Тема № 8. Защита зданий от преждевременного износа.

Воздействие агрессивной окружающей среды на строительные конструкции может привести к коррозии бетона, арматуры, зак­ладных деталей, а также к преждевременному износу каменных и бетонных конструкций, может вызвать разрушение и гниение деревянных элементов и как следствие — снижение несущей спо­собности конструкций здания в целом. Поэтому при эксплуата­ции зданий необходимо определить участки коррозионного по­вреждения бетона, арматуры, характер и степень этих поврежде­ний, а также установить степень износа каменных конструкций и т. д.

Коррозия — это разрушение материалов строительных конст­рукций под воздействием окружающей среды, сопровождающее­ся химическими, физико-химическими и электрохимическими процессами. В зависимости от характера коррозионного процес­ж различают химическую и электрохимическую коррозию. Хи­мическая коррозия сопровождается необратимыми изменениями материала конструкций в результате взаимодействия с агрессив­ной средой. Электрохимическая коррозия возникает в металличе­ских конструкциях в условиях неблагоприятных контактов с ат­мосферной средой, водой, влажными грунтами, агрессивными газами.

В процессе эксплуатации зданий при обследовании конструк­ций необходимо установить степень и вид поражения коррозией.

Степень поражения металлов бывает равномерной и местной (язвенной).

Коррозия арматуры оп­ределяется визуально по появлению продольных трещин и ржавых пятен на поверхности защитного слоя бетона, а также электрическим методом.

Коррозия подземных конструкций, которой подвержены трубопроводы, закладные детали и арматура подземных железобетон­ных конструкций, связана с наличием влаги, с растворенными агрессивными веществами в почве и грунтах. Процесс коррози­и и разрушения металлических конструкций протекает в условиях недостаточной аэрации, что вызывает местные коррозионные разрушения. Участки конструкций которые мало снабжаются кислородом разрушаются быстрее.

Для защиты от подземной коррозии применяют защитные покрытия, проводят обработку грунтовой и водной среды для снижения их коррозионной активности.

Не менее 2 раз в год металлические конструкции должны очи­щаться от пыли и грязи с помощью сжатого воздуха.

К факторам, вызывающим коррозию бетонных и железобе­тонных конструкций, относятся: попеременное замораживание и оттаивание бетона, увлажнение и высыхание, что сопровожда­ется деформациями усадки и набухания, отложением раствори­мых солей и др.

К внешним факторам, определяющим интенсивность корро­зии бетона и железобетона, относят:

—вид среды и ее химический состав;

—температурно-влажностный режим здания.

К внутренним факторам, определяющим сопротивление мате­риала, относят:

—вид вяжущего в бетоне или растворе;

—его химический и минеральный состав;

—химический состав заполнителей;

—плотность и структуру бетона;

—вид арматуры и т. д.

Все процессы кор­розии в бетонных конструкциях можно разделить на три вида.

При коррозии бетона I вида ведущим фактором является вы­щелачивание растворимых составных частей цементного камня и соответствующее разрушение его структурных элементов. Наиболее часто коррозия этого вида встречается при действии на бетон бы­стротекущих вод (течи в кровле или из трубопровода) или при фильтрации вод с малой жесткостью.

При интенсивном развитии в бетоне коррозии II вида ведущим является процесс взаимодействия агрессивных растворов с твердой фазой цементного камня при катионном обмене и разруше­ние основных структурных элементов цементного камня. К это­му виду относятся процессы коррозии бетона при действии ра­створов кислот, магнезиальных солей, солей аммония и др.

Основными факторами при коррозии III вида являются про­цессы, протекающие в бетоне при взаимодействии его с агрессив­ной средой и сопровождающиеся кристаллизацией солей в капил­лярах.

Существенную роль в обеспечении надежности и долговечно­сти железобетонных конструкций играет состояние их арматуры.

Коррозия стали в бетоне возникает в результате нарушения её пассивности, вызываемого уменьшением щелочности до рН≤ 2 при карбонизации или коррозии бетона. Трещины в бетоне об­легчают поступление влаги, воздуха и агрессивных веществ из окружающей среды к поверхности арматуры, вследствие чего её пассивное состояние в местах расположения трещин нарушат­ся. В этом случае необходимо сразу осуществить ремонт или усиление, не допуская исчерпания несущей способно­сти конструкции.

При эксплуатации железобетонных конструкций часто возни­кает необходимость в защите арматуры от коррозионных процес­сов. Надежной защитой арматуры является применение торкрет­бетона. Необходимо очистить поврежденные участки защитного слоя конструкции, арматуру частично или полностью оголить, очистить от ржавчины, прикрепить к оголенной сетке из прово­локи диаметром 2—3 мм с ячейками размером 50-50 мм, повреж­денные участки промыть под давлением и произвести по влаж­ной поверхности торкретирование. При недостаточном защитном слое бетона для защиты арматуры от коррозии на выровненную поверхность бетона наносят поливинилхлоридные материалы (ла­ки, эмали). Выравнивание поверхности осуществляется торкрет­бетоном с толщиной слоя не менее 10 мм.

Воздействие высокой температуры на железобетонные конст­рукции приводит к резкому снижению сцепления арматуры с бе­тоном. При нагреве до 100°С сцепление гладкой арматуры с бе­тоном уменьшается на 25%, при 450°С полностью нарушается.

В процессе эксплуатации необходимо обеспечивать достаточ­ную вентиляцию помещений для удаления агрессивных газов, защищать элементы зданий от увлажнения атмосферными осад­ками и грунтовыми водами, повышать коррозионную стойкость бетонных и железобетонных конструкций путем поверхностной и объемной обработки поверхностно-активными веществами, устраивать антикоррозионные покрытия.

