Современные научные разработки проблемы долговечности зданий и сооружений


Несмотря на сложности, в последнее время отраслевая наука восстанавливается, укрепляется её связь с производством, научные разработки стали более востребованы на практике. В том числе актуальны исследования, направленные на обеспечение долговечности зданий, сооружений.

Обеспечение долговечности зданий и сооружений - понятие емкое. Оно включает в себя как технологические требования, так и конструктивные, несоблюдение которых приводит, как правило, к преждевременному разрушению или эксплуатационной непригодности конструкций или здания в целом. По данным натурных наблюдений, анализа проектных материалов, экспертной оценки специалистов, установлено, что агрессивному воздействию подвергаются в различных отраслях народного хозяйства от 15 до 75% строительных конструкций зданий и сооружений.

Развитие монолитного высотного строительства выдвигает проблему долговечности на первый план. Кроме того, сильная изношенность основных фондов требует, чтобы была разработана система экспертной оценки состояния конструкций зданий и сооружений различного назначения, выявлены причины разрушений, сделан прогноз остаточного ресурса. Одним словом, необходим мониторинг состояния конструкций с учетом коррозионных повреждений. Необходимо отметить, что сегодня нет комплексной методики, позволяющей вести такой мониторинг. Но надо отдать должное московскому правительству, которое уделяет этому вопросу существенное внимание, и секции «Строительство» Российской инженерной академии, которая в настоящее время ведет работы в данном направлении.

За последние пять лет учеными вузов и научных организаций разных стран выполнен большой комплекс исследований в области моделирования коррозионных процессов. Разработаны математические модели прогнозирования коррозионной стойкости бетона при воздействии различных агрессивных сред и знакопеременных температур. Известны методы и критерии оценки стойкости бетона, арматурных сталей, защитных покрытий при воздействии на них агрессивных природных и техногенных сред. Разработки использованы при обследовании коррозионного состояния большого числа эксплуатируемых строительных объектов. Существуют технические решения и рекомендации по ремонту и защите ряда транспортных, гидротехнических, промышленных и других сооружений, в том числе резервуаров жидкого аммиака, грануляционных башен, опор линий электропередачи, коллекторов сточных вод, канализационных сооружений Курьяновской, Солнечногорской, Люберецкой и других сооружений водоочистки.

Заслуживает особого внимания получение высокопрочных бетонов (классов по прочности В50 - В60) и сверхвысокопрочных (классов по прочности В80 - В90), тяжелых и мелкозернистых, а также бетонов более низких классов, но обладающих низкой проницаемостью (марка по водонепроницаемости более W16) и высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах.

На новом современном уровне находятся работы по созданию химических добавок, модификаторов бетонной смеси, позволяющие получить высокоподвижные самовыравнивающиеся и самоуплотняющиеся бетонные смеси, с осадкой конуса до 28 см, требуемой долговечности. Применение модификаторов бетонной смеси позволило разработать высокопрочные легкие бетоны классов по прочности до В50.

Выполнены исследования коррозионных свойств современных высокопрочных бетонов, обладающих особо низкой проницаемостью. Это позволило во многих случаях отказаться от вторичной защиты и использования сульфатостойких цементов.

Однако изучение длительности коррозионной стойкости высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов необходимо продолжать, учитывая некоторые особенности их физико-технических и деформативных свойств.

В последние годы нашли широкое применение в технологии бетона противоморозные добавки, ускорители твердения, что также требует тщательного подхода к изучению коррозионной стойкости бетонов и арматуры с такими добавками. Здесь наметилось тесное сотрудничество науки с серьезными производителями добавок и имеется положительный опыт использования добавок, выпускаемых ОАО «Полипласт», ООО «СКТ-Стандарт», 000 «Полирелакс» и другими.

Серьезную опасность для бетона конструкций представляют реакционноспособные заполнители. НИИЖБом совместно с ФГУП «ВНИПИИстромсырье» проведены исследования заполнителей, выпускаемых производителями Северо-Запада РФ, на склонность к коррозии в щелочной среде бетона и разработаны практические рекомендации «По технологии защиты бетона и железобетона с реакционноспособными заполнителями».

