Долговечность цвета натуральной черепицы

 

В № 1(24) 2010 г. журнала «Кровли» была опубликована статья, посвященная морозостойкости керамической черепицы. Теперь мы предлагаем вниманию читателей материал, посвященный не менее важной проблеме – насколько долговечен цвет у этого кровельного материала? 

Благодаря публикациям в прессе, мы привыкли воспринимать натуральную керамическую черепицу как один из самых долговечных материалов, который будет радовать глаз владельцев дома столетиями. Но как будет выглядеть крыша по прошествии нескольких десятилетий? Полувека? Об этом мы и поговорим в нашей статье.

Секреты цвета – в технологии производства
Можно выделить несколько типов керамической черепицы*:
1. Неокрашенная (обожженная глина);
2. Окрашенная в массе (единый цвет на всю глубину черепицы);
3. Поверхностно окрашенная — ангобированная и глазурованная (цветовое покрытие достигается методом нанесения специального покрытия из смеси глины, песка и пигмента);
4. Мультиколор («средиземноморская»)**;
5. Имитация старины (достигается  путем «набрызгивания» глины с пигментом, а также изменением фактуры)**.

* Подробная информация по технологиям формирования цвета керамической черепицы — в статье А. Солнцева «Цветовая гамма и покрытия натуральной черепицы», опубликованной в журнале «Кровли» №4(15), 2007.
** Визуальная «пестрота» черепицы может достигаться как набрызгиванием ангоба, так и в результате специального обжига особой глины. Если «средиземноморский» цвет достигается за счет ангоба, то п. 4 и 5 технологически представляют собой одно и то же. В данном случае имеется в виду эффект «мультиколор», достигаемый в результате обжига.

На итоговый цвет влияют выбор сырья и особенности производства. Если разбить черепицу, получившую свой цвет в массе за счет технологии обжига или состава сырья (черный, коричневый, красный цвета), в большинстве случаев она будет одного цвета по всему сколу. Интересно, что цвет глины и цвет черепицы после обжига не идентичны! В зависимости от того, в каком карьере добывается глина и какая используется сырьевая смесь и технология обжига, могут получаться различные оттенки натурального цвета черепицы после обжига. Так, к примеру, после обжига:
• содержащие известняк глины с небольшой долей железа приобретают желтый цвет;
• содержащие железо глины приобретают красный цвет;
• содержащие марганец глины приобретают темно-коричневый цвет.

Минералы, добавляемые в сырьевую смесь во время ее подготовки, определяют, какого цвета черепица будет в массе. Основное красящее вещество — железо. При обжиге фракции чистых железных пигментов преобразуются в красный гематит, или красный железняк, являющийся очень устойчивым соединением, т.е. веществом химически в высшей степени инертным. А это означает,  что он не подвержен изменениямв результате контакта с водой, слабыми кислотами или из-за воздействия окружающей среды (солнечный свет, кислород). К тому же в процессе обжига и без того инертный красный железняк оказывается как бы изолированным, поскольку в результате спекания и оплавления вокруг него возникает что- то наподобие надежного керамического «панциря» против воздействий окружающей среды. Отсутствием любых химических красителей обусловлена долговечность цвета керамической черепицы.

Черепице стандарт не писан 

Когда мы рассказывали о морозостойкости натуральной черепицы, то говорили о существовании жестких нормативных документов, регламентирующих в странах Европейского Союза лабораторные испытания. «Должно быть, — думали мы, — аналогичные нормативы существуют и на цветостойкость материала». Но оказалось, что это было глубоким заблуждением.

«Какие-либо стандартизованные требования по внешнему виду, и тем более по цвету в стандарте для керамической черепицы EN1304, отсутствуют, – говорит руководитель технического отдела компании «БРААС ДСК-1» Андрей Миронов — Соответственно, стандартизованных методов испытаний также нет. В информационном приложении В EN1304 про внешний вид сказано следующее: «Для черепиц одного цвета вариации цвета из-за процесса образования керамики являются приемлемыми». При изготовлении полученный цвет проверяется на предмет соответствия цифровым параметрам заданного цвета и по насыщенности цвета. Проверка проводится специальным прибором на остывшей черепице. Черепица, выпадающая за установленные цветовые пределы, бракуется. Однако даже прошедшая все инструментальные проверки черепица может казаться разнооттеночной».

