Ухудшение состояния перекрытий, их разрушение

Причины ухудшения состояния перекрытий

Ухудшение состояния конструкций перекрытий вызывают вредные физические, химические и биологические воздействия. К физическим могут быть отнесены: пожар, вибрации, перегружение, повреждения во время войны, но самым опасным является эрозия, вызываемая увлажнением. Химическое воздействие в большинстве своем связано с увлажнением, но это может быть и снижение прочности глиноземистых цементов. Вред биологического воздействия проявляется главным образом в деревянных конструкциях, что связано с появлением сырости.

Далее причины ухудшения состояния рассматриваются на примерах конструкций из древесины, шлакобетона и глиноземистого цемента.

Для ухудшения состояния деревянных конструкций характерно обычно вредное влияние распространения грибков, в меньшей степени вредителей насекомых. Для жизнедеятельности дереворазрушающих грибков и насекомых и их размножения необходима повышенная по сравнению с воздушной влажность. При появлении влаги развитие биологических вредителей неимоверно ускоряется, и деревянные элементы конструкции могут быть разрушены иногда в течение нескольких месяцев. При дефектах изоляции или нарушениях в санитарно-технических системах здания влага может попасть в любое место перекрытия, но, как правило, она распространяется по стенам. Поэтому наиболее часто встречаются разрушения балок перекрытий в местах заделок в стены, когда они уже не выдерживают далее срезывающих напряжений.

Заполнителем шлакобетонных конструкций является дешевый и легкий котельный шлак. Шлакобетон как правило раньше применяли только в качестве заполняющих пространство конструкций. При устройстве перекрытия поверх слоя шлакобетона делали в одном или двух направлениях своды из несущего тяжелого бетона. Чуть позже в большом количестве стали выполнять конструкции из армированного шлакобетона (шлакожелезобетон). Использованный шлак многие десятилетия находился на открытом воздухе и многочисленные дожди вымыли из него серу. Конструкции из армированного шлакобетона на основе выщелоченного шлака и сегодня соответствуют требованиям, предъявляемым к ним по их назначению.

По мере истощения запасов выщелоченных шлаков начали использовать и более свежие шлаки (содержание серы все увеличивалось) , а затем и совершенно свежие. Конструкции из бетона, приготовленные на шлаках с большим содержанием серы, обычно служат лишь до тех пор и соответствуют своему назначению, пока их влажность не превысит влажности воздуха. Вода, растворяя серу в шлаке, образует серную или сернистую кислоту. Эти кислоты химически воздействуют на стальную арматуру, и вследствие уменьшения поперечного сечения арматуры шлакожелезобетонные конструкции превращаются по сути в бетонные, перестают выдерживать растягивающие, изгибающие и срезывающие усилия и разрушаются. Разрушение не предваряется прогибом перекрытия, наступает внезапно.

Причиной переувлажнения могут быть, с одной стороны, дефекты санитарно-технического оборудования (например, нарушение гидроизоляции пола в ванной комнате), с другой - впитывание перекрытием влаги, поступающей снизу, например над плитой или ванной комнатой.

Бокситовый (глиноземистый) цемент в основном применялся в середине 20-го века. для ускорения распалубки железобетонных конструкций, так как этот цемент твердеет значительно быстрее по сравнению с другими. При его применении особое внимание следует обращать на сильный разогрев во время схватывания, однако это имеет свои преимущества при строительстве в зимних условиях.

В 50-е годы прошлого века многие исследователи установили, что прочность бокситового цемента из-за протекающих в нем химических реакций со временем снижается. Устойчивым стало мнение о том, что прочность его с течением времени снижается до нуля. Поэтому особенно тщательно обследовались все конструкции, выполненные из железобетона на основе бокситовых цементов, и, кроме того, был введен учет таких конструкций. В начале 70-х годов исследователи установили, что прочность бокситовых цементов не достигает нулевой величины, а сходится к некоторому значению, на основе этого и осуществляются экспертные оценки в наши дни.


