CC BY
57
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА ПЛОСКИХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КРОВЕЛЬ КРУПНОПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ СЕРИИ 135 В УСЛОВИЯХ ИРКУТСКОГО РЕГИОНА
Петров Александр Владимирович
канд. техн. наук, профессор кафедры строительного производства, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83 Е-mail: irkut_invest@mail. т
Гуляева Виктория Николаевна
магистрант, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83 Е-mail: [email protected]
IMPROVEMENT OF TECHNOLOGY OF FLAT REINFORCED CONCRETE ROOFING OF LARGE-PANEL BUILDINGS SERIES 135 OVERHAUL IN THE CONDITIONS
OF THE IRKUTSK REGION
Alexander Petrov
candidate of technical sciences, Professor, Department of construction production,
Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia
Victoria Gulyaeva
candidate for a master's degree, Irkutsk National Research Technical University,
83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia
АННОТАЦИЯ
Цель. Разработка и совершенствование технологии капитального ремонта плоских железобетонных кровель крупнопанельных зданий серии 135 в условиях Иркутского региона. Методы. Проведены обследования, объектами которых являются конструкции кровель домов серии 135 в г. Иркутске. Изучены и сопоставлены проектные и эксплуатационные данные. При разработке безрулонного вида кровель была использована идея совмещения несущих и гидроизолирующих функций в одном конструктивном элементе - железобетонной кровельной плите. Гидроизоляционные свойства плит предполагалось достичь за счёт применения в их конструкции бетонов высоких марок по прочности и водонепроницаемости, предварительно напряжённой арматуры и нанесения на их наружную поверхность мастичного или окрасочного слоя. Результаты. Определены основные причины разрушений кровельных конструкций, приняты наиболее целесообразные ремонтные решения. Выводы. Установлено, что вследствие неадаптированного ухода в процессе эксплуатации здания, кровельные конструкции подвергаются морозной деструкции, выщелачиванию, что влечет за собой разрушение конструктива, если не применять своевременно рациональные профилактические и практические виды ремонтных работ.
ABSTRACT
Purpose. Development and Improvement of technology of flat reinforced concrete roofing of large-panel buildings series 135 overhaul in the conditions of the Irkutsk region. Methods. Surveys were carried out, the objects that are roof structures of the buildings with series 135 in Irkutsk city. Designed and operational data were compared and studied. In the development of rolled roofing was used the idea of combining the bearing and waterproofing functions in one structural element - a reinforced concrete roof slab. The waterproofing property of the slabs were supposed to be achieved through the use of high-grade strength and water-tightness concretes, prestressed reinforcements and application a mastic or painting layer on their outer surfaces. Results. Determining the primary causes of destruction of roof structures and adopting the appropriate repair solution. Conclusions. In consequence of inappropriate care during the operation of the building, roof structures are subjected to frosty destruction, leaching, which entails the destruction of the structure, if we do not apply timely the reasonable preventive and practical types of repair work.
Библиографическое описание: Петров А.В., Гуляева В.Н. Совершенствование технологии капитального ремонта плоских железобетонных кровель крупнопанельных зданий серии 135 в условиях Иркутского региона // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2018. № 6(51). URL: http://7universum.com/ru/ tech/archive/item/6052
Ключевые слова: крупнопанельные здания 135 серии, Иркутский регион, морозная деструкция, выщелачивание, ремонтные работы, кровельные конструкции, плоские железобетонные кровли.
Keywords: large-panel buildings with series 135, Irkutsk region, frosty destruction, leaching, repair work, roofing, reinforce concrete flat roofs.
Введение
Актуальность разработки технико-экономических проблем долговечности жилых зданий определяется экономическим и социальным значением жилищного строительства. На жилищное строительство в СССР направлялось около 20% всех капитальных вложений, а расходы на ремонт и эксплуатационное содержание составляли почти 40% общих капитальных вложений в жилищное строительство. Выбор экономически эффективных проектных решений по жилым зданиям велся практически без учета долговечности [6].
Разработке и массовому внедрению в практику крупнопанельного домостроения комплексной серии 135 (КБ по железобетону Госстроя РСФСР им. А.А. Якушева) способствовало постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 28 мая 1969 года
№ 382 "О мерах по улучшению качества жилищно-гражданского строительства"[9]. Указанная серия предназначалась для применения в 1В и 1Д климатических подрайонах II, III, IV климатических районах с обычными геологическими условиями и в условиях с сейсмичностью 7-8 баллов[10].