По словам экспорт-менеджера по Восточной Европе концерна Terreal Дарьи Крутовой-Масвэ, причина здесь кроется в том, что натуральная черепица – материал натуральный, природный. При каждом обжиге глина одного цвета приобретает множество различных оттенков. И в этом заключается не недостаток, а достоинство натуральной керамической черепицы. «Крыша живет своей жизнью и играет красками, — говорит Дарья. — Цвет крыши с годами меняется и приобретает свой единственный и неповторимый оттенок».

«Черепица всегда будет разнооттеночной, – рассказывает Андрей Солнцев, генеральный директор компании Dr.Schiefer. — Основным фактором, влияющим на это, является то, что в процессе обжига черепица находится на специальной тележке и расположена в несколько рядов. В итоге на разные ряды черепицы жар печи действует по-разному. Как следствие, и натурально-красная черепица и глазурованная имеют на кровле разноотеночность. Помимо этого, одна и та же модель может иметь различные оттенки в зависимости от партии выпуска. Если температура в печи при обжиге отличается от той, что была при обжиге предыдущей партии хотя бы на 10 °С, оттенок черепицы уже будет другим – заметным для человеческого глаза. В связи с этим на одну кровлю рекомендуется покупать черепицу из одной партии.

Кроме этого один и тот же цвет ангоба или глазури на разных моделях черепицы будет выглядеть по-разному. Это обусловлено различной геометрией черепицы, ее толщиной и габаритами. Любой, даже самый незначительный, параметр может повлиять на цвет обжига».

Должна ли черепица быть однотонной?

Как рассказывает Андрей Миронов, разнооттеночность глазурованной черепицы связана с несколькими факторами:
1. Особенность восприятия цветов. Человеческий глаз очень чувствителен к красному спектру и очень хорошо различает цвета в диапазоне «теплых цветов». Поэтому черепица в данном диапазоне визуально кажется разнооттеночной, хотя она может находиться в допустимых пределах вариаций цвета.

2. Особенность производства глазури. В отличии от топ-глазури, у которой покрытие прозрачное, у глазурованной черепицы покрытие – полупрозрачное. Свет, отражаясь от разных слоев глазури, дает красивый отблеск — «внутренний жар». Однако его толщина и, соответственно, насыщенность цвета не только сильно зависят от температуры в печи, но и от газа, обдувающего черепицу в печи, — покрытие кипит и испаряется по-разному. Поэтому глазурованная черепица чуть более разнооттеночная, чем топ-глазурь или матовая.
3. Кроме того, цвет может незначительно изменяться из-за остаточного увлажнения черепицы. Темнеет цвет не только тела черепицы, но и глазурованной поверхности. Изменения эти незначительны. С течением времени цвет выравнивается после испарения избыточной влаги из тела черепицы.

«Немецкие производители стараются добиться однотонности своей продукции, — рассказывает Дарья Крутова-Масвэ. — Компания Terreal пошла по другому пути. Мы, наоборот, стараемся делать «пестрые» цвета, используя данное свойство черепицы как преимущество».

По словам Андрея Солнцева, пестрая «средиземноморская» черепица традиционна для Франции и Средиземноморского региона, от которого и происходит ее название, поэтому она входит в ассортимент многих французских, испанских и итальянских производителей.

При монтаже рекомендуется перемешать черепицу на скатах из разных поддонов. Если укладывается однотонная глазурованная черепица, это позволит избежать визуального ощущения разнооттеночности. Если черепица «пестрая», то толковый кровельщик так разбросает по кровле черепицу, что она будет смотреться органично. В противном случае черепица разных оттенков может визуально образовать полосы. Подобрать материал по скату все равно не получится.

Черепица: сто лет спустя 

Необходимо учитывать: со временем на поверхности натуральной черепицы образуется налет (патина), который возникает в результате оседания пыли и под воздействием солнечных лучей и осадков. Наиболее подвержены возникновению патины натуральные цвета черепицы и ангобы. Глазурованная черепица, за счет глянцевой поверхности и отсутствия мелких пор, покрывается патиной значительно медленнее и не так насыщенно.

