Использование извести в строительстве на протяжении тысячелетий пронизывает различные культуры и общества по всему миру. Например, еще около 4000 лет до нашей эры древние египтяне применяли негашеную известь, смешанную с водой, в качестве строительного материала для пирамид. В архитектуре известь остается одним из ключевых строительных материалов благодаря своей универсальности, способности к адгезии, гидроизоляционным свойствам, легкой обработке, высокой производительности, способности к схватыванию и долговечности. Эти характеристики позволяют создавать кладочные растворы, внутренние и наружные штукатурки, а также выполнять другие функции в строительстве.
Хотя более ранние цивилизации использовали известковые растворы при возведении крупных сооружений, принято считать, что первыми начали их широко применять в строительстве римляне. Более 3000 лет назад критская цивилизация на Средиземноморье использовала известь в качестве кладочного раствора, а также известковые растворы использовались при строительстве Великой китайской стены. Например, акведук Пон-дю-Гар в Ниме, на юге Франции, возведенный в 18 году до н. э., использовался в качестве гидроизоляции с раствором на основе гидравлической извести. Известковые растворы и известь в строительстве являются важными материалами, обеспечивающими гидроизоляцию и прочность сооружений.
К XVIII веку исследования Смитона привели к пониманию свойств гидравлической извести, что впоследствии способствовало разработке технологии и патенту на портландцемент. С начала XIX века введение портландцемента привело к существенному сокращению использования извести в строительстве из-за его быстрого начального твердения и большей прочности на ранних стадиях. Однако правильное применение извести в строительстве может включать, помимо прочего, производство при более низких температурах, чем при производстве портландцемента, и более энергоэффективный процесс кальцинирования, что уменьшает выбросы парниковых газов и минимизирует усадку, что предотвращает растрескивание материала.
Известь представляет собой неорганический белый порошок, который получают путем кальцинирования известняка — минерала, содержащего карбонат кальция. Известняк, добытый из карьера, подвергается дроблению до размеров от 80 до 200 мм и затем классифицируется по гранулометрии. После этого он обжигается при высоких температурах (от 900 до 1200°C), в процессе которого выделяется углекислый газ, а остается оксид кальция, известный как негашеная известь. Негашеная известь затем хранится в бункерах и распределяется в мешках или навалом. При добавлении воды негашеная известь претерпевает экзотермическую реакцию, превращаясь в гашеную известь или гашеную известь, которая затем сепарируется и помолают до получения обычной гашеной извести. При процессе обработки доломитовой негашеной извести в гидраторе и её помоле получается гашеная известь под давлением. В зависимости от условий окружающей среды существуют и другие виды извести, такие как жирная или воздушная известь, содержащие оксид кальция на 95%, или гидравлическая известь, состоящая из глины и оксида железа. Известь в строительстве используется для приготовления строительных растворов, штукатурки, железобетона и других строительных материалов.
Известь обладает рядом полезных свойств: она обеспечивает водонепроницаемость, препятствуя проникновению воды и способствуя удалению влаги в виде пара, что также предотвращает размножение плесени и бактерий; высокая пористость улучшает воздухопроницаемость пространства и способствует испарению избыточной влаги; пластичность растворов упрощает укладку и обеспечивает надежное сцепление различных материалов; вяжущие свойства позволяют снижать затраты на производство, используя отходы и кустарные методы изготовления; кроме того, известь оказывает бактерицидное действие, подавляя развитие микроорганизмов.
Как современно используется известь в архитектуре? Какие аспекты учитываются при ее использовании в штукатурках, растворах и других конструкциях? До XX века известь была основным вяжущим веществом, применяемым в жилищном строительстве для бетона, растворов и штукатурок. Взаимодействуя как связующее вещество с песком и водой, она обычно использовалась в строительных растворах и бетоне для соединения кирпичей, блоков и камней. Например, в доме Филиппа Люткена в Дании использована неровная кладка кирпича с толстыми швами, заполненными известковым раствором, что позволяет в будущем повторно использовать кирпичи.
