» width=»200″ height=»150″/>Архитектура скачать реферат.
Введение в специальность («комплексная реконструкция и эксплуатация зданий и сооружений») скачать реферат.
1. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………2 2. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ИЗНОС ЗДАНИЙ…………………………………. 5 2.1 Причины и механизм износа…………………………………………………….5 2.2 Физический износ и моральное старение……………………………………. 8 2.3 Классификация повреждений зданий и её практическое использование. 10 3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………. 12.
1. ВВЕДЕНИЕ Здания и сооружения играют важную роль в жизни совре¬менного общества. Можно утверждать, что уровень цивилиза¬ции, развитие науки, культуры и производства в значительной мере определяются количеством и качеством построенных зда¬ний и сооружений. Жизнь и быт советских людей обусловливаются наличием необходимых зданий и сооружений, их соответствием своему назначению, техническим состоянием. Коммунистическая партия и Советское правительство уде¬ляют постоянное внимание строительству, реализуя таким об¬разом свою главную заботу о повышении материального и ду¬ховного уровня жизни советских людей. Строительство в нашей стране ведется в очень больших мас¬штабах. Только жилых зданий в Советском Союзе возводится больше, чем во всех странах Западной Европы вместе взятых. Ежегодно у нас сдается в эксплуатацию 2,1 млн. квартир и более 10 млн. советских граждан улучшают свои жилищные условия, на карте нашей Родины появляются десятки новых го¬родов. Именно поэтому строительство в нашей стране является третьей по масштабам после промышленности и сельского хо-зяйства отраслью народного хозяйства. За годы Советской власти в СССР построено более 1200 го¬родов и введено в эксплуатацию более 3,8 млрд. м2 жилой площади. В настоящее время в эксплуатации находится около 65 млн. квартир, причем более 80 % семей проживают в от¬дельных квартирах. Столь широкие масштабы строительства являются характерной чертой развитого социалистического об¬щества. Составные части строительства как отрасли народного хо¬зяйства, его цели, база, критерии оценки качества и задачи строительной науки в обобщенном виде сформулированы в табл. В.1. Каждое здание или сооружение представляет собой слож¬ный и дорогостоящий объект, состоящий из многих конструк¬тивных элементов, систем инженерного оборудова¬ния, выполняющих вполне определенные функции и обладаю¬щих установленными эксплуатационными качествами. Строительство в нашей стране характеризуется не только высокими количественными показателями, но изменяется и ка¬чественно, структурно: улучшается планировка квартир, совер-шенствуются строительные конструкции, системы инженерного оборудования, повышается комфортность жилищного фонда. Достаточно сказать, что на отопление, вентиляцию и горячее водоснабжение городов расходуется ‘/б всех видов топливно-энергетических ресурсов. Экономия только 1 % этих ресурсов сбережет ежегодно около 2 млрд. руб. эксплуатационных рас-ходов и капитальных вложений. Практика эксплуатации зда¬ний показывает, что автоматические методы регулирования расходования тепла позволяют довести экономию до 10%. Следует также учитывать, что здания, строящиеся в настоящее время, будут служить в XXI веке, когда уровень комфорта ста¬нет еще выше. Проектируемые и возводимые здания, согласно определяю¬щим эксплуатационным требованиям, должны: обладать высокой надежностью, т. е. выполнять заданные им функции в определенных условиях эксплуатации в течение за¬данного времени, при сохранении значений своих основных па¬ра мстроп в установленных пределах; быть удобными и безопасными в эксплуатации, что дости¬гается рациональными планировкой помещений и расположе¬нием входов, лестниц, лифтов, средств пожаротушения, при¬чем для ремонта и замены крупногабаритного технологического оборудования в зданиях должны быть предусмотрены люки, проемы и крепления; быть удобными и простыми в техническом обслуживании и ремонте, т. е. позволять осуществлять его на возможно боль¬шем числе участков, иметь удобные подходы к конструкциям, вводам инженерных сетей без демонтажа и разборки для ос¬мотров и обслуживания с предельно низкими затратами на вспомогательные операции, должны позволять применять пере¬довые методы труда, современные средства автоматизации и механизации, сборно-разборные устройства для обслуживания труднодоступных конструкций, а также иметь приспособления для крепления люлек, источники