В.В. КРИВЕНКО, Д.В. ОВЧИНИНСКИЙ, М.Г. ВЫПОВ, А.Ф. БУРЬЯНОВ, ВНИИСТРОМ им. П.П. Будникова (п. Красково, Московская область)

В статье описывается принципиальная схема и технология производства машинным путем оселкового мрамора такого же декоративного качества, но при значительно улучшенных физико-механических свойствах такого материала.

Оселковый мрамор – издревле известный отделочный материал на основе гипсового вяжущего, имитирующий чаще всего мрамор. Дефицит и дороговизна натурального камня вызвали использование этого материала в XVI–XX вв. повсеместно в России и Европе для отделки частных и общественных сооружений. В СССР до середины 1950-х гг. оселковый мрамор был официальным отделочным материалом: на него существовали СНиПы, а в ПТУ преподавали профессию «штукатур-мраморщик». Этот период закончился с момента выхода постановления ЦК КПСС от 04.11.1955 г. «Об устранении излишеств в проектировании и строительстве», где оселковый мрамор был упомянут в числе дорогостоящих отделочных материалов.

Другой причиной, определяющей моду на оселковый мрамор, было желание архитекторов декорировать большие площади стен и объемы колонн в едином колористическом и структурном стиле, что при использовании натурального мрамора реализовать очень сложно.

Экономический успех общества или его имперские амбиции всегда возрождают моду на оселковый мрамор.

В настоящее время технология бесшовной штукатурки почти не применяется и представляет интерес только в порядке исторического обзора. В современном производстве оптимальным вариантом считается формование плит из оселкового мрамора.

Канелированные колонны производят исключительно путем набивки в пластичные формы с жестким кожухом. Для изготовления круглых колонн небольшого размера некоторые производители используют токарные станки.

Доля ручного труда в таком производстве очень велика, что определяет высокую стоимость изделий (1). Высокую стоимость поддерживает и большой расход материала: согласно СНиП 15-20 общая масса материалов составит 90 кг/м 2 (с учетом воды затворения), прочность будет соответствовать марке гипса Г3, а стоимость материалов в текущих ценах составит 2–2,5 тыс. руб.

В разные времена предпринимались попытки индустриализовать производство плит из оселкового мрамора (2, 3) или мраморовидных гипсовых плит (4). По разным причинам эти производства существовали недолго, и массовое производство оселкового мрамора не получило развития, хотя научно-техническая база производства была создана. Исключением является произведенный на кирпичном заводе в Павловске-на-Неве искусственный мрамор в плитах, который использован при строительстве станции метро «Площадь Мужества» (г. Ленинград) в 1975 г .

Оценка объема рынка и взвешенный подход к определению ассортимента и цен позволяют оценить машинное производство оселкового мрамора как перспективную и свободную нишу (1).

Технические задачи машинного производства рождают необходимость адаптации к ним приемов ручного производства. Вопрос состоит из трех частей: подготовка материала, художественное решение и организация производства.

Нами проделана работа по созданию высокопрочного материала путем уплотнения (заявка № 2008105809/03 (006299) от 15.02.2008).

Согласно этой технологии уплотнению подлежит система агломератов. Представление о числе частей массы агломератов, их объемных долях, величине и окраске формируется из анализа рисунка природного камня и выражается в рецептуре, на основе которой составляется простой алгоритм для производства. Для удобства он оформляется в виде технологической ведомости, где рассчитаны количества вяжущего и пигментов на один цикл работы. При достаточной площади удобно приготовлять и хранить цветные премиксы в виде сухой смеси с другими модификаторами.

Рисунок камня лучше проявляется при использовании строительного гипса Г6-7 грубого помола. Гипс должен быть свежеобожженным и удовлетворять требованиям ГОСТ 125-79.

Водогипсовое отношение основной массы агломератов составляет 0,2-0,27, у жидких примазок в/г = 0,4.

Для уменьшения в/г использовали суперпластификатор MelmentF15G. В качестве замедлителя использовали Plastretard PE, для увеличения прочности - стирол-акриловую дисперсию и армирующие волокна, для получения гидрофобных свойств - объемный гидрофобизатор.

Для окраски можно использовать хорошо зарекомендовавшие себя для гипсовых систем неорганические пигменты:

а) черный и серый - сажа, чернь, перекись марганца;

б) желтый - охра, сиена, цинковая желтая, стронциановая желтая, ганза желтый (ганза гель);

в) коричневый - умбра, сурик;

г) красный - мумия, черлядь, искусственная киноварь (литоль-шарлах), некоторые ализариновые лаки;

д) синий - ультрамарин, кобальт;

е) зеленый - окись хрома, пигмент зеленый (каменноугольный лак);

ж) белый – титановые белила.

