Фактори, влияещи върху сградата

Факторите, влияещи върху сградите и конструкциите, се разделят на:

- външни влияния (естествени и изкуствени: радиация, температура, въздушни течения, валежи, газове, химикали, мълниезаряди, радиовълни, електромагнитни вълни, шум, звукови вибрации, биологични вредители, почвено налягане, измръзване, влага, сеизмични вълни, бездомни течения, вибрация);

- вътрешни (технологични и функционални: постоянни и временни натоварвания, дългосрочни и краткосрочни натоварвания от собствено тегло, оборудване и хора; технологични процеси: удари, вибрации, абразия, разлив на течност; температурни колебания; влажност на околната среда; биологични вредители).

Всички тези фактори водят до ускорено механично, физическо и химично разрушаване, включително корозия, което води до намаляване на носещата способност на отделни конструкции и на цялата сграда като цяло.

По-долу има диаграма на влиянието на външни и вътрешни фактори върху сгради и конструкции.

По време на експлоатацията на конструкциите те се разграничават: силови ефекти от натоварвания, агресивни влияния на околната среда.

Агресивна среда - среда, под влиянието на която се променя структурата на свойствата на материалите, което води до намаляване на якостта.

Промяната в структурата и разрушаването се нарича корозия. Вещество, което насърчава разрушаването и корозията - стимулант. Вещество, което пречи на разрушаването и корозията - пасиватори и инхибитори на корозията.

Унищожаването на строителни материали е от различно естество и зависи от взаимодействието на химическата, електрохимичната, физическата, физикохимичната среда.

Агресивните среди се разделят на газови, течни, твърди.

Газообразни среди: това са съединения като въглероден дисулфид, въглероден диоксид, серен диоксид. Агресивността на тази среда се характеризира с концентрация на газове, разтворимост във вода, влажност и температура.

Течни среди: това са разтвори на киселини, основи, соли, масло, масло, разтворители. Корозионните процеси в течните среди са по-интензивни, отколкото в други.

Твърди среди: прах, почва. Агресивността на тази среда се оценява чрез дисперсия, разтворимост във вода, хигроскопичност, влажност на околната среда.

Характеристики на агресивна среда:

- силно агресивни - киселини, основи, газове - агресивни газове и течности в производствени помещения;

- средно агресивен - атмосферен въздух и вода с примеси - въздух с висока влажност (над 75%);

- леко агресивен - чист атмосферен въздух - вода, не замърсена с вредни примеси;

- неагресивен - чист, сух (влажност до 50%) и топъл въздух - атмосферен въздух в сухи и топли климатични райони.

Излагане на въздух: атмосферата съдържа прах, мръсотия, разрушава сгради и конструкции. Замърсяването на въздуха, комбинирано с влага, води до преждевременно износване, напукване и разрушаване на строителната конструкция.

В чиста и суха атмосфера обаче бетонът и други материали могат да оцелеят стотици години. Най-интензивните замърсители на въздуха са продуктите от горенето на различни горива, поради което в градовете и индустриалните центрове металните конструкции корозират 2-4 пъти по-бързо, отколкото в селските райони, където се изгарят по-малко въглища и горива.

Основните продукти на горенето на повечето горива са CO2, SO2.

Когато CO2 се разтваря във вода, се образува въглероден диоксид. Това е крайният продукт от горенето. Има разрушителен ефект върху бетон и други строителни материали. При разтваряне на SO2 във вода се получава сярна киселина.

Димът натрупва над 100 вида вредни съединения (HNO3, H3PO4, смолисти вещества, негорими горивни частици). В крайбрежните райони атмосферата съдържа хлориди, соли на сярна киселина, което във влажен въздух увеличава агресивността на въздействието върху металните конструкции.

Въздействие на подпочвените води: подземните води са разтвор с различна концентрация и химичен състав, което влияе върху степента на агресивност на въздействието му. Водата в почвата постоянно взаимодейства с минерали и органични вещества. Стабилното поливане на подземните части на сградата при движение на подземните води увеличава корозията на конструкцията и излужването на вар в бетон, намалява здравината на основата.

Разпределя агресивността на подпочвените води с киселина, излугване, сулфат, магнезий, въглероден диоксид.