Известковые растворы являются активными материалами, которые после затвердевания в процессе карбонизации взаимодействуют с окружающей средой и могут адаптироваться к изменениям в структуре. Они обладают высокой обрабатываемостью благодаря правильному сочетанию текучести, водоудержания и связности. В суровых климатических условиях известковые растворы и штукатурки могут не обеспечивать достаточную прочность, но этот недостаток можно исправить, добавив гидравлическую известь или портландцемент. Дом Barrera House архитектора Коттона Эстеса в историческом районе Сан-Антонио (США) был создан с использованием строительных систем и материалов, направленных на сохранение ресурсов и минимизацию затрат на обслуживание. В его строительстве использовалась гидравлическая известковая штукатурка для обработки стен.
Изучая известь как экологический строительный материал и учитывая его значительные экологические преимущества, были разработаны экологичные дома Calx в Перу. В этих домах применяются усиленные известковые блоки в структурных элементах и простая система для перегородок, что оптимизирует и упрощает процесс строительства. Pezestudio подчеркивает способность извести регулировать влажность, а также ее тепло- и звукоизоляционные свойства, что приводит к снижению энергопотребления, экономии для жителей и снижению выбросов токсичных веществ в атмосферу. Использование извести в строительстве способствует созданию устойчивых и энергоэффективных зданий, что делает этот материал особенно ценным в современной архитектуре и строительной индустрии.
Кроме того, применение извести в штукатурках обеспечивает медленное время застывания и создает привлекательную отделку, обеспечивая гладкую поверхность и снижая риск появления трещин. Его можно использовать для штукатурки стен и потолков, для приготовления красок и отделочных материалов, для стабилизации почвы, а также для улучшения механических характеристик при строительстве дорог и фундаментов и т.д. На Майорке (Испания) известковое строительство представляет собой старинную технику, которая до сих пор используется для отделки фасадов и вертикальных поверхностей. В проекте Natural House компания Ideo arquitectura применила его также на полах и потолках, обеспечивая эстетическую и непрерывную отделку всего интерьера. В то же время в Италии Studio Andrew Trotter полностью покрыла известковой штукатуркой интерьер дома Casolare Scarani при помощи ремесленника, который сам изготавливает известковые штукатурки и краски.
Интересно, как известь продолжает вдохновлять современных архитекторов и дизайнеров по всему миру? Сайт Plandi.ru предлагает специализированную проектную Экосистему для профессионалов строительной отрасли в странах СНГ, где можно найти информацию о самых инновационных проектах,а также размещать заказы онлайн совершенно бесплатно. Посетите Plandi.ru, чтобы узнать больше о новейших тенденциях в использовании строительных материалов и поделиться своими проектами с сообществом единомышленников.
Изготовление извести не требует значительных капиталовложений, а также не зависит от импортных технологий и оборудования. Её можно производить в небольших объемах для местного рынка, что сокращает транспортные издержки и способствует развитию местной промышленности. Уделяя особое внимание использованию местных материалов и ремесленных техник, студия Sketch Design Studio построила дом Mud House в Алваре, Индия, с использованием утрамбованной земли, смешанной с натуральными связующими веществами, такими как известь и семена пажитника. В проекте также был использован восстановленный камень для стен и фундамента, а раствор для каменной кладки - багра, оставшийся после обжига известняка в печах. Эта устойчивая технология строительства с использованием извести применяется на протяжении веков в смежных общинах, и в одной из комнат, построенных из утрамбованной земли, использовалась известковая штукатурка - ремесленная техника, которая сохраняется благодаря усилиям нескольких мастеров.
Современное применение извести включает его использование в качестве отделки в множестве домов по всему миру, начиная от Латинской Америки, как в случае с Tatakua House (Парагвай), и заканчивая Европой, как в Can Bau (Испания). Этот материал также играет важную роль в сохранении старинных зданий и памятников, таких как церкви, замки и другие исторические сооружения. В настоящее время известь находит применение в производстве стекла, бумаги, в сельском хозяйстве, в химических процессах, а также используется в штукатурке, растворах и других строительных материалах. Вопрос о том, какой будет будущее этого материала, и как архитекторы будут разрабатывать новые технологии для максимального использования его уникальных свойств, остаётся актуальным.