тока и др.; быть ремонтопригодными, т. е. их конструкции должны быть приспособлены к выполнению всех видов технического обслуживания и ремонта без разрушения смежных элементов и с минимальными затратами труда, времени, материалов; иметь максимально возможный и близкий эквивалентный для всех конструкций межремонтный срок службы; быть экономичными в процессе эксплуатации, что достига¬ется применением материалов и конструкций с повышенным сроком службы, а также минимальными затратами на отопле¬ние, вентиляцию, кондиционирование, освещение и водоснаб¬жение; иметь внешний архитектурный облик, соответствующий их назначению, расположению в застройке, а также приятный для обозрения, причем внутренняя покраска зданий не должна утомлять людей, по возможности не загрязняться и легко под¬даваться очистке, восстановлению. В зависимости от назначения здания в его проекте соответ¬ственно нормам предусматривают необходимые размеры, проч¬ность, герметичность, теплозащитные и другие эксплуатацион¬ные качества, которые потом материализуют в ходе строитель¬ства и поддерживают в процессе эксплуатации. Использование зданий по их назначению принято называть технологической эксплуатацией. Чтобы здания можно было эффективно использовать, они должны находиться в исправном состоянии, т. е. стены, покрытия и прочие элементы совместно с системами отопления, вентиляции и другими системами должны позволять поддерживать в помещениях требуемый температурно-влажностный режим, а системы водоснабжения и ка¬нализации, освещения и кондиционирования — обеспечивать заданную комфортность. Процессы, связанные с поддержанием зданий в исправном состоянии, называются техническим обслу¬живанием и ремонтом или технической эксплуатацией; они то и являются предметом нашего рассмотрения. Построенные и принятые в эксплуатацию здания подверга¬ются различным внешним (главным образом природным) и внутренним (технологическим или функциональным) воздейст¬виям. Конструкции изнашиваются, стареют, разрушаются, вследствие чего эксплуатационные качества зданий ухудша¬ются, и с течением времени они перестают отвечать своему на¬значению. Однако преждевременный износ недопустим, ибо нарушает условия труда и быта людей, использующих эти зда¬ния. Кроме того, здания представляют собой большую матери¬альную ценность, которую необходимо всемерно беречь. Техническое обслуживание и ремонт (техническая эксплуа¬тация) зданий представляют собой непрерывный динамичный процесс, реализацию определенного комплекса организаци¬онных и технических мер по надзору, уходу и всем видам ре¬монта для поддержания их в исправном, пригодном к использо¬ванию по назначению состоянии в течение заданного срока службы. По характеру задач и методам их решения техническое об¬служивание и ремонт существенно отличаются от проектирова¬ния и возведения, хотя и входят в состав строительной отрасли, так как они: осуществляются весьма длительное время по сравнению с продолжительностью проектирования и возведения — десятки, сотни лет, что требует четкого предвидения перспективы и пре¬емственности в деятельности эксплуатационной службы; имеют циклический характер с периодичностью разных мероприятий от одного года до трех лет для текущего ремонта и от шести до тридцати лет для капитального, что осложняет планирование и производство работ; носят (в частности, ремонт) во многом случайный, вероят¬ностный характер по месту, объему и времени выполнения ра¬бот, что затрудняет их планирование, требует от руководите¬лей и исполнителей оперативности при корректировке планов в ходе их производства; затрагивают интересы всего населения и каждого человека в отдельности у себя дома и на службе, требуют их участия в ремонте (внутри квартир), т. е. носят социальный характер, оказывают влияние на настроение людей; связаны с большими затратами сил и средств, увеличиваю¬щимися с течением времени, что обусловлено, с одной стороны, старением строительного фонда и все возрастающими затра¬тами на ремонт, а с другой — ежегодным его пополнением, что требует привлечения новых сил и средств для его технического обслуживания и ремонта; для особо ответственных зданий, сооружений (например, Эрмитаж в Ленинграде) отличаются жесткой системой профи¬лактики износа, исключающей выход их из строя в установлен¬ный период, что связано с умением рассчитывать износ и пла¬нировать профилактические работы по месту, объему и вре¬мени, обеспечивая их производство материалами, механизмами