CC BY
520
ДЕФЕКТЫ НАРУЖНЫХ КИРПИЧНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ, ДОСТРАИВАЕМЫХ ПОСЛЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ПЕРЕРЫВА
THE DEFECTS OF EXTERIOR BRICK WALLS, WHICH WERE BUILD AFTER A LONG BREAK
A.H. Малахова, A.C. Балакшин A.N. Malahova, A.S.Balakshin
ФГБОУ ВПО МГСУ
Описывается процесс увлажнения незащищенных стен, особенность и опасность увлажнения стен из лицевого пустотного кирпича, связь конструктивного решения и процесса высыхания стен.
Describes the process of moistening unprotected walls, the features and the danger of moistening of walls made from the facial hollow bricks, the relationship of constructive solutions and the drying process of the walls.
Дефекты кирпичных стен, как и других конструктивных элементов здания, могут иметь разнообразные проявления. Они характеризуют определенную степень износа отдельных конструктивных элементов, которая влияет на износ здания в целом.
Появление дефектов может быть в какой-то мере неожиданным и быть связано с причинами, которые на первый взгляд не столь очевидны. В статье обсуждается возможность появления дефектов лицевой поверхности кирпича на фасаде зданий, достраиваемых после длительного перерыва
В качестве примера рассматривается 16-ти этажный кирпичный жилой дом со встроено-пристроенными помещениями, построенный в одном из населенных пунктов Московской области по проекту, разработанному в 1983 году мастерской ТПМ1 Мос-гражданпроекта.
Особенностью возведения этого здания явилось наличие длительного перерыва в его строительстве. Так, к 1994 году было возведено девять этажей здания без устройства перекрытия над девятым этажом. Затем, вплоть до 2002 года, когда было принято решение о продолжении строительства, недостроенное здание простояло без надлежащей консервации. Перед продолжением строительства по результатам обследования недостроенного объекта было решено разобрать стены девятого этажа и продолжить возведение здания. Состояние облицовки наружных стен первого-восьмого этажей здания тогда не вызывало нареканий. Здание было введено в эксплуатацию в 2005 году.
Конструктивное решение наружных кирпичных стен обследуемого здания приведено на рисунке 1. Стена толщиной 640 мм, кладка сплошная, выполнена из одинарного полнотелого керамического кирпича с облицовкой из лицевого одинарного керамического кирпича.
Следует отметить, что ко времени принятия решения о продолжении возведения здания изменились требования (в сторону увеличения) относительно теплозащитных
8/2011
ВЕСТНИК _МГСУ
свойств ограждающих конструкций [1]. При проектировании зданий стали применяться другие конструктивные решения наружных стен, а именно многослойные стены. Конструктивное решение таких стен может быть следующее: на несущий слой кирпичной стены с наружной стороны закрепляется утеплитель, который защищается от атмосферных воздействий отделочным слоем. Стены могут быть с вентилируемой воздушной прослойкой (навесная фасадная система) и без воздушной прослойки при отделочном штукатурном слое или защитной кирпичной стенке [4] Очевидно, что конструктивное решение наружных стен здания требовало корректировки.
1 2
А
шЗВпЕ
, >: Г
шятг
ттт
: "> I
□с
6Ь0
Рис.1. Конструктивное решение наружных кирпичных стен здания;
1- лицевого керамического кирпича,
2- полнотелого керамического кирпича
В ходе первых же лет эксплуатации рассматриваемого в качестве примера здания появились многочисленные дефекты лицевого слоя наружных стен, количество которых, а также степень разрушения облицовочного кирпича с годами продолжали увеличиваться. В итоге, к середине 2011 года, наружные кирпичные стены здания выглядели так, как показано на рисунках 2 и 3.
На фотографиях представлен общий вид фасадов здания. Выраженные признаки разрушения наружных стен со стороны каждого из фасадов можно наблюдать на площади более 50%. Признаки разрушения облицовки стен из лицевого кирпича имеют место для первого-восьмого этажей здания. Видимые дефекты лицевой поверхности стены на фасадах здания в пределах девятого-шестнадцатого этажей отсутствуют.
Следует отметить, что максимально интенсивное проявление признаков разрушения лицевого кирпича (смотри рис. 2 и 3) фиксируется на восьмом этаже под междуэтажным перекрытием, то есть в кладке первой очереди возведения здания, выполненной до длительного перерыва в строительстве. Максимальное разрушение лицевого кирпича характерно также для наружных стен пристройки к зданию, возведение которой осуществлялось в тот же период.
