Внешние воздействия

Внешние воздействия

К первой группе факторов относятся деформации, обусловленные присутствием в порах материала облицовочного слоя влаги и изменением окружающей температуры. Влага может накапливаться из-за сохранения в конструкции исходной технологической влажности, капиллярного подсоса атмосферных осадков, конденсации бытовой влаги, мигрирующей изнутри в холодную зону стены.

В области положительных температур строительные материалы представляют собой трехфазную систему скелет — вода — воздух в смеси с водяным паром. Температурные деформации здесь определяются в основном свойствами скелета материала и изменяются пропорционально температуре. В области отрицательных температур система становится четырехфазной; часть воды переходит в лед, свойства которого резко отличны от свойств воды, что и обусловливает весьма разнообразный характер деформаций  промороженного материала. Существует несколько гипотез, согласно которым причинами таких деформаций и вызываемого ими разрушения являются:

гидравлическое давление воды, отжимаемой льдом при его образовании (гипотеза Пауэрса);

различие коэффициентов температурного расширения льда и скелета материала;

увеличение удельного объема воды при переходе в лед. Математическим анализом первой из причин, выполненным О. Е. Власовым [40], установлено, что давление отжимаемой воды, имеющей сообщение с атмосферным воздухом, зависит от диаметра и длины капилляров в структуре материала. Если учесть, что в цементном камне воздушного твердения в возрасте 1 года преобладают поры, то можно убедиться, что даже при длине капилляров, равной 10 см, значительные давления в них перед фронтом промерзания возникнуть не могут.

Более существенное влияние на величину напряжений в строительных материалах оказывает различие коэффициентов температурного расширения льда и скелета материала. Так, по данным О. Е. Власова, величина напряжений в промороженном материале, возникающих по этой причине, составляет от 0,1 до 0,15 МПа-К.

Самые же значительные микронапряжения возникают в порах строительных материалов из-за увеличения удельного объема так называемой защемленной воды при переходе ее в лед, о чем можно судить по приведенному ниже графику зависимости давления в капиллярах от их льдосодержания, равного отношению массы льда к исходной массе воды.

Все сказанное свидетельствует о возникновении в замерзшем бетоне сложного напряженного состояния, степень которого зависит от заполнения пор водой, от количества воды, перешедшей в лед, от размеров капилляров и проницаемости их стенок, от скорости кристаллизации воды и других факторов.

Касаясь способов количественной оценки влияния процессов замораживания на долговечность ограждающих конструкций следует упомянуть о рекомендациях НИИ строительной физики (НИИСФ) по новой методике испытаний на морозостойкость. Ее авторы в качестве недостатка методики действующего стандарта отмечают воздействие температурных напряжений, возникающих в результате теплового удара при переходе от замораживания образцов к их оттаиванию.

Исключить подобные нежелательные воздействия можно создавая определенный температурный режим в морозильной камере путем введения нового параметра — допустимой скорости изменения воздуха при замораживании (понижении температуры в камере от 273 К до нижней температурной границы цикла)  и оттаивании (повышении t в камере от 273 К до верхней температурной границы цикла). Для определения допустимой скорости изменения температуры воздуха в морозильной камере и длительности изотермической выдержки образцов лабораторией НИИСФа предложены формулы, по которым рассчитаны кривые.

Предлагается также внести изменения в методику подготовки образцов, а именно: не допускать предварительного их испытания на водопоглощение и высушивание при = 378 К, поскольку такого рода воздействия уже вызывают местные разрушения скелета материала. Для приведения в соответствие степени водона-сыщения образцов, подвергаемых испытаниям на морозостойкость, и контрольных образцов рекомендуется последние хранить в воде в течение времени, равного половине длительности испытаний основных образцов.

Сказанное выше касалось разрушений, вызываемых действием отрицательных температур на влажный материал конструкции или отделочного покрытия. В двухслойных конструкциях — наружных стеновых панелях — причиной разрушений (отслоений) отделочного покрытия часто бывает несоответствие его деформативных свойств свойствам основного материала панели, препятствующее их согласованной работе в конструкции.