и трудовыми ресурсами. Все это подтверждает важность и сложность задач техни¬ческого обслуживания и ремонта зданий и сооружений. Эксплуатация зданий в масштабе страны регламентирована Положениями о системах планово-предупредительного ремонта [4 и 5], готовится новая редакция По¬ложения о техническом обслуживании и ремонте зданий. В них определены принципы организации эксплуатации основных ти-пов зданий и сооружений, все они классифицированы по груп¬пам и для них установлены средние сроки службы, виды, пери¬одичность осмотров и ремонтов, а также работы, относящиеся к текущему и капитальному ремонтам. Первостепенное значение в эксплуатации зданий имеет своевременный контроль их технического состояния, проверка исправности строительных конструкций и инженерного обору¬дования. Такой регулярный, причем не только визуальный, но (при необходимости) и инструментальный контроль предотвра¬щает преждевременный выход зданий из строя, позволяет обо¬снованно планировать и проводить профилактические меро¬приятия по их сбережению. Каждое здание или сооружение проектируется и возводится для осуществления в нем определенного процесса и поэтому должно обладать заданными эксплуатационными качествами. Именно конкретные эксплуатационные качества отличают жи¬лой дом от столовой, механических мастерских, клуба, гаража и т. п. Широкое понятие «строительство зданий» включает их проектирование, возведение и техническую эксплуатацию. Каждому из этих трех этапов присущ свой круг за¬дач, но все они имеют общую цель — обеспечение эксплуата¬ционных качеств конкретного здания. Решение задач на каж¬дом этапе взаимосвязано — как запроектировано и построено здание, таковы условия и проблемы его эксплуатации. В свою очередь опыт использования и содержания построенных зданий, т. е. опыт их эксплуатации, должен быть обязательно изучен для совершенствования проектирования и строительства новых зданий. Отметим еще одну важную особенность современного строи¬тельства и эксплуатации зданий: новизна задач и проблем, с которыми встречаются строители и эксплуатационники в связи с научно-техническим прогрессом, освоением малоизу¬ченных в строительном отношении северных, восточных и дру¬гих районов страны с особыми климатическими и гидрогеоло¬гическими условиями, сильно влияющими на характер возве¬дения и эксплуатации зданий. На рис. В.2, б графически отображено соотношение между затратами и временем по указанным трем этапам строитель¬ства — между проектированием, возведением и эксплуатацией. Проектирование в современных условиях длится в зависимости от сложности объекта месяц (или месяцы) и составляет по за¬тратам примерно 1—2 % от стоимости возведения; строительство здания в зависимости от его сложности длится обычно ме¬сяцы (иногда годы); эксплуатация, т. е. поддержание здания в исправном состоянии, длится десятки, а то и сотни лет, при¬чем по затратам она ежегодно составляет 2—3 % от восста¬новительной стоимости на строительную часть и 4—5 % — на содержание инженерного оборудования. Из этого следует, что примерно через каждые 12—13 лет затраты на эксплуатацию зданий приравниваются затратам на их возведение. Поэтому важно, чтобы эксплуатационные затраты были возможно мень¬шими. Существенным моментом в повышении эффективности тех¬нического обслуживания и ремонта зданий является перевод их на проектную основу: теперь их решают на стадии проек¬тирования в специальном разделе проекта и сметы. Проектирование, возведение и эксплуатацию каждого зда¬ния объединяет применение единых параметров эксплуатацион¬ных качеств; они являются стержнем, вокруг которого ведется вся научная и практическая работа в области строительства зданий и сооружений. При проектировании здания эксплуатационные качества оп¬ределяются выбором материалов, расчетом конструкций, объ¬емно-планировочным решением, инженерным оборудованием в соответствии с назначением здания, Строительными нормами и правилами (СНиП) и выделенными ассигнованиями. При возведении зданий принятые в проекте значения пара¬метров эксплуатационных качеств материализуются, их досто¬верность проверяется приборами и по их числовым значениям здания принимаются в эксплуатацию. Именно таким путем можно подтвердить, что построенное здание отвечает задуман¬ному в проекте. При эксплуатации зданий главная задача состоит в поддержании предусмотренных проектом и материализован¬ных при строительстве эксплуатационных качеств на заданном уровне. Они должны