Таким образом, можно констатировать, что: о здание строилось по проекту 1983 года, в котором не могли быть учтены современные требования по теплоизолирующей способности наружных стен здания. С принятием решения о возобновлении строительства здания в 2002 году в условиях изменившихся требований к сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций зданий конструктивное решение наружных стен здания в отношении теплозащитных свойств было оставлено без изменения;
о длительный перерыв в строительстве здания без надлежащей консервации объекта мог стать причиной появления дефектов лицевой поверхности кирпича на фасаде здания впоследствии уже на стадии эксплуатации жилого дома.
Известно, что в соответствии с нормами проектирования каменных и армокамен-ных конструкций [3, 4] не допускается применение пустотелого керамического кирпича в условиях, приводящих к его систематическому переувлажнению в стадии эксплуатации, а именно, для наружных стен помещений с мокрым режимом, для наружных стен подвалов и цоколей. Для наружных стен рассматриваемого здания условия длительного переувлажнения возникли в построечных условиях. Так, длительный (около 10 лет) перерыв в строительстве здания без надлежащей консервации объекта (без возведения временной кровли) привел к длительному систематическому переувлажнению возведенных наружных стен первого-девятого этажей, к их многократному замерзанию и оттаиванию.
Систематическое увлажнение атмосферными осадками наружных кирпичных стен с облицовкой из лицевого кирпича, оставленных без надлежащего укрытия на длительный срок, можно считать интенсивным еще потому, что атмосферная влага во время дождя, попадая на перекрытие над восьмым этажом (на верхнее перекрытие недостроенного здания), проникала в толщу кирпичных стен.
Рис.2. Общий вид здания с видимыми дефектами лицевой поверхности стены на фасаде (фото 1)
Рис.3. Общий вид здания с видимыми дефектами лицевой поверхности стены на фасаде (фото 2)
8/2011 ВЕСТНИК
Многопустотные железобетонные плнты перекрытия пролетом L = 6,4 м, примененные при строительстве здания, выполняются, обычно, с предварительно напряженной арматурой и первоначально имеют небольшой выгиб. Выгиб мог способствовать перемещению атмосферной воды по перекрытию к стенам, собирая ее с довольно большой площади. Далее, вода по швам сопряжения плит перекрытия со стенами попадала внутрь наружной стены. Часть воды с верхнего перекрытия недостроенного здания через швы между плитами просачивалась на нижележащие перекрытия. Аналогичный процесс перемещения воды по плитам перекрытия к наружным стенам, но в меньших количествах мог наблюдаться и там.
Разрушение лицевой поверхности кладки вследствие многократного увлажнения и последующего обмерзания стены, как правило, характеризуется появлением следующих дефектов: шелушением и выветриванием наружной поверхности кирпичей, понижением плотности керамического камня, изменением химического состава материалов кладки, разрушением наружной стенки кирпичей, выветриванием раствора из швов кладки. Все эти признаки разрушения имеют место для облицовки из лицевого керамического кирпича рассматриваемого здания. Результаты обследования технического состояния облицовочного слоя наружных стен здания представлены на рисунке 4.
Следует отметить, что от прочности пустотелого лицевого кирпича, его морозостойкости и толщины наружной стенки будет зависеть возможность проникновения дождевой воды в пустоты кирпича. Проникновению дождевой воды внутрь пустот может также способствовать косой дождь, подрезка раствора заполнения межкирпичных швов вогнутым способом, а также неудовлетворительное состояние швов кирпичной кладки.
Для обеспечения долговечности лицевого слоя кирпичной кладки в настоящее время отечественными производителями (например, ОАО «Голицынский Керамический Завод») налажен выпуск лицевого кирпича с толщиной наружной стенки - 20 мм (нормативная толщина стенки - 12 мм) при повышенных марках по прочности (М175) и морозостойкости (Б100).
Нормативный срок службы сплошных кирпичных стен зданий (до проведения капитального ремонта) составляет 100 - 150 лет. Однако эти утверждения относятся, прежде всего, к наружным кирпичным стенам из полнотелого кирпича отапливаемых зданий. Пустотелый же кирпич в условиях систематического переувлажнения способен накапливать влагу в пустотах, которая проникая в поры и микротрещины материала, при замерзании будет вызывать разрушение лицевой поверхности кирпича.
Процесс высыхания кирпичных стен в эксплуатационный период связан с температурой во внутренних помещениях здания, которая, в том числе, определяется теплозащитными свойствами наружных стен здания.