С. А. Воробьева в качестве примера такой несогласованности приводит работу облицовки из керамической плитки, выполненной на цементно-песчаном растворе по поверхности затвердевшего бетона. В этих условиях прочность их сцепления составляет всего 0,2-0,5 МПа против 2,2 МПа для облицовки, крепление которой осуществлялось на том же растворе непосредственно в процессе формования стеновых панелей. Слабое сцепление плитки в первом случае объясняется различием усадочных деформаций затвердевшего бетона и свежего раствора и развитием по их контакту усадочных напряжений.

По данным того же автора, различие деформативных свойств отделочного слоя и основного материала конструкции особенно заметно проявляется при приложении к ним нагрузок. Так, неодинаковая жесткость слоя керамической облицовки и бетона конструкции является причиной возникновения эксцентриситета, из-за чего несущая способность панелей с облицовкой снижается на 5-10% по сравнению с панелями-эталонами без облицовки.

В панелях из ячеистого бетона сохранность отделочного слоя в большой мере определяется соответствием величин паропроницаемости слоя и конструктивного материала панели. При несоблюдении этого условия отделочные покрытия наружных стен будут создавать препятствие для удаления бытовой влаги из здания наружу, способствуя скоплению ее в контактной зоне и как следствие- отслоению покрытия, происходящему особенно интенсивно в условиях промерзания материала в этой зоне.

Е. С. Силаенков по результатам натурных наблюдений отмечает, что предельное различие в показаниях паропроницаемости отделочного и конструктивного материалов, обеспечивающее нормальное просушивание стены, должно составлять не более 35-40/о. Этим условиям для ячеистых бетонов с объемной массой = 700 кг/м3 удовлетворяют покрытия не более 1200 кг/м3.

Помимо чисто механического разрушения, воздействие атмосферных факторов на облицовочные и отделочные покрытия фасадов выражается в изменении цвета последних — их потемнении и выцветании. Потемнение является первой ступенью старения отделочного слоя. В результате визуальных и инструментальных наблюдений за состоянием различных камневидных фактур, проведенных Е. И. Дундичем, установлено, что наиболее интенсивно процессы потемнения протекают: в материалах пористого строения в первые три-четыре года эксплуатации, в весенний и осенний периоды, в нижних этажах зданий и на поверхности, чаще смачиваемой «косыми» дождями. Тем же автором установлено, что предельная степень потемнения составляет: для затертой поверхности штукатурки — 29, при обработке под мелкую бучарду — 42, под «шубу» — 50%.

В целом процесс старения наружных отделок характеризует такие показатели, как предельная степень потемнения, степень восприимчивости к загрязнению, величина предельного впитывания влаги, критерий шероховатости фактуры, а также длительность агрессивного и моющего периодов.

Комментарии запрещены.

Разработка отделки фасадов
  • 11.06.2018

    Облицовка клинкерным кирпичом дает возможность фантазировать и экспериментировать с оттенками и цветами. Например, очень удачным может стать сочетание нескольких цветов на одной плоскости фасада. Наиболее часто лицевой клинкерный кирпич ярких оттенков используют для... 
    [Читать полностью]

  • 11.06.2018

    Почему именно клинкерный кирпич для фасада? Одним из самым распространенных видов облицовочных материалов для фасада загородного дома по праву считают лицевой клинкерный кирпич. Это современный натуральный материал, который имеет множество разнообразных оттенков и декоративных... 
    [Читать полностью]

  • 11.06.2018

    Термопанели – это готовые конструкции заводского изготовления, представляющие собой слой утеплителя (обычно экструзивный пенополистирол), облицованный клинкерной плиткой под кирпич. Панели крепятся на подготовленную поверхность наружной стены здания сухим способом при... 
    [Читать полностью]

  • 11.06.2018

    Технология устройства современных невентилируемых фасадов, в отличие от традиционной отделки наружных стен штукатурными известковыми растворами, основана на применении готовых строительных смесей, отличающихся высокой надежностью и долговечностью. Относительная простота... 
    [Читать полностью]