Причины разрушения и выхода из строя каменных и кирпичных конструкций

Разрушение каменных материалов под воздействием влаги и отрицательных температур рассмотрены в подразделе 5.3. На долговечность каменных конструкций влияют также попеременное увлажнение и высыхание материала даже при отсутствии отрицательных температур. При высыхании конструкции влага сначала испаряется из крупных пор, а затем из более мелких пор–капилляров. В абсолютно сухом воздухе свободная, капиллярная и адсорбиционно-связанная вода в течение некоторого времени может полностью испариться из тела конструкции. При этом на конструкцию перестают действовать расклинивающие силы и, как следствие, в материале возникают значительные по величине напряжения усадки.

При увеличении относительной влажности окружающей воздушной среды материал вновь увлажняется, трещины раскрываются. Скорость разрушения каменных конструкций под действием напряжений, возникающих от усадки и набухания зависит от интенсивности увлажнения и высыхания.

Одной из причин разрушения увлажненного каменного материала является осмотическое давление в порах конструкций. В порах и капиллярах вода присутствует в виде растворов неодинаковой концентрации. В материалах каменных конструкций всегда имеются расположенные рядом поры с растворами разной концентрации, разделенные проницаемыми для воды стенками и непроницаемыми для растворенного в ней вещества. Стремясь выровнять концентрацию, влага проходит через материал, разделяющий поры, из раствора меньшей концентрации в раствор большей концентрации. Если раствор, имеющий большую концентрацию, находится в замкнутом объеме, то в нем может возникнуть осмотическое давление, достигающее Па (150 кг/см²).

Интенсивность коррозии каменных конструкций зависит от структуры материала, степени и вида его увлажнения, а также от химического состава водной среды. Так, дождевая вода смывает со стен адсорбированные частицы и различные агрессивные вещества; влага-конденсат вступает с такими веществами во взаимодействие, образуя растворы кислот и щелочей, которые вызывают разрушение материала каменных конструкций. Повышенный конденсат возникает весной или осенью, когда температура наружного воздуха имеет знакопеременные значения. В этот период температура каменных наружных конструкций изменяется с некоторым отставанием от суточной температуры наружного воздуха (так называемый температурный гистерезис). Контакт воздушной среды с участками конструкций, имеющих более низкую температуру по сравнению с температурой наружного воздуха, приводит к выпадению конденсата на этих участках, особенно в углах зданий.

Скорость и характер разрушений каменных конструкций, как уже отмечалось, зависят от структуры пор материала. Долговечность кирпичных стен в значительной степени определяется технологией изготовления кирпича. Например, кирпич сухого прессования имеет сеть капилляров и пор, сообщающихся между собой и открытых на поверхности. Такой материал быстро насыщается влагой, ускоряющей его физическую коррозию. Кирпич пластического прессования имеет закрытые поры, поэтому медленнее насыщается влагой. Насыщение влагой каменных материалов в естественных условиях происходит значительно быстрее, чем высыхание.

При эксплуатации зданий следует обращать внимание на состояние тех конструктивных элементов, которые выполнены из материалов, имеющих разную плотность. Так, в конструкциях из песчаника и известняка в месте их контакта наблюдается ускоренное разрушение песчаника. Объясняется это тем, что известняк, как материал с более крупными порами, быстрее впитывает и отдает влагу плотному песчанику, имеющему мелкие поры. При этом количества влаги на границе контакта этих двух материалов достаточно для того, чтобы все поры песчаника были полностью заполнены водой. Влага, поступающая из пор известняка, содержит растворенные соли, которые при испарении влаги кристаллизуются и создают большие поровые напряжения. Значительно большие напряжения возникают в мелкопористых материалах, контактирующих с крупнопористыми при замерзании в них влаги.

Дефекты каменной кладки могут возникнуть по причинам конструктивного и эксплуатационного характера, и, как уже говорилось, вследствие ошибок строительства и проектирования.

Самыми затратными для владельцев загородных домов будут просчеты в архитектурном проекте здания. Увеличение этажности здания без усиления несущих конструкций, неверный расчет воздействия на грунт возводимого здания рядом с уже построенным (например, гостевой дом, баня и пр.), перераспределение нагрузки, приводящее к усилению напряжения на простенки малого сечения (окна, двери), несоответствие применяемых материалов строительства для конкретного объекта, например, здания более трех этажей, возводимые из пеноблоков без усиления несущих оснований или из силикатного кирпича — все это факторы большого риска. Они могут спровоцировать серьезные расслоения кладки, вплоть до обрушения стен.

Дорого обойдется и отсутствие необходимой квалификации у строителей. Нередки случаи, когда кирпичные стены окрашивают воздухонепроницаемыми растворами, например масляными красками или наносят неподходящие штукатурки.

Конечно, большинство работ по ремонту кладки невозможно производить в зимнее время года, но пригласить специалиста, определить причины и наметить план работ лучше в не сезон. Это и обойдется дешевле, и позволить приступить к ремонту сразу по наступлению теплых дней.

Особенно опасным фактором, запускающим довольно быстрый процесс разрушения, являются ошибки в организации дренажной системы участка — неправильное сооружение водостоков, сливов и отмостки вокруг здания (либо их полное отсутствие) гарантированно приведут к увлажнению фундамента и последующему промерзанию наружных стен.

