2.3. Влияние отрицательных температур на основания и конструкции зданий

При отрицательных температурах основания под фундаменты, со­стоящие, в основном, из глинистых и пылеватых грунтов, мелких и среднезернистых песков промерзают, что может вызвать увеличение их объема — пуче­ние грунтов. Происходит это потому, что в этих грунтах вода в связанном со­стоянии в капиллярах находится выше грунтовых вод, а при замерзанииверхних слоев грунта происходит подсасывание воды из нижних слоев. При этом объем увеличивается и при температуре —22 °С давление от льда достига­ет 20 Па, что вызывает разрушение фундаментов и вышележащих стен.

При строительстве новых зданий вблизи существующих необходи­мы мероприятия, которые бы препятствовали увлажнению оснований су­ществующих фундаментов при отрывке вблизи них новых котлованов, ина­че произойдет их промерзание, и как следствие, деформации в здании.

Каменные и бетонные конструкции, соприкасающиеся с воздухом или грунтом, часто увлажняются и промерзают. От этого в них возникают большие напряжения и трещины. Обычно эти конструкции выдерживают не более 100-300 циклов замораживания или оттаивания. Чем меньше пористость материала, тем сопротивление разрушению, т. е. морозостойкость конструкции, повышается:

В условиях зимнего строительства не всегда выполняют достаточ­ный прогрев бетона и растворов, что приводит к их низкой прочности, и после размораживания возможны деформации и даже обрушения. Так 5-этажный кирпичный дом еще не сданный в эксплуатацию обрушился вес­ной 1963 года в Тракторозаводском районе г. Волгограда.

Для металлических конструкций также неблагоприятны низкие температуры. Поэтому важно строгое выполнение требований СНиП по назначению соответствующих марок сталей в зависимости от типов конст­рукций и температуры эксплуатации. Также важно выполнять конструк­тивные мероприятия, которые препятствовали бы хрупкому разрушению

43

конструкций при низких температурах. К сожалению, были случаи, когда металлические конструкции, выполненные для южных районов, завозились на север и там разрушались еще до монтажа.

Деревянные конструкции при низких температурах и повышенной влажности испытывают большие напряжения, которые могут привести к возникновению и развитию трещин. Это можно наблюдать в чердачных помещениях: обрешетка и стропила намокают при некачественной кровле, а зимой промерзают. При этом доски растрескиваются, соединения в узлах и стыках ослабляются; и происходит деформирование элементов. Неблаго­приятны низкие температуры к клееным конструкциям, выполненным сдефектами.

2.4. Коррозионное разрушение конструкций

Существует ряд причин коррозионного разрушения металлических и неметаллических (бетонных, каменных, деревянных, пластмассовых и др.) конструкций. Они возникают от физических, химических, электрохи­мических и биологических воздействий. Процессы коррозии неметалличе­ских материалов отличаются от процессов коррозии металлов. Если для металлов коррозия происходит на границе металла и среды, то коррозияпористых неметаллов происходит и на границе со средой и в глубине мате­риала, что обуславливается процессами диффузии. Все зависит от природы материала (органического или неорганического происхождения) и агрес­сивности среды: концентрации вредных веществ, температуры и воздейст­вия химических реагентов.

Например, пластмассы и резины при воздействии на них агрессив­ных сред теряют свою эластичность, твердеют и становятся рыхлыми и их прочностные свойства резко снижаются.

Бетон и каменные материалы разрушаются от воздействия агрес­сивной среды при образовании в его порах новых соединений большого объема.

Степень воздействия агрессивных сред на неметаллические конст­рукции определяется:

• для газовых сред — видом и концентрацией газов, растворимо­стью газов в воде, влажностью и температурой (табл. 2.1);

• для жидких сред — наличием и концентрацией агрессивностных агентов, температурой, величиной напора или скоростью движения жидко­сти у поверхности конструкции;

• для твердых тел (соли, аэрозоли, пыль, грунты) — дисперсно­стью, растворимостью в воде, гигроскопичностью, влажностью окружаю­ щей среды (табл. 2.2).

44

Таблица 2.1

Среды по степени воздействия на конструкции подразделяются на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные (табл. 2.3. и 2.4.).

45

Таблица 2.3

При неагрессивной среде в течение года эксплуатации не снижает­ся прочность материала, и отсутствуют внешние признаки коррозии.

При слабоагрессивной среде теряется прочность до 5 % и наблюда­ется слабое поверхностное разрушение материала. Среднеагрессивная сре­да дает 5—20 % потери прочности материала, наблюдаются волосяные тре­щины, повреждения угловых зон.

При сильноагрессивной среде потери прочности достигают более 20 % и наблюдается сильное растрескивание материала.

Особенно вредные воздействия на конструкции оказывают:

• углекислый газ, сернистый ангидрид, фтористый водород, а также щелочи и кислоты;

• масла, нефть, нефтепродукты, растворители, различные виды сельскохозяйственных удобрений (фосфорные, аммонийные, азотные, калийные) и др.

Защиту строительных конструкций от коррозии выполняют в зави­симости от агрессивности среды и видов строительных материалов в соответствии со строительными нормами [52].

46