При этом сплошные стены по сравнению с многослойными стенами с точки зрения их сохранности имеют преимущество. В [5] обобщены результаты сравнительного обследования технического состояния сплошных кирпичных стен старых зданий и многослойных стен новых зданий, удовлетворяющих современным теплотехническим требованиям в отношении комфортности и экономии энергии. Выводы были сделаны следующие: однослойные наружные стены старых зданий не включают в себя никаких материалов, которые могли бы терять свои свойства при выпадении небольшого количества конденсата зимой и довольно сильном высыхании в летний период, поэтому они остаются сохранными в течение десятилетий, хотя с современной точки зрения их теплозащитные свойства неудовлетворительны.
ВЕСТНИК МГСУ
8/2011
Рис.4. Разрушение лицевой поверхности кладки
В процессе старения каждое здание проходит несколько стадии от малого до полного износа [6]. Динамика прохождения стадий износа - малый износ, повреждения, разрушения, полный износ - разная. Как следует из рисунка 5, признаки малого износа при надлежащих условиях эксплуатации проявляются в течение относительно длительного периода, затем, при появлении повреждений и при отсутствии своевременного ремонта можно наблюдать быстрое развитие износа как отдельных конструктивных элементов, так и здания в целом.
Рис.5. Динамика проявления износа отдельных конструктивных элементов и здания в целом.
Рассмотрев (на конкретном примере) причины появления и развития дефектов лицевой поверхности кирпичной кладки зданий, достраиваемых после длительного перерыва, можно сделать следующие выводы:
о длительный перерыв в строительстве зданий без надлежащей консервации объекта может привести к относительно быстрому появлению и последующему ускорен-
Б/2011 ВЕСТНИК
ному развитию видимых повреждений лицевой поверхности кладки в эксплуатационный период. В этом случае процесс развития дефектов корреспондируется с динамикой проявления износа отдельных конструктивных элементов и здания в целом;
o развитию процесса разрушения лицевой поверхности кладки в построечный период способствует систематическое переувлажнение наружных стен атмосферной влагой, как непосредственно попадающей на стены, так и стекающей к стенам с перекрытий здания с последующим замерзанием и оттаиванием стен. Причем пустотелый кирпич в отличие от полнотелого кирпича не может без риска разрушения подвергаться систематическому увлажнению атмосферными осадками;
o дальнейший процесс разрушения лицевой поверхности кладки при эксплуатации зданий связан с продолжающимся увлажнением стен при невыполнении мероприятий по защите (укреплению) наружной поверхности стен, например, штукатуркой, а также с отсутствием мероприятий по утеплению стен. Недостаточное сопротивление теплопередаче наружных стен, приводит к понижению температуры внутренней поверхности наружных стен, выпадению на стенах конденсата и замедлению высыхания стен.
Литература
1. СНиП II-3-79*. Строительная теплотехника/Госстрой России. - М.: ГУЛ ЦПП, 2001, 29 с.
2. Гликин С.М. Современные ограждающие конструкции и энергоэффективность зданий. -М.: ГУЛ ЦПП, 2003 - 157 с .
3. СНиП II-22-81*. Каменные и армокаменные конструкции. - М.: ФГУПЦПП 2007 - 40 с.
4. Пособие по проектированию каменных и армокаменных конструкций (к СНиП II-22-81). -М.: Центральный институт типового проектирования, 1987, 152 с.
5. Дитрих X. Повышение надежности конструкций зданий при модернизации. - М.: Стройиз-дат, 1993 - 80 с.
6. Техническое обслуживание и ремонт зданий и сооружений/Справочное пособие под редакцией М.Д. Бойко. - М.: Стройиздат, 1993, 207 с.
Literature
1. SNiP II-3-79 *. Construction Firing / State Building in Russia. - M.: State Unitary Enterprise CPP, 2001, 29 p.
2. Glikin S.M. Modern building envelope and energy efficiency in buildings. - M.: State Unitary Enterprise CPP, 2003, 157 p.
3. SNiP II-22-81 *. Stone and reinforced construction. - M.: State Unitary Enterprise CPP 2007, 40 p.
4. Manual for the design of masonry and reinforced masonry structures (to SNiP II-22-81). - Moscow: Central Institute of model design, 1987, 152 p.
5. Dietrich H. Improving the reliability of structures of buildings during modernization. - Moscow: Stroiizdat, 1993, 80 p.
6. Maintenance and repair of buildings / Reference Manual, edited by M.D. Boyko. - Moscow: Stroiizdat, 1993, 207 p.
Ключевые слова: Разрушение лицевой поверхности кирпичной кладки, консервация объекта, сопротивление теплопередаче наружных стен, атмосферная влага.
Key words: The destruction of the front surface of masonry, conservation facility, thermal resistance of external walls, the atmospheric moisture.
Телефон: 8.499.186.31.60.
E-mail: [email protected].
Рецензент: к.т.н. МорозоваД.В., доцент кафедры «Строительные конструкции» Московского государственного открытого университета