полностью соответствовать назначению здания (например, в механических мастерских температура воздуха должна быть 12 °С, а в здании детского сада — 20— 22 °С), что обеспечивается определенными строительными кон¬струкциями и инженерным оборудованием. Таким образом, установлением значений параметров экс¬плуатационных качеств (ПЭК) и разработкой инструкции по технической эксплуатации завершается проектирование зда¬ний, с помощью выработанных в проекте ПЭК контролируется их возведение; по соответствию фактических значений ПЭК проектным здания принимаются в эксплуатацию и путем под¬держания ПЭК на заданном уровне осуществляется техниче¬ская их эксплуатация в течение установленного срока службы. Если все работы в ходе эксплуатации ведутся на базе срав¬нения фактических значений ПЭК с нормативными или рас¬четными, то такая эксплуатация научно обоснована. К сожа¬лению, зачастую еще осуществляется субъективный (только визуальный) контроль технического состояния сооружений и, исходя из этого, определяется время, место и объем работ по поддержанию зданий в исправном состоянии. Естественно, в та¬ких случаях объемы работ принимаются с большим запасом, что исключает возможность ведения очередных работ на дру¬гих объектах, так как имеющиеся силы и средства уже израс¬ходованы. На каждом этапе строи¬тельства должно уделяться большое внимание к параметрам эксплуатационных качеств данного здания, что обеспечит согла¬сованные действия между проектировщиками, строителями и эксплуатационниками на основе числовых значений ПЭК, т. е. позволит организовать все строительство на научной основе. Эффективность эксплуатации и ее экономичность зависят от многих факторов, в частности в значительной мере от про¬фессиональной подготовки лиц, ее осуществляющих, от их уме¬ния построить эксплуатацию на научной основе. С ростом городов, возведением многоэтажных и повышен¬ной этажности зданий усложнилось их инженерное оборудо¬вание, возросли расходы на его содержание, изменилась вся структура эксплуатации жилищного фонда. Потребовалось объединить и обеспечить автоматизированное управление лиф¬тами, освещением лестничных клеток, установить контроль за температурой воды в системах центрального отопления, горя¬чего водоснабжения, за загазованностью подвалов, за входами в подвалы, на чердаки, другие необитаемые помещения и т. п. Затем все управление эксплуатацией зданий свели в объ¬единенные диспетчерские пункты (ОДП), в объединенную дис¬петчерскую службу (ОДС) в масштабе микрорайона или комплексную диспетчерскую службу (КДС) микрорайона в за¬висимости от количества аппаратуры, установленной в этих пунктах. Уже внедрены типовые объекты диспетчеризации жи¬лых массивов, позволяющие получать информацию о работе лифтов, температуре и давлении в системах горячего и холод¬ного водоснабжения, отопления, пожаротушения, о напряжении на электрических вводах, об освещении подъездов, тревож¬ные сигналы о вскрытии подвалов и других необитаемых по¬мещений. В подъездах установлена также громкоговорящая связь с диспетчером для срочного вызова специалистов для устранения неисправностей, в том числе и на строительных конструкциях, например о протечках кровли и др. На ОДС имеется и телефонная связь. Во многих городах созданы жилищно-эксплуатационные тресты эксплуатационно-ремонтные управления, осуществляю¬щие плановый ремонт зданий. В их состав входит диспетчер¬ская служба с оперативными бригадами для устранения ава¬рийных ситуаций. Однако большая часть существующей за¬стройки — многие жилые, все служебные и производственные здания — эксплуатируются самостоятельными бригадами; это многомиллионная армия специалистов, обеспечивающая ис-правное техническое состояние зданий и сооружений. Техническое обслуживание и особенно ремонт здании, хотя и относятся к широкой отрасли строительства, обладают спе¬цифическими чертами. Особенно сложен комплексный капи¬тальный ремонт, отличающийся прежде всего технологией ра¬бот- новое строительство начинается с нулевого цикла и обычно ведется снизу вверх путем монтажа готовых конструк¬ций, а ремонтные работы производятся в стесненных условиях существующей застройки, когда трудно разместить подсобные предприятия, краны, склады материалов. Стремление полнее использовать при ремонте старые материалы и конструкции, сопряжено с трудоемкой оценкой их технического состояния, ибо в разных частях износ их различен. Планировать такой ре¬монт весьма сложно, так как неизвестны итоги