Обзор методики биологической обработки кирпичной кладки



Целью работы является анализ способов санации кирпичной кладки объектов культурного наследия и разработка предложений по их совершенствованию.

Ключевые слова: санация кирпичной кладки, реставрационные работы, биоцидная обработка.

Объектом обследования являются объекты культурного наследия — здания и сооружения Федоровского городка, г. Пушкин. Федоровский городок — комплекс зданий, построенный в неорусском стиле по приказу императора Николая П в Царском Селе Санкт-Петербурга.

В настоящее время труппа компаний «ГЕОИЗОЛ» выполняет реставрационные работы по объектам комплекса (начало работ — 2016 год, окончание работ — 2025 год), где автор в качестве инженера производственно-технического отдела участвует в организации работ по санации кирпичной кладки объектов культурного наследия — здания и сооружения Федоровского городка, г. Пушкин.

Состояние кирпичной кладки объектов комплекса до началапроведения реставрационных работ характеризовалось как крайне неблагоприятное и требующее незамедлительной реставрации.

На рис. 1–3 приведены примеры состояния наружной кирпичной кладки объектов комплекса.

Рис. 1. Состояние наружной кирпичной кладки башни Н, Федоровский городок, 2017 г. (фото из открытых источников)	Рис. 2. Состояние наружной кирпичной кладки Розовой и Трапезной палат, Федоровский городок, 2017 г.
Рис. 3. Биологические повреждения исторической штукатурки сводов, Федоровский Городок, город Пушкин, 2020 г. (фото автора)

Как наружные, так и внутренние поверхности стен требовали устранения повреждений, в первую очередь санации.

Санация в контексте данной работы будет рассматриваться со следующей точки зрения: к повреждениям кирпичной кладки, подлежащими санации, относятся только биологические повреждения, вызванные различными видами микроорганизмов, плесени, грибков и бактерий, которые могут привести к разрушению кладки и других строительных элементов.

Для борьбы с этими повреждениями используются различные методы, включая химические (биоцидные препараты) и физические (УФ-облучение и др.) [1–7]. Наиболее эффективными методами борьбы с биоповреждениями являются методы на основе применения биоцидных препаратов. Технология применения этих препаратов зависит от степени биологического повреждения строительной конструкции, как механического, так и биологического.

В современных условиях для выполнения комплекса реставрационных работ на кирпичной кладке применяют следующий порядок действий:

1. Воздушно-абразивная очистка кладки — процесс удаления загрязнений и поверхностных слоев с помощью смеси сжатого воздуха и абразивных материалов. Этот метод очистки используется для удаления старого лакокрасочного покрытия, ржавчины, бетонных остатков и других загрязнений с поверхности из кирпича, камня, бетона и других материалов (рис. 4).

Процесс воздушно-абразивной очистки кладки выполняется с помощью специального оборудования, например, пескоструйной машины или пневматического пистолета. Очищающая смесь, состоящая из сжатого воздуха и абразивных материалов, например, песка, стеклянных гранул или керамических шариков, подается под давлением на загрязненную поверхность. При контакте с поверхностью абразивные частицы снимают загрязнения и старое покрытие, оставляя чистую и готовую к дальнейшей обработке поверхность.

Преимущества воздушно-абразивной очистки кладки включают возможность удаления различных типов загрязнений, повышение адгезии нового покрытия к поверхности, улучшение внешнего вида и продление срока службы поверхности. Однако этот метод очистки также имеет некоторые недостатки, такие как возможность повреждения поверхности из-за слишком высокого давления или использования неподходящих абразивных материалов, а также создание пыли и шума во время процесса.

Рис. 4. Воздушно-абразивная очистка кладки Федоровский городок, город Пушкин, 2022 год. Фото автора	Рис. 5. Механическая очистка кладки Федоровский городок, город Пушкин, 2022 год. Фото автора

2. Механическая очистка кладки — это процесс удаления загрязнений и старого штукатурного слоя с поверхности кирпичей с использованием механических инструментов и оборудования. (рис. 5).

Для механической очистки кирпичной кладки можно использовать следующие инструменты:

Шлифовальные машины — могут быть электрическими или пневматическими. Их используют для удаления старого штукатурного слоя и придания поверхности кирпичей более гладкого вида.

Дрели с насадкой-щеткой — такие насадки имеют жесткие щетки, которые помогают удалить загрязнения с поверхности кирпичей. Это хороший способ удаления пыли и грязи.

Металлические щетки и скребки — простые инструменты, которые также могут использоваться для удаления старого штукатурного слоя и загрязнений.

Перед началом механической очистки кирпичной кладки необходимо принять меры предосторожности, такие как ношение средств индивидуальной защиты, включая защитные очки и маску для лица, чтобы защититься от пыли и отслоившихся кирпичных частиц. Также следует убедиться, что поврежденные кирпичи заменены перед очисткой.

3. Биоцидная обработка — является процедурой, которая используется для уничтожения микроорганизмов, грибков и вредителей, которые могут проникать и размножаться в структуре кирпичных стен (рис. 6).

Для биоцидной обработки кирпичной кладки могут применяться различные химические препараты, которые обладают антимикробными свойствами. Эти препараты обычно распыляются или наносятся на поверхность стен специальными спреями, кистями или валиками.

Рис. 6. Биоцидная обработка вновь возведенного ложного свода, Федоровский городок, город Пушкин, 2023 год	Рис. 7. Промывка кирпичной кладки водой после проведения биоцидной обработки Федоровский городок, город Пушкин,2021 г.

