CC BY
67
/84 Civil SecurityTechnology, Vol. 8, 2011, No. 3 (29)
УДК 699.88 + 692.232.44
Инженерная безопасность эксплуатации жилых зданий со стеновыми панелями из автоклавного газобетона
ISSN 1996-8493
© Технологии гражданской безопасности, 2011
В.Б. Cальников, В.А. Беляков
Аннотация
В статье представлены исследовательские методы оценки физического износа панелей из легких бетонов.
Ключевые слова: панель из ячеистого бетона; аварийное состояние; влажность; физический износ; ремонт бетона; инженерная безопасность.
Engineering Safety of Cellular Concrete Wall Panels of Civil Buildings
ISSN 1996-8493
© Civil Security Technology, 2011
V. Salnikov, V. Belyakov
Abstract
The article is devoted the offers on improvement of the research estimation methods physical wear-out of lightweight aggregate concrete panels.
Key words: cellular concrete panels; emergency condition; moisture; physical wear-out; repair concrete; engineering safety.
В настоящее время в периодической печати все чаще встречаются статьи об авариях и обрушениях несущих конструкций ветхих домов жилого фонда вследствие их недостаточной несущей способности и отсутствия достоверных критериев оценки их физического износа от долговременной эксплуатации.
Физический износ конструктивных элементов дома, а также необходимость их замены ввиду аварийного состояния определяются в соответствии с ВСН 53-86(р) «Правила оценки физического износа жилых зданий» [1]. Однако для наружных панельных стен из ячеистого бетона в Методике оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений МЧС России [2] и в ВСН 53-86(р) данные показатели отсутствуют.
Между тем панельные здания с такими стенами составляют значительную долю жилищного фонда в Уральском регионе. Поэтому отсутствие методики определения показателей физического износа этих панелей и сроков начала их своевременного ремонта может существенно влиять на величину и эффективность капитальных вложений в работы по ремонту и реконструкции этих зданий. Это справедливо как для случая недооценки, так и для необоснованного преувеличения степени физического износа конструкций. Кроме того, от степени физического износа панелей наружных стен зависят выбор схемы утепления стен и определение рациональной величины финансовых затрат на утепление.
При отсутствии достоверной методики оценки данных конструктивных элементов из легких бетонов возникает риск аварийного разрушения стеновых конструкций, что влечет за собой угрозу жизни и безопасности людей, проживающих в эксплуатируемых зданиях.
В ФГАОУ «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина» при участии сотрудников Уральского филиала ФГУ «ВНИИ ГО ЧС» (Федеральный центр науки и высоких технологий) проводятся исследования показателей физического износа панельных стен из ячеистого бетона, которые позволят обоснованно определять длительность их эксплуатации до капитального ремонта.
Авторами была проанализирована возможность применения показателей, приведенных в ВСН 53-86 (р) [1], для панелей из ячеистого бетона. Показатели ВСН определяют степень физического износа и наступление аварийного состояния.
Характер разрушения стен крупнопанельных жилых зданий старой застройки показан на рис. 1.
Конструктивной особенностью панелей из ячеистого бетона является обязательное наличие фасадного отделочного слоя с нормируемыми показателями водозащитных свойств.
Показатели физического износа панельных стен, приведенные в ВСН, недостаточно тесно связаны
с уровнем водозащитных свойств отделочного слоя. Наряду с этим ВСН не включает в число показателей, изменение которых характеризует фактический износ панелей, важнейшие свойства ячеистого бетона, такие как прочность и теплофизические показатели. Эти показатели зависят от влажности бетона, которая на протяжении всего срока эксплуатации должна быть меньше нормативной. Ниже будет показано, что эти показатели не могут быть непосредственно использованы для определения степени физического износа панелей из ячеистого бетона.
Ввиду сложности проблемы разработки нормативов, определяющих физический износ и необходимость ремонта панелей из ячеистого бетона, требуется длительный период времени для их разработки. В то же время повседневные запросы не позволяют откладывать на длительный срок достоверное определение степени физического износа и необходимости ремонта ячеисто-бетонных панелей.
С одной стороны, недооценка требуемых затрат на устранение дефектов и осуществление ремонта панелей, особенно при значительном объеме подлежащего ремонту крупнопанельного жилья, может привести к недостаточному финансированию работ по ремонту жилых зданий и в целом к невыполнению задач национального проекта «Доступное жилье».
С другой стороны, неоправданное увеличение планируемых затрат на ремонт наружных стен может дать возможность нецелевого использования бюджетного финансирования.
Поставленную задачу авторами предлагается решать следующим путем.
Н 1
&
Рис. 1. Разрушение сцепления фасадного отделочного слоя со стеновой панелью из ячеистого бетона жилого здания
^П SecurityTechnology, Vol. 8, 2011, No. 3 (29)
На первом этапе необходимо разработать временные показатели, а на втором этапе, после проведения необходимых научно-исследовательских работ, установить обоснованные нормативные значения показателей физического износа панельных стен из ячеистого бетона.
Принципиальным положением для определения нормативов физического износа панельных стен, по нашему мнению, должно быть разделение показателей на две группы: к первой должны быть отнесены показатели, описывающие состояние фасадного слоя панелей, состояние стыков панелей и т. п., ко второй группе — показатели состояния материала стены — ячеистого бетона.