разборки со¬оружения, полезный выход материалов и пр. Лица, занятые эксплуатацией и ремонтом зданий, должны хорошо знать их устройство, условия работы конструкций, тех¬нические нормативы на материалы и конструкции, требуемые для ремонта. Они с помощью приборов, а также по внешнему виду и признакам должны уметь хотя бы приближенно оцени¬вать техническое состояние здания и отдельных его конструк¬ций, уметь выявлять уязвимые места, с которых может на¬чаться его разрушение, выбирать наиболее эффективные спо¬собы и средства его предупреждения и устранения, не нарушая по возможности, использование здания по назначению. Решению столь обширного и сложного комплекса вопросов призвана способствовать теория эксплуатации зда¬ний. Именно она научно обосновывает необходимость и сроки эксплуатационных мероприятий, так как базируется на: знании значений параметров эксплуатационных качеств (ПЭК), которые требуется поддерживать на заданном уровне; установлении закономерностей воздействия внешних и вну-тренних факторов, выявлении характерных дефектов, повреж¬дений и назначении способов их устранения; выборе способов контроля ПЭК и методов отыскания де¬фектов, повреждений и неисправностей; определении способов и порядка наиболее рационального восстановления ПЭК зданий; назначении периодичности ремонтов и объемов работ; рациональном решении вопросов штатной структуры, чис¬ленности и квалификации эксплуатационного персонала. Современные сложные здания и сооружения могут хорошо и эффективно эксплуатировать только профессионально теоре¬тически и практически подготовленные специалисты; таким специалистам требуются знания в трех основных областях: знание устройства эксплуатируемых зданий и их конструк¬ций, условий их работы, эксплуатационных требований к ним, их конструкциям соответственно их назначению, а также на-значению и размерам здания; умение находить уязвимые ме¬ста, в которых может начаться разрушение конструкций; понимание механизма износа, коррозии и разрушения строи¬тельных конструкций под воздействием различных факторов и на этой основе эффективное использование методов и средств рациональной их защиты: владение практическими приемами и навыками использова¬ния различных материалов и устройств, позволяющих успешно решать каждодневные задачи по содержанию в исправном со¬стоянии эксплуатируемых зданий. Исходя из этого книга делится на три раздела, отвечающие упомянутым трем областям необходимых знаний: раздел первый — описание особенностей устройства трех основных типов зданий и сооружений: жилых и общест¬венных, производственных и специальных — заглубленных, их конструкций, предъявляемых к ним эксплуатационных требо¬ваний; определение целей, задач, научных основ и содержания эксплуатации; раздел второй — изложение теоретических основ меха¬низма разрушения и методов защиты строительных конструк¬ций в типичных условиях, т. е. без акцента на специфичность происходящих в зданиях процессов (так как их чрезвычайно много), как основы для решения практических задач эксплуа¬тации и ремонта зданий или сооружений; раздел третий — рассмотрение примеров восстановле¬ния эксплуатационных качеств трех основных типов зданий и сооружений: гражданских, производственных и специальных заглубленных с целью накопления знаний и привития навыков решения практических задач их технического обслуживания и ремонта. В книге небольшого объема невозможно описать все много¬образие эксплуатируемых зданий и сооружений, раскрыть все особенности воздействующих на них факторов, все поврежде¬ния и способы восстановления эксплуатационных качеств. По¬этому, разумеется, в каждом разделе изложены основы, наибо¬лее важные сведения, овладев которыми можно практически решать задачи эксплуатации зданий, пользуясь (при необхо¬димости) также литературой, приведенной в конце книги.