С 1972 года на территории бывшего СССР возведено значительное количество зданий данной серии (Рис.1). В том числе, в Калуге, Туле, Краснодаре, Сочи, Адлере, Омске, Иркутске, Улан-Удэ, Днепропетровске, Запорожье, Одессе, Харькове и др.
В период становления и активного развития строительной индустрии, большой вклад в развитие города Иркутска и области внесли коллективы трестов «Иркутскпромстрой», «Иркутскспецстрой», «Ир-кутскстроймеханизация», «Иркутскжилстрой», домостроительного комбината.
Рисунок 1. Строительство крупнопанельных домов серии 135 в г. Иркутске
В последние 15-20 лет со стороны служб эксплуатации зданий и жильцов верхних этажей, значительное внимание обращено именно на 135 серию в связи с серьезными проблемами технического состояния сборных кровельных железобетонных конструкций, а также развитием трещин и коррозией арматуры в керамзитобетонных наружных ограждающих конструкциях. Статья посвящена одной из указанных проблем, как наиболее актуальной.
На сегодняшний день, в Иркутске насчитывается около 1 млн. м2 крупнопанельных зданий 135 серии, введенных в эксплуатацию в период с 1979 г. по 1996 г.
Первым зданием данной серии в Иркутске является 9-ти этажный жилой дом, построенный в 1979 году в микрорайоне Солнечный. С 1985 г. по 1989 г. возводили около
200 тыс.м2 в год. Пик строительства пришелся на 1988-1989 годы. Массовое строительство зданий 135 серии в Иркутске продолжилось до 1992 года. В 1996 году введены в эксплуатацию последние дома в микрорайоне Первомайский.
Цель настоящего исследования - провести анализ процессов разрушения сборных железобетонных кровельных панелей крупнопанельных домов серии 135 в городе Иркутске.
Основная задача работы - определить и систематизировать характер образования дефектов железобетонных кровельных плит, предусмотреть комплексные мероприятия по восстановлению и защите конструкций для увеличения безремонтного срока эксплуатации, вплоть до их частичного демонтажа с заменой на новые конструкции.
Материал и методы исследования
Одна из целей массового внедрения этой серии-уход от традиционных двускатных, вальмовых кровель по простым причинам:
• наружные водоотводы в северных условиях перемерзают, не выполняют свои функции и разрушаются в течение 1-2 лет;
• затрудняется межсезонная эксплуатация кровель;
• существенно нарушается архитектурный облик здания.
Было принято достаточно прогрессивное конструкционно-эксплуатационное решение для того времени - устройство внутренних водосто-ков[3].Кровельное покрытие было совмещено с несущей конструкцией - чердачными панелями. На этот конструктив возлагали, в том числе, решение «болевых» вопросов по эксплуатации кровель:
• предотвращение внезапных лавинных сходов снега;
• исключение образования сосулек и ледяных порогов;
• существенное повышение эстетической составляющей фасадов зданий;
• минимизация затрат по эксплуатации кровельной системы водоотведения.
Несмотря на то, что проект был адаптирован для строительства в Иркутском регионе, опыт эксплуатации железобетонных конструкций в виде плоских безрулонных кровель, при жестких природно-климатических условиях, в массовом строительстве отсутствовало.
Следует констатировать, что регулярное восстановление защитных покрытий для рассматриваемых кровельных железобетонных конструкций практически отсутствовало [1].
В результате, на сегодняшний день имеем кровли, находящиеся на различных этапах повреждений, сквозных разрушений, вплоть до аварийного состояния (Рис. 2). Многократные попытки восстановления и защиты железобетонных конструкций харак-
теризуются, как правило, непрофессиональным подходом к решению проблем и низким качеством ре-монтно-восстановительных работ. В последнее время растёт число исков, предъявляемых организациям жилищно-коммунального хозяйства, от граждан, проживающих в этих домах в уровне верхних этажей.
Исходные требования к железобетонным кровельным конструкциям были достаточно высокие. Согласно проектной документации, для железобетонных кровельных плит и лотков применялся тяжелый бетон[4], специально подобранного состава марки М-400 с гидроизоляционной защитой МРЗ-300 и В-6, и без защиты МРЗ-400 и В-8. Для тяжелых бетонов требовалось использование низкоалюминат-ных портландцементов, отвечающих требованиям-ГОСТ 10178-76 (отменен 1987г.) [5], содержание С3АС в цементе 5%. Исходные составляющие бетонной смеси для изготовления плит покрытия и водосборных лотков, должны были удовлетворять требованиям соответствующих стандартов, ГОСТов и ТУ. Для повышения плотности, прочности и морозостойкости бетона требовалось вводить в бетонную смесь комплексные добавки ССБ[2], ацетат натрия и т.п. В качестве защитного гидроизоляционного покрытия кровельных элементов была рекомендована би-тумно-бутил каучуковая мастика марки МББ-Х-120, покрытие на основе хлорсульфированного полиэтилена ХСПЭ[7]. Железобетонные плиты покрытия и лотки безрулонной кровли должны были выпускаться предприятием-изготовителем полной заводской готовности, т.е. лицевая поверхность плит должна быть покрыта термо-атмосферно-радиаци-онно-водо-морозостойким защитным слоем [13].