На первом этапе допустимо временно использовать для определения показателей физического износа фасадной поверхности данные, приведенные в ВСН для панельных стен, с их корректировкой и учетом результатов исследований долговечности отделки фасадной поверхности панелей, полученных при лабораторных испытаниях.
Что касается непосредственно панелей, то использовать показатели износа, приведенные в ВСН, для заключения о необходимости капитального ремонта нельзя: даже полная совокупность этих показателей не свидетельствует об аварийном состоянии панели, т. к. не затрагивает жизнеобеспечивающие свойства панелей, а именно: прочность бетона, его теплофизи-ческие показатели и состояние стальной арматуры.
Для определения степени физического износа панели и объема ремонтных работ нами проанализировано изменение прочности ячеистого бетона и его тепло-физических показателей в процессе длительной эксплуатации. Изменение теплофизических свойств ячеистого бетона с течением времени можно оценивать по изменению его влажности. На графике (рис. 2) приведены данные по изменению влажности ячеистого бетона в г. Екатеринбурге по результатам исследований института УралпромстройНИИпроект и авторов.
Видно, что уровень влажности в процессе длительной эксплуатации (до 45 лет) сохраняется ниже нормативного.
Из рисунка видно, что этот показатель не может быть использован для оценки физического износа панелей ввиду его стабилизации при длительном сроке эксплуатации.
Изменение прочности ячеистого бетона связано с влиянием на него чередующегося замораживания и оттаивания, которое зависит от влажности самого бетона [4]. По данным [5] в условиях г. Екатеринбурга ячеистый бетон при установившейся влажности имеет морозостойкость, обеспечивающую возможность его эксплуатации в течение более 100 лет. Эти данные были получены по результатам многолетних непрерывных испытаний на замораживание и оттаивание герметизированных образцов ячеистого бетона с различными уровнями влажности от 3 до 45% по массе.
Соответственно этот показатель также не может быть использован для оценки степени физического износа панелей из ячеистого бетона на первом этапе.
Таким образом, единственный показатель, по изменению которого может быть сделан достоверный вывод о степени физического износа панели и необходимости ее ремонта и вообще о его целесообразности, — это состояние арматуры, т. е. интенсивность ее коррозии (степень коррозионного поражения).
На первом этапе для определения степени физического износа панелей из ячеистого бетона по состоянию коррозии стальной арматуры можно использовать (при обследовании зданий с такими панелями) с некоторыми допущениями Методику определения степени коррозии арматуры, предложенную ГУП «НИИЖБ» и ОАО Институт «УралНИИАС».
Разделение решения проблемы определения физического износа панельных стен из ячеистого бетона на два этапа позволит в приемлемые сроки разра-
$
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Срок эксплуатации, лет
♦ Исследования УралНИИАС и НИИЖБ ■ Исследования авторов -Среднее значение влажности
Рис. 2. Изменение влажности ячеистого бетона
ботать дополнения к ВСН, касающиеся панельных стен из ячеистых бетонов.
Полученные результаты предлагаются для совершенствования и развития положений Методики мониторинга состояния несущих конструкций зданий и сооружений МЧС РФ [3] и Методики оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений МЧС России [2] в части определения состояния строительных конструкций из легких энергосберегающих бетонов.
Заключение
1. Предлагаемый порядок определения показателей физического износа и степени этого износа, а также необходимости ремонта панельных стен из ячеистого бетона позволит обоснованно определять объемы финансирования ремонтных работ и, таким образом, обеспечивать выполнение плановых ремонтных показателей.
2. Возникнет возможность определения экономической целесообразности повышения теплозащитных свойств панелей, а также прогнозирования длительности эксплуатации панельных стен из ячеистого бетона до наступления срока их ремонта.
3. Достоверное определение степени физического износа панельных стен позволит избежать конфликтных ситуаций между организациями жильцов и административных органов при определении долевого участия жильцов в финансировании ремонтных работ.
4. Наиболее достоверным методом оценки физического износа панелей из ячеистого бетона, по мнению авторов, является оценка состояния рабочей арматуры панелей.
Литература
1. ВСН 53-86 (р) «Правила оценки физического износа жилых зданий». М.: Стройиздат, 1987. 65 с.
2. Методика оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений МЧС России. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2003. 89 с.
3. Методика мониторинга состояния несущих конструкций зданий
и сооружений МЧС РФ. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2008. 36 с.
4. Бабков В. В., Кузнецов Д. В., Сахибгареев Р. Р., Халимов Р. К. Проблемы долговечности автоклавного газобетона // Башкирский химический журнал. Уфа: НИИ «Реактив», 2006. № 2. С.12-14.
5. Силаенков Е. С. Долговечность изделий из ячеистого бетона. М.:
Стройиздат, 1986. 176 с.
Cведения об авторах
Cальников Виктор Борисович: к. т. н., Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, строительный факультет, кафедра «Системы автоматизированного проектирования объектов строительства», доцент.
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19. Тел.: (343) 247-11-33. E-mail: vbs@inpad.ru
Беляков Владимир Александрович: к. т. н., Уральский филиал ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ), с. н. с. 620100, г. Екатеринбург, ул. Большакова, 11а. Тел.: (343) 262-48-52.
E-mail: vniipurc@mail.ru, belyakow@rambler.ru