2. ДОЛГОВЕЧНОСТЬ И ИЗНОС ЗДАНИЙ 2.1 Причины и механизм износа Под долговечностью понимается способность зданий и их элементов сохранять во времени заданные качества в опреде¬ленных условиях при установленном режиме эксплуатации без разрушения и деформаций. Долговечность характеризуется временем, в течение кото¬рого в сооружениях, с перерывами на ремонт, сохраняются экс¬плуатационные качества на заданном в проекте (нормами) уровне; она определяется сроком службы не сменяемых при капитальном ремонте конструкций: фундаментов, стен, железо¬бетонных перекрытий, колонн — кровля, полы, оконные переплеты, инженерное оборудование зданий — обычно имеют меньшие сроки службы и поэтому они, во-пер¬вых, периодически защищаются покрытиями и, во-вторых, по мере износа заменяются или восстанавливаются. Различают физическую и моральную, или технологическую, долговечность. Физическая долговечность зависит от физико-технических характеристик конструкций: прочности, тепло- и звукоизоля¬ции, герметичности и других параметров. Моральная долговечность зависит от соответствия здания своему — назначению по размерам, благоустройству, архитектуре и т. п. Правильная эксплуатация и заключается в предотвращении преждевременного физического износа профилактическими ме¬рами и периодическом проведении капитального ремонта. Надежность здания (вероятность его безотказной работы), долговечность и износ могут быть представлены во взаимо¬связи графически, как показано на рис. 1, а. различают еще оптимальную долговечность, т. е. срок службы здания, в течение, которого экономически целесооб¬разно его восстанавливать однако наступает такой срок, когда затраты на восстановление становятся нецелесообразными, ибо превышают стоимость строительства нового здания. В период эксплуатации сооружения подвергаются многочис¬ленным природным и технологическим воздействиям, учиты¬ваемым в проекте при выборе материалов, конструкций и т. п.; однако на практике сочетание характеристик строительных ма¬териалов и конструкций может отличаться от установленных ГОСТом и вследсвие суммарного воздействия многочисленных факторов может происходить ускоренный износ сооружений. Он весьма разнообразен и сложен; на предупреждение уско¬ренного износа расходуются значительные материальные сред¬ства, ограничиваемые экономическими соображениями; рациональное эксплуатационное содержание сооружений — задача во многом индивидуальная, решение которой требует специ¬альной подготовки. I Рассмотрим причины и механизм износа конструкций и сооружений подробнее. В износе конструкций и оборудования можно выделить три участка: участок I — период приработки, деформаций, по¬вышенного износа; этот период краток, и на него распространяется гарантия, выданная строителями сроком на два года; в данный период производиться последовательный ремонт; Рис. 1. Накопление износа (а) и факторы (внешние и внутренние), воздействующие на здание (б.
участок II — период нормальной эксплуатации, медленного износа, во время которого накапливаются необра¬тимые деформации, приводящие к структурным изменениям материала, медленному его разрушению; участок III — период ускоренного износа, когда он достигает критического значения и возникает вопрос о це¬лесообразности ремонта или списания и разборки сооружения. В работе конструкций из бетона различают период упрочения — набора прочности, главным образом вслед¬ствие дальнейшей гидратации цемента, и период разру¬шения, снижения прочности из-за разрушения скелета мате¬риала. Для строительных конструкций, в частности бетонных, характерен хрупкий вид разрушения без заметных остаточных деформаций; при этом на величину разрывного усилия оказы¬вает существенное влияние время, в течение которого действует усилие, происходит «подготовка» разрушения, «накапливаются» микротрещины. . При эксплуатации сооружений различают силовое воздей¬ствие нагрузок, вызывающее объемное напряженное состояние, и агрессивное воздействие окружающей среды, в результате чего сооружения изнашиваются и выходят из строя. Агрессивной средой является такая среда, под воздействием которой изменяются структура и свойства материалов, что при¬водит к непрерывному снижению прочности и разрушению структуры; разрушение при этом называется коррозией. Развитие промышленности и городов идет по линии исполь¬зования более высоких скоростей технологических потоков, давлений, температур, образования агрессивных сред, т. е. по линии возникновения условий, когда на сооружения воздейст¬вуют более агрессивные среды и механические нагрузки, чем прежде, что, естественно, приводит к более быстрому их раз¬рушению и необходимости более эффективной защиты. Способность материалов сопротивляться разрушительному воздействию внешней среды называется коррозионной стойко¬стью, а предельный срок службы сооружений, в течение кото¬рого они сохраняют заданные эксплуатационные качества, и есть их долговечность. Вещества и явления, способствующие разрушению, корро¬зии, называют стимуляторами или факторами, содействующими коррозии. Вещества и явления, затрудняющие и замедляющие разрушение, коррозию, называют