Рисунок 2. Характерные разрушения кровельных железобетонных конструкций 9-ти этажного жилого дома серии 135 по адресу: г. Иркутск, ул. Советская, д.176/191. Год постройки - 1994.
В целом, проектная документация была разработана в соответствии, действующих на тот период, норм. Расчеты выполнены по ВСН 32-77 (отменен в 1988г.) [9]. Вместе с тем, отсутствие должной эксплуатации с соблюдением регламентных работ по восстановлению защитных покрытий и контроля технического состояния конструкций, привело к их кризисному состоянию, вплоть до аварийного.
Выборочное освидетельствование части зданий иркутских многоэтажек 135 серии в 2018 году, выполненное авторами публикации, показало, что основная часть рассматриваемых кровель либо в полном объеме утратили защитные свойства мастик по истечению времени, либо защитные покрытия не были нанесены изначально в заводских или построечных условиях.
Первому же зданию 135 серии, возведенному в Иркутске, уже 39 лет (Рис.3).
Экономическое состояние страны конца 80-х -начала 2000-х годов практически исключило практику качественной эксплуатации и защиты кровельных конструкций, в т.ч. 135 серии, ввиду неактуальности защитных работ на тот период. Как результат сегодняшнего дня - массовое необратимое прогрес-
сирующее разрушение кровельных конструкций, основными составляющими которой являются: морозная деструкция и щелочная коррозия бетона, коррозия остальной арматуры[8]. Неоднократные попытки решения этих проблем носили локальный характер и неквалифицированный подход.
Альтернативные решения по восстановлению кровельных покрытий в виде монтажа стропильных систем и укладки по ним асбестоцементных или профилированных стальных листов (Рис.4, а), а также, локальные покрытия рулонными и мастичными материалами (Рис.4, б), носят вынужденный характер и, как правило, также не имеют детальной профессиональной проработки. Как результат - возникновение новых проблем эксплуатации восстановленной кровли и ее долговечности.
Решение комплексной проблемы по восстановлению полноценной кровли зданий 135 серии не исключает частичную или полную замену разрушенных или поврежденных железобетонных конструкций, что характеризуется значительными организационно-технологическими и финансовыми затратами. Средняя масса кровельной панели в блок-секции составляет 2800 кг, а самой тяжелой конструкцией на кровле является лотковая плита, массой 6350 кг.
Рисунок 3. Первый жилой дом серии 135 в г. Иркутске, расположенный в микрорайоне Солнечный.
Год постройки -1979.
На наш взгляд, восстановительные работы следует дифференцировать исходя из степени повреждения конструкции, условий выполнения работ, в т.ч., этажности здания. А также, наличия материально-финансовых ресурсов в каждом рассматриваемом
случае. Существенную роль, для принятия решений играет фактор аварийного состояния конструкции, определяющий безопасность их эксплуатации и здания в целом[11].
а)
б)
Рисунок 4. Вынужденные мероприятия по защите кровельных железобетонных плит силами управляющих компаний по адресу: г. Иркутск, ул. Лермонтова, 297Б
Предлагается рассмотреть 4 возможных группы ремонта:
1. Выполнение защитных покрытий по существующим железобетонным конструкциям, характеризуемым незначительными повреждениями в период эксплуатации. В качестве ремонтных материалов рекомендуются:
• материалы проникающей изоляции, обеспечивающие структурное уплотнение бетона, существенное снижение темпов коррозии арматуры, исключающие процесс щелочной коррозии бетона и восстанавливающие его водонепроницаемость;
• окрасочные и обмазывающие составы на основе, например, полимерно-битумных мастик, выполняющие функции гидроизоляционного ковра и обеспечивающие защиту железобетона от агрессивного воздействия атмосферной воды.
2. Восстановление локальных повреждений бетона и его поверхностных разрушений на основе современных сухих ремонтных смесей, обладающих высокими показателями по адгезии к «старому» бетону, безусадочностью, высокой прочностью и морозостойкостью, а также кратким периодом набора прочности.