Биоцидная обработка кирпичной кладки может проводиться как на уже существующих стенах, так и на новых строительных объектах перед их вводом в эксплуатацию. Эта процедура помогает улучшить гигиенические и санитарные условия в помещениях, а также снизить риск заболеваний, связанных с проникновением микроорганизмов и грибков в наш организм.

4. Финишная обработка кирпичных стен. Заключается в смывании биоцидного реагента и, возможно, нанесение защитного покрытия (рис. 7).

Выбор биоцидного препарата

Для эффективной санации кирпичной кладки необходимо выбрать подходящий биоцид, который будет эффективным против биологических организмов, но при этом безопасным для человеческого здоровья и окружающей среды. Учитывать нужно также состав исторического кирпича и раствора. Технология санации включает следующие этапы работ.

Для эффективной биоцидной обработки необходимо покрыть всю поверхность кирпичной кладки, включая труднодоступные места, такие как углы, швы и щели. Это может быть сложно при работе на высоте или в труднодоступных местах.

Эффективность биоцидной обработки зависит от времени воздействия биоцида на биологические организмы. Некоторые биоциды требуют длительного времени воздействия, что может затянуть процесс обработки и создать неудобства для проведения последующих видов работ.

Повторные обработки. В зависимости от степени зараженности кирпичной кладки биологическими организмами, может потребоваться несколько повторных обработок. Это может быть затруднительно из-за необходимости обеспечения доступа к обрабатываемой поверхности и времени для проведения дополнительных работ.

Наиболее подходящим биоцидным препаратом, по мнению автора, является препарат на основе активного хлора, а именно раствор гипохлорита натрия [7], получаемый на месте из раствора соли при помощи электролиза на установке «Мембранный генератор гипохлорита натрия» [8]. Такой препарат характеризуется пролонгированным действием, минимальной эмиссией молекулярного хлора, долгое время сохраняет бактерицидные свойства и может быть получен на месте применения. Также к числу его преимуществ относится то, что после окисления препарат не содержит вредных для окружающей среды веществ.

Выводы

1. Санация кирпичной кладки является важным этапом при проведении реставрационных работ. В данной работе предложена технология проведения работ по санации кирпичной кладки на основе анализа выполнения работ по реставрации Федоровского городка, где была необходима санация кирпичной кладки.
2. Санация кирпичной кладки включает в себя несколько этапов, однако основным является устранение биологических повреждений.
3. Для успешной санации кирпичной кладки необходимо провести анализ состояния кладки, определить причины повреждений, степень биоповреждения кладки и выбрать соответствующие биоцидные препараты и технологии для восстановления кирпичной кладки.
4. В данной работе предлагается при проведении реставрационных работ применять в качестве биоцидных препаратов получаемый на месте гипохлорит натрия, как наиболее устойчивая форма активного хлора с длительным эффектом последействия.
5. Предложения по технологическим режимам санации кирпичной кладки частично использованы при реставрация Федоровского городка, что является примером успешного проведения санации кирпичной кладки и подчеркивает важность таких работ для сохранения объектов культурного наследия.

Литература:

1. Сидорова В. В. Реконструкция и реставрация объектов культурного наследия. Крымский федеральный университет имени В. И. Вернадского, Академия строительства и архитектуры, ООО «Бук», 2018 год. С.3–5.
2. Старцев С. А. Микологическое обследование здания на примере храма в деревне Пенино. В журнале Строительство уникальных зданий и сооружений, Учредители: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, ПНИПКУ «ВЕНЧУР», Санкт-Петербург, 2014 год. С.44–55.
3. Шинаев С. Я. Методические рекомендации. Раздел VI, Биоцидная обработка конструкций памятников истории и культуры от разрушений микроорганизмами и растительностью. Минестерство культуры РСФСР, Москва 1989 год.
4. Шилин А. А. Кирпичные и каменные конструкции. Повреждения и ремонт., издательство московского государственного горного университета, 2009г.
5. Козачек В. Г., Нечаев Н. В. Обследование и испытание зданий и сооружений. Учебное пособие для вузов. М., Высшая школа, 2004
6. ООО «ГЕОИЗОЛ» Методика реставрации фасадов Федоровского городка ШИФР 637–11/13ДСР/3/95–04/19, 2019 год
7. ООО «МИКОСФЕРА» Микологическое исследование № 2545–21-МЭ Комплекса зданий Федоровского городка, 2021 год.
8. Миклашевский, Н. В. Безопасное получения гипохлорита натрия / Н. В. Миклашевский // Приоритеты развития АПК в условиях цифровизации и структурных изменений национальной экономики: Материалы международной научно-практической конференции профессорско-преподавательского состава, посвященной 190-летию со дня рождения И. А. Стебута, Санкт-Петербург — Пушкин, 24–26 мая 2023 года. — Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный аграрный университет, 2023. — С. 289–292. — EDN IIHPDR.
9. Патент на полезную модель № 213139 U1 Российская Федерация, МПК C25B 9/19, C25B 1/26. Электрохимический мембранный генератор раствора гипохлорита натрия: № 2022116130: заявл. 15.06.2022: опубл. 26.08.2022 / Н. В. Миклашевский, А. А. Кулагин, Р. В. Коваленко, М. В. Хохлова; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный аграрный университет». — EDN QVVNSH.
10. Миклашевский, Н. В. Чистая вода. Системы очистки и бытовые фильтры / Н. В. Миклашевский, С. В. Королькова; Санкт-Петербургский государственный аграрный университет. — Санкт-Петербург: БХВ Санкт-Петербург, Издательская группа «АРЛИТ», 2000. — 240 с. — ISBN 5–8206–0114–0. — EDN RQYCWW.