Помимо вышеперечисленного, швы практически любой каменной кладки подвергаются «выветриванию» под воздействием атмосферных осадков (ветра, дождя, снега, изменений температур). Это снижает теплозащитные характеристики стен и впоследствии запускает процесс медленного разрушения.

Масштабные ремонтные работы лучше производить только после получения заключения специалистов, а вот заменить часть испорченной кладки или обработать трещины можно самостоятельно.

Самым распространенным дефектом каменных стен были и остаются всевозможные трещины. В зависимости от их величины, глубины и протяженности производят необходимые ремонтные работы. Так, тонкие трещины (неглубокие) заделывают жидким цементным раствором. Предварительно их очищают от пыли, грязи и частичек камня. Удобнее всего это сделать специальным архитектурным инструментом под названием «скарпель» — в виде тонкого круглого стержня, расширяющего на конце в виде заточенной лопаточки. Скарпелью слегка расширяют трещину и удаляют грязь. Затем трещину очищают от мусора, сушат и заполняют жидким раствором при помощи растворонасоса. Таким способом заделывают несквозные трещины.

Для длинных широких трещин понадобится замок с якорем, который не позволит им расползаться дальше по кладке. Замком может послужить металлический профиль, который укрепляют в стене с помощью анкеров на противоположных концах трещины.

Далее отверстие заделывают густым раствором. Нередко на тонкие, но длинные трещины требуется ставить три и более замков. В этом случае стоит детально оценить степень и скорость разрушения, иначе анкеры могут спровоцировать еще большее расслоение кладки.

Выщербленные участки кирпича или кладки ремонтируют похожим образом. С помощью скарпели, молотка, лома, кирки или шлямбура в местах ремонта полностью удаляют единицу кирпича или камня, в котором обнаружено повреждение, а также один два вокруг него ним, а на их место устанавливают новые в виде замка (змейкой, зигзагом, не друг за другом). Стены с тенденцией быстрого разрушения, на которых образуются широкие короткие трещины, дополнительно укрепляют, например, т-образными металлическими анкерами, забиваемыми в кладку. Это позволит на длительное время остановить «расползание» кладки.

Значительные разрушения стен потребуют, как минимум, укрепления существующей кладки, а в идеале, точной оценки причин и ряда мер по ликвидации их возникновения.

Глубокие трещины с тенденцией к разрастанию потребуют дополнительного упрочнения. Для этого применяют «инъекции» цементного раствора. Шлямбуром (реже сверлом) делают несколько отверстий, в которые при помощи инъектора из газовой трубы (диаметром примерно 1,25 — 1,87 мм) закачивают раствор. После застывания раствора трещину закладывают новыми кирпичами по типу «замка».

Кладку разбирают слева направо, начиная с верхнего горизонтального шва. Для начала работ необходимо составление плана работ по разборке кладки.

Широкие и протяженные повреждения кладки, особенно, если стена сложена более чем в один кирпич, ремонтируется последовательно. Для этого каждую часть кладки разбирают, заменяют на новую, сушат, а затем приступают к следующему участку.

К повреждениям стен нередко приводит неправильно выполненная расшивка швов, при которой влага скапливается внутри кладки и постепенно разрушает основу. Реставрацию швов в этом случае вполне можно выполнить даже без специальных навыков. Осыпающиеся и ненадежные части удаляют скарпелью, швы зачищают до тех пор, пока раствор не перестанет сыпаться, и очищают. Далее отверстия заделывают раствором вровень с кирпичом или камнем. Такой способ не позволит влаге скапливаться в швах. Для этой цели используют известково-цементный раствор (известь поглощает воду, а цемент отталкивает), он пластичнее и прочнее обычного цементного.

3 . Причины разрушения металлических конструкций.

Каждый из используемых в строительстве материалов обладает своими достоинствами и недостатками, которые во многом определяют эксплуатационные качества конструкций, в которых они используются. В этой статье рассмотрим причины порчи и разрушения металлоконструкций.

Металлоконструкции широко применяются в строительстве в первую очередь благодаря их надежности. Они используются как в возведении гражданских и промышленных объектов, так и в архитектуре частных строений. В последнем случае это стропильные системы, балконы, лестницы, стальные кровельные материалы и прочее.

Часто во время эксплуатации: очистке от снега балкона, удалении с крыши наледи, после воздействия на архитектурные элементы непогоды владелец дома замечает на железном изделии след ржавчины. Это происходит из-за продолжительного воздействия влаги на металлическое изделие, имеющее нарушенный защитный слой, или вследствие застоя воды в углах и стыках металлоконструкций.

Самым простым и эффективным решением по защите изделия из металла от ржавчины является его покраска. Лакокрасочные покрытия с антикоррозионными свойствами могут как остановить уже идущий процесс коррозии, так и защитить металлоконструкции от проникновения веществ, которые способствуют образованию ржавчины.

Другими причинами разрушения металлоконструкций являются:

низкое качество изготовления изделия: дефекты проката, литья, сварки, и нарушение правил нанесения защитного покрытия;

отступление от технологии монтажа металлоконструкций, приведшее к неверному распределению нагрузки;

эксплуатация металлоконструкции не по назначению;

агрессивное воздействие внешних сил.

Билет № 9