Несмотря на долговечность древесины, деревянные конструк­ции тоже подвергаются биологическому разрушению, происходящему вследствие ее гниения, которое является результатом жизнедея­тельности дереворазрушающих грибов, а также вызывается насе­комыми — разрушителями древесины. Наибольший ущерб нано­сит гниение древесины.

Гниение — это процесс биологический, медленно протекаю­щий при температуре от 0° до 40°С во влажной среде.

Заражение деревянных конструкций спорами дереворазруша­ющих грибов происходит повсеместно — одно созревшее плодо­вое тело выделяет десятки миллиардов спор. Непосредственное разрушение производят невидимые невооруженным глазом гриб­ные нити толщиной 5—6 мм, проникающие в толщу древесины. Различают более 1000 разновидностей дереворазрушающих грибов. В зданиях наиболее часто встречаются: настоящий домовой гриб и белый гриб.

Все эти грибы, разрушающие мертвую древесину деревянных строительных элементов здания, вызывают деструктивную гниль, которая характеризуется возникновением продольных и поперечных трещин на пораженных поверхностях.

Чтобы избежать гниения древесины, необходимо:

—предохранять древесину от непосредственного увлажнения атмосферными осадками и грунтовыми водами;

—обеспечить достаточную теплоизоляцию (с холодной сторо­ны) и пароизоляцию (с теплой стороны) стен, покрытий и дру­гих ограждающих конструкций отапливаемых зданий для предуп­реждения их промерзания и конденсационного увлажнения;

—обеспечить систематическую просушку древесины и запол­нителей путем создания осушающего температурно-влажностного режима.

В связи с этим необходимы следующие конструктивные меры защиты:

— несущие деревянные конструкции следует проектировать открытыми, хорошо проветриваемыми, доступными для осмот­ра, располагать целиком либо в пределах отапливаемого помеще­ния, либо вне его, так как конденсат образуется в элементах с пе­ременной температурой по их толщине или длине; не допускается заделка опорных узлов, поясов, концов элементов решетки несу­щих конструкций в толщу стен, бесчердачных покрытий и чер­дачных перекрытий;

—не следует применять бесчердачные деревянные покрытия над помещениями с относительной влажностью более 70%;

—не следует применять деревянные перекрытия в санитарных узлах и других влажных помещениях каменных зданий.

Деревянные перекрытия над подпольем необходимо защищать от гниения путем вентилирования. Деревянные части необходимо отделять от каменной кладки гидроизоляционными материалами.

Преждевременный износ деревянных элементов может быть вызван и разрушительным действием на­секомых, преимущественно жуков (долгоносики, точильщики), а также перепончатокрылых (рогохвосты), чешуйчатокрылых (ба­бочки) и ложносетчатокрылых (термиты), ракообразных (морс­кой рачок, мокрица).

В большинстве случаев насекомые, закончив цикл развития во влажной древесине, после высыхания вторично ее не заселяют. Основными вредителями древесины являются не сами насекомые, а их личинки, которые питаются древесиной, прогрызают в ней ходы различных размеров, превращая ее в труху.

Для борьбы с насекомыми необходимо:

—проводить тщательный отбор древесины для деревянных конструкций, поступающих со склада;

—производить ускоренное корчевание пней на лесосеках;

—вовремя убирать горелые деревья и бурелом;

—вывозить заготовленную древесину из леса до начала пери­ода лета жуков;

—быстро снимать кору с бревен, подлежащих сухому хранению;

— не использовать зараженную вредителями древесину для деревянных конструкций и т. д.

К наиболее эффективным способам борьбы с дереворазрушающими грибами и насекомыми относится химическая защита древесины.

Защита деревянных конструкций от биоповреждений заклю­чается в пропитке или покрытии их антисептиками — химичес­кими веществами, предотвращающими гниение и разрушение древесины. Химические средства, предназначенные для защиты древесины от поражения грибами, называют фунгицидами, а от поражения насекомыми — инсектицидами.

В зависимости от назначения зданий, вида конструкций, сте­пени влажности древесины способы антисептирования деревян­ных элементов могут быть различными:

—пропитка под давлением;

—пропитка в горячехолодных ваннах;

—покрытие антисептическими пастами;

—сухое антисептирование и т. д.

Существует несколько типов антисептиков: неорганические, органические и комбинированные. Антисептики должны удовлет­ворять требованиям токсичности к грибам и насекомым, способ­ности проникновения в древесину, устойчивости к вымыванию, быть безвредными для людей и т. д.

К неорганическим антисептикам относятся фтористый на­трий, кремнефтористый аммоний, бихромат натрия, кремнефтористый натрий технический, хлористый цинк и др.

В качестве органических веществ используют оксидифенил технический, масло каменноугольное, антраценовое и т. д.

К комбинированным антисептикам относятся вещества, состо­ящие из двух или нескольких компонентов, токсичность которых в смеси увеличивается, — это сочетание кремнефтористого натрия с фтористым натрием, хромно-медный препарат и т. д.

Защита древесины от увлажнения обеспечивается лакокрасоч­ным покрытием (ЛКП). Защита ЛКП предусматривается на непродолжительный срок вследствие недолговечности ЛКП (транспортировка, хранение, монтаж, устройство кровли).

В качестве лакокрасочных покрытий используют полимеры для изготовления лаков, красок, эмалей, они обладают свойствами образовывать покрытия толщиной в несколько десятков микрон, которые защищают древесину от влияния внешней среды.