделия крупной формы и сложной конфигурации изготавливались набивкой в гипсовые формы «внатир». При формовании полых изделий производилась набивка отдельных частей гипсовой формы с последующей сборкой составляющих ее частей и доработкой мест стыка полуфабриката изделий.

Изготовленные в промышленных условиях образцы характеризовались механической прочностью при сжатии и изгибе соответственно 29,1–34,8 и 7,1–11,4 МПа, водопоглощением 9–11 %, общей усадкой 6,9 %, морозостойкостью более 100 циклов.

Реставрационные работы по восстановлению фасадов зданий успешно завершены и накопленный опыт специалистов‑реставраторов, разработчиков и изготовителей керамических материалов может найти свое продолжение.

Архитектурно-декоративные изделия и технология их изготовления демонстрировались на выставке IX Московского международного салона инвестиций и инноваций, где удостоены бронзовой медали.

Иван ЛЕВИЦКИЙ, профессор, д. т.н.,

Юрий ПАВЛЮКЕВИЧ, доцент, к. т.н, Белорусский государственный технологический университет