В лаборатории коррозии и долговечности бетонных, железобетонных конструкций НИИЖБ разработаны и в практике отечественного строительства широко применяются антикоррозионные и гидроизоляционные материалы. Используются разработки по предупреждению поражения строительных конструкций грибками, а также по способам удаления высолов со строительных конструкций. Существует новая неметаллическая композитная арматура периодического профиля (защищенная тремя патентами), которая по своим прочностным характеристикам не уступает стали А500С.

Нельзя не остановиться на состоянии нормативной базы в области защиты от коррозии строительных конструкций. Введение закона о техническом регулировании внесло некоторую дезорганизацию в вопросы нормирования. Наделение разработчика правом создания и утверждения нормативной доку меч нации ни к чему хорошему не приведет. Сегодня это стало ясно. Многие крупные организации пошли по пути разработки стандарта предприятия, в том числе в области защиты от коррозии строительных конструкций. При этом идет переписывание основных положений СНиП 2.03.11 -85 со свободной их интерпретацией, что не допустимо.

НИИЖБ прикладывает определенные усилия, направленные на разработку основополагающих документов в области защиты от коррозии. В соответствии с опытом, накопленным в результате многолетних исследований, защита от коррозии железобетонных конструкций разделена на первичную и вторичную.

К методам первичной защиты относятся все те мероприятия, которые выполняются на стадии изготовления бетона:

    *
      назначение требований по плотности и
    *
      проницаемости;
    *
      выбор цемента, заполнителей;
    *
      применение минеральных и химических добавок;
    *
      выбор арматуры, назначение толщины;
    *
      защитного слоя бетона для арматуры;

и т. п.

Однако этот способ защиты оправдан в основном для конструкций, предназначенных для работы в слабоагрессивных и некоторых среднеагрессивных средах, что составляет около 30% от общего объема конструкций, работающих в агрессивных средах. В большинстве случаев в средне-и сильноагрессивных средах наиболее экономически оправданными являются вторичные методы защиты - это поверхностная защита бетонных и железобетонных конструкций материалами, позволяющими сохранить эксплуатационные свойства бетонных и железобетонных конструкций на расчетный срок службы зданий и сооружений. Такой подход, безусловно, заслуживает самого серьезного внимания. При условии правильного выбора средств и методов защиты применительно к тем или иным условиям эксплуатации долговечность конструкций может быть обеспечена, а межремонтные сроки увеличены в 2-3 раза.

В течение последних пяти лет разработаны Московские городские строительные нормы по защите от коррозии железобетонных конструкций жилых и общественных зданий (МГСН 2.08.01) и по защите транспортных сооружений (МГСН 2.09.03), в которые внесены последние разработки ведущих институтов и предприятий.

В настоящее время продолжается совершенствование нормативной базы в области защиты от коррозии строительных конструкций. Разрабатывается межгосударственный стандарт «Защита железобетонных конструкций от коррозии. Общие технические требования», который гармонизируется с европейскими стандартами в этой области. Вскоре должен быть принят и национальный стандарт «Методы коррозионных испытаний бетона, стальной арматуры и защитных покрытий».

Совершенствование нормативной документации продолжается в тесном контакте с представителями большого количества научных и производственных организаций, что, в конечном счете, вселяет надежду на повышение надежности и коррозионной стойкости железобетонных конструкций, а следовательно, зданий и сооружений в целом.

Качество и долговечность зданий и сооружений могут быть обеспечены созданием коррозионностойких конструкций. Для этого применяются строительные материалы нового поколения, такие как новые виды арматурных сталей высокой надежности, неметаллическая композитная арматура, а также используются экономичные заводские технологии.

Необходимо направить усилия научных работников, проектировщиков и архитекторов на разработку системы расчета нормативного срока службы зданий и сооружений с учетом перспективного развития городов. Выбор средств первичной и вторичной защиты конструкций должен быть обоснован и связан с проектным сроком эксплуатации здания. Обеспечить долговечность зданий и сооружений без больших затрат можно, если при проектировании, расчете и изготовлении конструкций учитывать проектный срок службы конструкции.

В.Ф. Степанова, д.т.н., профессор, НИИЖБ, филиал ФГУП «НИЦ «Строительство»


Журнал "Технологии бетонов" №2, 2008   13.03.2008

Copyright 2006 ЗЖБИ-500     Карта сайта
Реклама на сайте
|