У каждой крыши «свой» оттенок патины, поскольку на его возникновение влияют множество климатических факторов, геометрия кровли, ее уклон и время (чем дольше стоит здание, тем темнее цвет — на образование патины уходит не одно десятилетие). На скатах, обращенных к северу, а также на крышах домов, построенных на лесных участках в условиях влажного климата, постепенно разрастается мох. Все это влияет на общее восприятие цвета крыши.

Мох и патину можно смыть. Для того существуют специальные моющие растворы. Но так ли это необходимо?

 «В европейских странах много старинных домов, покрытых натуральной черепицей с патиной, — рассказывает Дарья Крутова-Масвэ. — Часто владельцы даже мох не хотят снимать, чтобы здание не утратило уникальный дух истории. Поэтому на заводах Terreal все больше выпускается продукции, имитирующей состаренную черепицу. «Состаренная» черепица требуется в случае необходимости замены отдельных поврежденных старых элементов кровельного покрытия, особенно если производится комплексная реконструкция крыши. Когда деревянные балки приходят в негодность, старую черепицу снимают, производят замену несущих конструкций и выкладывают ее на место, заменяя поврежденные участки.

 Если архитектура дома имитирует старинный стиль, то можно сразу выложить состаренную черепицу. Сейчас есть даже модели с неровными краями — полная имитация моделей, выполненных вручную или пролежавших на кровле не один десяток лет».

«Для ускоренного образования патины на поверхности «состаренной» черепицы, — рассказывает Андрей Солнцев, — специально создаются углубления и шероховатости, чтобы микрочастицы, пыль, и споры мха могли легче «зацепиться» за поверхность».

Доктор Хармут Брем, специалист технического центра CREATON AG 

О цветостойкости черепицы

Важнейшим красящим элементом в глине является железо. В процессе обжига глины все железосодержащие пигменты преобразовываются в красный железняк (гематит). Гематит, с точки зрения термодинамики, — очень устойчивое соединение. Это значит, что химически оно очень инертное. Из этого следует, что оно не разрушается под действием воды, слабых кислот или влияний окружающей среды, таких как солнечный свет или кислород воздуха. Для того чтобы изменить гематит и его цвет, нужен очень сильный восстановитель, такие в нормальных условиях окружающей среды не встречаются. В процессе обжига и без того инертный гематитный пигмент еще лучше скрепляется с керамическим черепком через реакцию спекания и частичного образования стеклянных волокон. Защитнаястеклянная пленка в большей части состоит из соединений кремния и кислорода и соединений алюминия и кислорода, относящихся к наиболее стабильным и устойчивым химическим соединениям. В результате образуется защищенный цветовой пигмент, придающий керамическим черепкам устойчивый красный цвет. Благодаря прочной кристаллической решетке кислородно-кремниевых соединений пигмент очень крепко скреплен с черепком. Большое количество археологических раскопок древних поселений подтверждают стабильность цвета изделий из обожженной глины.

Альтернатива: цветовые пигменты в синтетических или близких к синтетическим (синтетическая смола) поверхностях для окрашивания по бетонной основе. Цветовые пигменты можно включить в состав и искусственных продуктов, и синтетических смол. В отличие от керамических черепков, где достигается стеклообразное состояние цветовых пигментов, создание защитной пленки у синтетических продуктов удается с меньшей эффективностью. Пластик можно защитить от выцветания с помощью так называемых УФ-стабилизаторов, однако все же долговечными такие цвета назвать нельзя. Главная причина состоит в том, что продукты из синтетической смолы прежде всего возникают в результате углерод-углеродных и углерод- водородных связей. Эти виды химических соединений с точки зрения термодинамики значительно менее стабильны, чем обозначенные выше соединения кремния и кислорода в керамике. Проявление признаков старения на синтетических материалах, таких как ломкость, выцветание, объясняется разрушением углеродных соединений под влиянием солнечных лучей. С разрушением углеродных соединений может высвободиться цветовой пигмент, если до этого он сам по себе не ослабеет или не разрушится. Кроме того, при продолжающемся разрушении синтетическая поверхность может отслоиться от основания.