Кроме указанных щелочеустойчивых красок в гипсовом мраморе допустимы и другие. Так, например, широко применяются: берлинская лазурь, хромовая (свинцовая) зелень, кроны всех оттенков и др.

При выборе органических пигментов нужно следить за их щелочестойкостью и светоустойчивостью, которая должна составлять 7-8 по стандартной шкале.

Пигменты - как неорганические, так и особенно органические - лучше всего приобретать у ведущих производителей США и Европы.

Некоторые вопросы окрашивания гипса рассмотрены в работе (5).

Модификаторы гипса и пигменты перемешиваются с вяжущим с помощью растворосмесителя принудительного типа.

Дисперсия и гидрофобизатор вносятся в воду затворения при активном перемешивании. Затворяют отдельно каждую часть окрашенного премикса заданным по технологии количеством воды, перемешивают получившиеся куски теста друг с другом в произвольном порядке, добавляют жидкую примазку для создания прожилок и раскладывают эту смесь в пресс-формы в количестве, которое после уплотнения будет соответствовать плотности 1,8-1,9 г/см 3.

В результате использованных приемов удалось получить гипсовое тесто следующих характеристик:

Водогипсовое отношение 0,2–0,27

Время переработки до 180 мин.

Пластичность заданная в зависимости от задачи

Уплотнение можно проводить как трамбовкой, так и гидравлическим прессом. После уплотнения вода перераспределяется по объему равномерно, и исчезает такой дефект оселкового мрамора, как растрескивание.

Характеристики получаемого гипсового камня в зависимости от соотношения модификаторов следующие:

Прочность на сжатие 30–70 МПа

Прочность на растяжение 30–35 МПа

Плотность 1,8–1,9 г/см 3

Водопоглощение менее 1%

Свойства материала, полученного трамбованием и машинным уплотнением, сходны, но лучшие характеристики показывает материал, произведенный машинным прессованием.

Материал соответствует техническому заданию, а именно – получению имитаций мрамора, близких по свойствам к натуральному камню. По ряду показателей они отвечают требованиям ГОСТ 9479-98.

Изготовленный таким способом материал полностью соответствует задаче художественного решения, а именно – изготовления копий натуральных камней. При точном подборе пигментов, правильном размещении агломератов и примазок в формах возможно копировать любой сорт натурального камня. Нами разработаны алгоритмы производства малахита, лазурита (стоимость панелей из натурального камня $5000/м 2) и исчезнувшего из-за исчерпания рудника грузинского мрамора «шроша», широко использовавшегося в 1930-е годы при строительстве Москвы.

Если говорить о проблеме декоративности вообще, то на фоне общего скромного художественного решения существуют настоящие мастера искусственного камня.

В то же время можно производить оселковый мрамор такого же декоративного качества машинным путем, при этом физико-механические свойства такого материала будут значительно лучше.

Принципиальная схема производства выглядит следующим образом:

Подпись: ПУНКТ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СУХОЙ СМЕСИ

Используется смеситель принудительного типа

 

 

Подпись: РАСТВОРНЫЙ УЗЕЛ

Используется смеситель принудительного типа

 

 

Подпись: УПЛОТНЕНИЕ Используются механические прессы или ручные

приспособления

 

 

Подпись: РАСПИЛИВАНИЕ И КАЛИБРОВКА ПЛИТ

Используются камнерезные станки

 

 

Подпись: ШЛИФОВКА И ПОЛИРОВКА ПЛИТ

Используются шлифовально-калибровочные станки

Производимый в блоках материал распиливают на плиты, которые хорошо полируются до зеркального блеска.

Плиты крепятся к стене клеем, модифицированным для гидрофобного гипса.

Библиографический список:

1. Кривенко В.В., Овчининский Д.В., Вайнштейн М.М., Бурьянов А.Ф., Гончаров Ю.А. // Оселковый мрамор; древние традиции и современные технологии. Строительные материалы, 2008, № 8, с. 16-18.

2. Элинзон М.П. Отделочный высокопрочный гипс в архитектуре. Издательство Академии архитектуры СССР, Москва, 1940.

3. Элинзон М.П. Искусственный брекчиевидный мрамор заводского производства. Издательство Академии архитектуры СССР, Москва, 1940.

4. Стеканов Д.И. Технология гипсовых прессованных облицовочных плит. Дисс… канд. техн. наук. Красково, 1985.

5. Кузьмина В.П. // Цвет композиционных материалов // Строительные материалы, 2008, № 2