Определение степени разрушения

Степень разрушения главных и второстепенных несущих конструктивных элементов определяет эксперт или специализированная организация. Экспертиза может подтвердить достаточную или недостаточную несущую способность, степень разрушения между двумя этими крайними состояниями и дать рекомендации по методу восстановления (ремонта). Эксперт обследует дефекты, основываясь на осмотрах, испытаниях и пробных нагрузках.
Осмотром обычно определяются увеличение деформаций упругих конструкций и картина трещин у тех перекрытий, главные конструкции которых выполнены из упругих материалов, т. е. из стали или железобетона. Путем испытаний конструктивных элементов эксперт может убедиться в их состоянии.

Для деревянных конструкций определяется степень поражения грибками и насекомыми, для стальных - степень поражения коррозией, для бетонных - их прочность. В процессе испытаний используют неразрушающий или лабораторный метод испытаний отобранных (вырезанных) образцов.

При обследовании перекрытий, изготовленных из стальных главных и второстепенных несущих конструктивных элементов, используют ультразвуковые или рентгеновские. методы испытаний, так как они пригодны не только для определения местоположения стальных конструкций, но и для определения степени поражения коррозией. Такие испытания целесообразно поручать специализированным организациям.

Метод пробных нагрузок, проводимый на основании всестороннего учета конструктивных особенностей, может быть оправдан лишь исключительно для конструкций, деформации которых можно измерить. Бывают случаи, когда несущая способность перекрытия не может быть соотнесена ни с действующими в настоящее время, ни с действовавшими в период проектирования нормативами, однако многолетняя эксплуатация все-таки подтверждает, что несущая конструкция соответствует своему назначению. Нет смысла подвергать пробным нагрузкам конструкции, не имеющие измеримых показателей деформаций, поскольку они могут хрупко разрушиться.

К недостаткам пробного нагружения относится то, что оно подтверждает только моментальную несущую способность и невозможно установить, как будет вести себя стареющая конструкция в следующем году, какую несущую способность она будет иметь.


Оценка требований, предъявляемых к перекрытиям

Перекрытия, состояние которых имеет признаки старения, также должны удовлетворять некоторым основополагающим требованиям. Это в порядке убывания важности требования как к несущим конструкциям, так и к конструкциям зданий, их эстетика. Такая последовательность верна только в общем плане, ибо в некоторых случаях отдельные требования становятся превалирующими.

Основные требования определяются суммой частных:
- требования к несущим конструкциям включают: требования необходимой грузоподъемности, долговечности, соответствующему сохранению формы, необходимой упругости и желаемой стойкости к пожару;
- требования к ограждающим конструкциям здания включают: требования к теплоемкости и теплоизоляции, звукозаглушению и звукоизоляции, защите конструкций от увлажнения, к размещению коммуникаций, к соответствующей облицовке;
- эстетические требования включают: требования к определению допустимого раскрытия образующихся трещин, к предотвращению образования трещин по линиям соединений главных и второстепенных конструктивных элементов, к соответствующему исполнению нижней плоскости перекрытий, к ограничению деформаций в необходимых пределах; требование ремонтопригодности.


Общие точки зрения на ремонт

Необходимость обновления конструкций перекрытий вызывается, с одной стороны, отклонениями от какой-либо части общих требований, с другой - ухудшением состояния конструкций. Частные требования к перекрытию под застраиваемым чердачным пространством могут измениться, например, с точки зрения несущих конструкций - из-за возрастания нагрузок, с точки зрения конструкций здания - из-за недостаточности звукозаглушения, с точки зрения эстетики - из-за образования чрезмерных деформаций.

Изменение состояния перекрытия может вызвать, например, физическое воздействие пожара, химическое - коррозии арматуры, биологическое - заражения грибковыми заболеваниями. Метод ремонта определяется экспертом или специализированной организацией.

В процесс е экспертных обследований необходимо определить причины, наносящие ущерб. Недостаточно, следовательно, при треснувшем перекрытии исследовать только дефектный участок, но необходимо изучить все здание с точки зрения сопротивления материалов. Эксперт поэтому должен иметь инженерную подготовку и располагать достаточным профессиональным опытом. Правильно, если эксперт уже в начале работы примет во внимание возможности застройщика и свои технические выводы будет делать при постоянном согласовании с ним.