3. Бетонирование фрагментов конструкций, имеющих сквозные разрушения и повреждения с использованием модифицированных бетонных смесей, характеризующихся высокими эксплуатационными показателями, технологичностью и возможностью использования в рассматриваемых условиях. В данном случае, может быть рекомендовано использование дисперсного армирования, воздухоувлекающих и пластифицирующих добавок, модификаторов бетонирования на основе микрокремнезема и др.
4. Демонтаж отдельных конструкций, не подлежащих восстановлению по технико-экономическим показателям с заменой на облегченные конструкции из металла и дерева с использованием современных кровельных материалов. Данные технические решения должны иметь типовые экономически оправданные конструктивные решения, обеспечивающие безопасность, долговечность и доступность для их реализации ремонтными бригадами общестроительных квалификаций.
Результаты исследования и их обсуждение
Дальнейшая эксплуатация кровель данного типа, применительно к 135 серии, недопустима. Поскольку, усугубляет и без того техническое состояние отдельных конструкций и кровли здания в целом, а также, несет непосредственную угрозу безопасности жильцов верхних этажей. Следует отметить, что нарушение влажностных условий конструкций чердачного перекрытия, включая слой утеплителя, имеет потенциальную угрозу, касающуюся технического состояния перекрытий и сопряженных с ними строительных конструкций верхних этажей, ремонт, восстановление и защита которых становится более сложной и дорогостоящей, по сравнению с восстановлением кровельных конструкций, имеющих в основной части открытый доступ.
Заключение
Дефекты и повреждения кровельных железобетонных плит приводят к поступлению атмосферных осадков в уровне чердачных технических помещений и водонасыщению утеплителя и прилегающих конструкций верхних этажей. Последнее влечет за собой разрушение отделочных покрытий в жилых помещениях, существенно нарушает их внутренний микроклимат, провоцируя развитие «грибковой атаки». Длительная эксплуатация несущих и ограждающих конструкций в уровне чердачных покрытий неизбежно приводит к коррозии металлических узлов, провоцирует образование мостов холода и существенно повышает теплопотери, создается угроза эксплуатации оборудования, а также, существенно нарушаются санитарные условия жилых помещений.
Непосредственную угрозу несут сами массивные железобетонные водосборные лотки и плиты покрытия, находящиеся в аварийном состоянии, способные к самообрушению, как при сейсмическом воздействии, так и при его отсутствии.
Тема является весьма актуальной. Ведь, в истории Иркутского региона массовая серия крупнопанельных жилых домов 135 была третья и финальная, которая занимала лидирующее место по объемам вводимого в эксплуатацию жилья. Серия оказалась наиболее надежная, более комфортная. С различной
компоновкой этих зданий, в значительной мере сформировавших облик целых микрорайонов. Вместе с тем, единственной и основной, на сегодняшний день, «ахиллесовой пятой» домов КПД данной серии остается техническое состояние железобетонных кровельных плит, существенно исчерпавшим свой ресурс и требующих принятия срочных мер.
Установлено, что вследствие неадаптированного ухода в процессе эксплуатации зданий, значительно нарушается качество железобетонных кровельных конструкций.
Список литературы:
1. Аврутин Ю.Е., Кричевская Е.И., Фоломин А.И. Железобетонные крыши жилых и общественных зданий. С.139.
2. Афанасьев Н.Ф., Целуйко М.К.. Добавки в бетоны и растворы. 1989. С. 7.
3. ВСН 35-77. Инструкция по проектированию сборных железобетонных крыш жилых и общественных зданий.
4. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М.. Строительные материалы: Учеб. для вузов. - М.: Стройиздат, 1986. С. 263.
5. ГОСТ 10178-76 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.
6. Колотилкин Б.М. Долговечность жилых зданий. 1965. С. 8.
7. Лобачев П.В., Внутренние водостоки зданий. : Издательство литературы по строительству, 1967. С. 10.
8. Москвин В.М., Иванов Ф.М., Алексеев С.Н., Гузеев Е.А. Коррозия бетона и железобетона. Методы их защиты. С. 112.
9. Постановление ЦК КПСС, Совмина СССР от 28.05.1969 N 392 "О мерах по улучшению качества жилищно -гражданского строительства".
10. СП 131.13330.2012 Строительная климатология.
11. СП 63.13330.2012 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.
12. 135. Р10.11-1В1-62. Рабочая документация. Госстрой РСФСР. КБ по железобетону им. А.А. Якушева. «Требования к материалам для железобетонных кровель», лист 1.
13. 135. Р10.11-1В1-62. Рабочая документация. Госстрой РСФСР. КБ по железобетону им. А.А. Якушева. «Указания по изготовлению, приемке, маркировке, хранению, транспортировке и испытанию безрулонной кровли.»