пассиваторами или ингиби¬торами коррозии. Агрессивность или пассивность среды не имеют универсального характера, т. е. они могут меняться ролями: в одних усло¬виях определенная среда агрессивна, а в других — она же пас¬сивна. Так, теплый, влажный воздух весьма агрессивен по от¬ношению к стали, но цементный бетон он упрочняет. Разрушение строительных материалов носит весьма разно¬образный характер: химический, электрохимический, физиче¬ский, физико-химический. Детально это будет рассмотрено ниже применительно к основным строительным материалам: металлу, бетону, дереву. Классификация агрессивности сред и их воздействий приведена в СНиП 11.28—76. Агрессивные среды делятся на газовые, жидкие и твердые. Ниже дается их краткая характеристика. Газовые среды — это прежде всего такие соединения, как сероуглерод (CS2), углекислый газ (СО2), сернистый газ (SO2) и др. Их агрессивность определяют три главных фактора, или показателя: вид и концентрация газов, растворимость газов в воде, влажность и температура газов. Жидкие среды — это растворы кислот, щелочей, солей, а также масла, нефть, растворители и др. Агрессивность таких сред определяется тремя показателями: концентрацией агрессивных агентов, их температурой, скоростью движения или величиной напора у поверхности конструкции. Коррозион¬ные процессы более интенсивно протекают в жидкой агрессив¬ной среде. Твердые среды — это пыль, грунты и т. п. Их агрессивность оценивается четырьмя показателями: дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью и влажностью окру-жающей среды. Влага в твердых средах играет особенно ак¬тивную роль. На рис. 1,6 показаны внешние и внутренние воздействия на здания и сооружения. Все они учитываются в нормах и при разработке проектов, однако страна наша так велика, столь разнообразны климатические, гидрогеологические условия строительства, а также и внутренние воздействия, вызванные происходящими в сооружениях процессами, что не всегда уда¬ется найти оптимальные решения, учитывающие все воздейст¬вия, относительно долговечности, экономичности и других по-казателей. Поэтому важной задачей персонала эксплуатацион¬ной службы является учет специфических воздействий на сооружения, что способствует обеспечению заданной их долго¬вечности. Рассмотрим основные факторы, воздействующие на сооружения. Воздействие воздушной среды. В атмосфере содержатся пыль и газы, способствующие разрушению зданий. Загрязнен¬ный воздух, особенно в сочетании с влагой, вызывает прежде¬временный износ, коррозию или загрязнение, растрескивание и разрушение строительных конструкций. Вместе с тем в чистой и сухой атмосфере камни, бетоны и даже металлы могут со¬храняться сотни и тысячи лет. Это значит, что воздушная среда, в которой находятся такие материалы, слабо агрессивна или совсем не агрессивна. Основным загрязнителем воздуха являются продукты сгора¬ния различных топлив; поэтому в городах и промышленных центрах металлы корродируют в два-четыре раза быстрее, чем в сельской местности, где сжигается значительно меньше угля и нефтепродуктов. Загрязненность воздуха газами и твердыми частицами в зим¬нее время шлите и зависит от вида топлива. Больше всего за¬грязняет атмосферу пылевидное топливо, ибо при его сжигании вместе с дымом уносится много золы и пыли, меньше всего — природные газы. Основными продуктами сгорания большинства видов топ¬лива являются углекислый (СО2) и сернистый (SO2) газы. При растворении углекислого газа в воде образуется углекис¬лота — конечный продукт сгорания многих видов топлива; она разрушающе действует на бетон и иные материалы. При рас¬творении сернистого газа в воде образуется серная кислота, также разрушающая бетон. Кроме углекислоты и серной кислоты, в дымах накаплива¬ются и другие (свыше ста) вредные соединения: азотная и фосфорная кислоты, смолистые и иные вещества, несгоревшие частицы, которые, попадая на конструкции, загрязняют их и способствуют разрушению. В приморских районах в атмосфере могут содержаться хло¬риды, соли серной кислоты и другие вредные для строительных материалов вещества. Влажность воздуха повышает его агрес¬сивное воздействие, в частности на металлы. Воздействие грунтовой воды. Имеющаяся в природе грун¬товая вода может быть: связанной (химически, гигроскопиче¬ски и осмотически впитанной или пленочной); свободной; паро¬образной (перемещающейся по порам из мест с большой упру¬гостью водяного пара в места с меньшей его упругостью). Грунтовая вода взаимодействует физически и химически с минеральными и органическими частицами грунта. Все ее виды находятся во взаимодействии друг с другом и переходят один в другой. Вода в грунтах всегда представляет собой рас¬твор с изменяющимися концентрацией и химическим составом, что отражается и на степени ее агрессивности. Оценивая агрессивность грунтовых вод, следует учитывать переменный ее характер: с течением времени возле подземных частей сооружений водный режим может изменяться, в связи с чем агрессивность среды будет повышаться или снижаться. Атмосферные осадки, проникая в грунт, превращаются либо в парообразную, либо в гигроскопическую влагу, удерживаю¬щуюся в виде молекул на частицах грунта молекулярными си¬лами, либо в пленочную, поверх молекулярной, либо в грави¬тационную, свободно перемещающуюся в грунте под действием сил тяжести. Гравитационная влага может доходить до грун¬товой воды и, сливаясь с ней, повышать ее уровень. Грунтовая вода, в свою очередь, вследствие капиллярного поднятия перемещается вверх на значительную высоту и об¬водняет верхние слои грунта. В некоторых условиях капилляр¬ная и грунтовая воды могут сливаться и устойчиво обводнять подземные части сооружений, в результате чего усиливается коррозия конструкций, снижается прочность оснований. Изменение минералогического состава грунтовых вод меняет их агрессивность по отношению к подземным частям сооружений. В районах с большим количеством осадков (в северных) уровень грунтовых вод поднимается и снижается их карбонат¬ная жесткость (в результате разбавления осадками); это уси¬ливает способность вод к выщелачиванию извести в бетонных конструкциях. В засушливых районах, наоборот, из-за боль¬шого испарения влаги повышается концентрация минеральных солей в воде, что вызывает кристаллизационное разрушение бетонных конструкций. Испарение из грунтов влаги и их увлажнение приводят к движению в грунтах воздуха (кислорода), что также повы¬шает их коррозионную активность. Существует много разновидностей агрессивности грунтовых вод. Из них чаще всего выделяют общекислотную, выщелачи¬вающую, сульфатную, магнезиальную и углекислотную в зави¬симости от наличия в воде соответствующих примесей и их концентрации, указанных в СНиП 11.28—76. Воздействие отрицательной температуры. Некоторые кон¬струкции, например цокольные части, находятся в зоне пере¬менного увлажнения и периодического замораживания. Отри¬цательная температура (если она ниже расчетной или не приняты специальные меры для защиты конструкций от увлаж¬нения), приводящая к замерзанию влаги в конструкциях и грунтах оснований, разрушающе действует на здания. При замерзании воды в порах материала объем ее увели¬чивается, что создает внутренние напряжения, которые все воз¬растают вследствие сжатия массы самого материала под влия¬нием охлаждения. Давление льда в замкнутых порах весьма велико — до 20 Па. Разрушение конструкций в результате за¬мораживания происходит только при полном (критическом) влагосодержании, насыщении материала. Вода начинает замерзать у поверхности конструкций, а по¬этому разрушение их под воздействием отрицательной темпе¬ратуры начинается с поверхности, особенно с углов и ребер. Максимальный объем льда получается при температуре —22°С, когда вся вода превращается в лед. Интенсивность за¬мерзания влаги зависит от объема пор. Так, если вода в боль¬ших порах начинает переходить в лед при 0°С, то в капилля¬рах она замерзает только при —17°С. Самым устойчивым к замораживанию является материал с однородными и равномерными порами, наименее устойчи¬вым— с крупными порами, соединенными тонкими капилля¬рами, так как перераспределение в них влаги затруднено. Напряжение в конструкциях зависит не только от темпера¬туры охлаждения, но и от скорости замерзания и числа переходов через 0 °С; оно тем сильнее, чем быстрее происходит за¬мораживание. Камни и бетоны с пористостью до 15 % выдерживают 100—300 циклов замораживания. Уменьшение пористости, а следовательно, и количества влаги повышает морозостойкость конструкций. Из сказанного следует, что при замерзании разрушаются те конструкции, которые увлажняются. Защитить конструкции от разрушения при отрицательных температурах — это прежде всего защитить их от увлажнения. Промерзание грунтов в основаниях опасно для зданий, по¬строенных на глинистых и пылеватых грунтах, мелко- и средне-зернистых песках, в которых вода по капиллярам и порам поднимается над уровнем грунтовых