Следните фактори имат най-значително въздействие:

  • Излагане на влага: Опитът от експлоатацията на сгради показва, че влагата има най-голям ефект върху износването на конструкциите. Тъй като основите и стените на старите реконструирани сгради са направени предимно от разнородни каменни материали (варовик, червена тухла, вар и циментови разтвори) с пореста капилярна структура, при контакт с вода те се интензивно овлажняват, често променят свойствата си и крайните случаи се унищожават.

Основният източник на влага за стени и основи е капилярното засмукване, което води до повреда на конструкциите по време на работа: разрушаване на материали в резултат на замръзване; напукване поради подуване и свиване; загуба на топлоизолационни свойства; разрушаване на конструкции под въздействието на агресивни химикали, разтворени във вода; развитието на микроорганизми, които причиняват биологична корозия на материалите.

Процесът на саниране на сгради и съоръжения не може да се ограничи до третирането им с биоциден препарат. Трябва да се приложи цялостна програма от дейности, състояща се от няколко етапа, а именно:

- диагностика (анализ на термични и влажни условия, рентгенов и биологичен анализ на продукти от корозия);

- изсушаване (ако е необходимо) на помещения, когато става въпрос за подземни конструкции, например мазета;

- устройство за изключваща хоризонтална хидроизолация (при наличие на всмукване на влага в почвата);

- почистване, ако е необходимо, на вътрешни повърхности от изцветяване и продукти от биологична корозия;

- лечение на лечение с антисолни и биоцидни лекарства;

- запечатване на пукнатини и течове със специални хидроизолационни съединения и последваща повърхностна обработка със защитни хидроизолационни препарати;

- довършителни работи.

  • Въздействие на атмосферните валежи: атмосферните валежи, прониквайки в почвата, се превръщат или в парообразна, или в хигроскопична влага, която се задържа под формата на молекули върху почвените частици чрез молекулярни утайки, или във филм, върху молекулната тиня, или в гравитация, свободно движеща се в почва под действието на гравитацията. Гравитационната влага може да достигне подпочвените води и, сливайки се с тях, да повиши нивото му. Подземните води от своя страна, поради капилярното издигане се движат до значителна височина и напояват горните слоеве на почвата. При някои условия капилярните и подпочвените води могат да източват и постоянно да поливат подземните части на конструкциите, в резултат на което корозията на конструкциите се увеличава, якостта на основите намалява.
  • Ефекти от отрицателните температури: някои структури, например сутеренни части, са разположени в зоната на променливо овлажняване и периодично замръзване. Отрицателната температура (ако е по-ниска от проектната или не се вземат специални мерки за защита на конструкциите от влага), водеща до замръзване на влагата в структурите и почвите на основите, има разрушителен ефект върху сградите. Когато водата замръзва в порите на материала, неговият обем се увеличава, което създава вътрешни напрежения, които всички се увеличават поради компресията на масата на самия материал под въздействието на охлаждане. Налягането на лед в затворените пори е много високо - до 20 Pa. Разрушаването на конструкциите в резултат на замръзване се случва само при пълно (критично) съдържание на влага, насищане на материала. Водата започва да замръзва на повърхността на конструкциите и следователно тяхното разрушаване под въздействието на отрицателни температури започва от повърхността, особено от ъглите и ръбовете. Максималният обем лед се получава при температура от -22 ° C, когато цялата вода се превръща в лед. Интензивността на замръзване зависи от обема на порите. Камъни и бетон с порьозност до 15% могат да издържат на 100-300 цикъла на замразяване. Намаляването на порьозността и, следователно, количеството влага, увеличава устойчивостта на замръзване на конструкциите. От казаното следва, че при замразяване тези структури, които се навлажняват, се разрушават. За да се предпазят конструкциите от разрушаване при ниски температури, на първо място е да се предпазят от влага. Замразяването на почвите в основите е опасно за сгради, построени върху глинести и мулни почви, фини и среднозърнести пясъци, в които водата се издига през капилярите и порите над нивото на подпочвените води и е в свързана форма. Повреда на сгради поради замръзване и издуване на основи може да настъпи след много години и експлоатация, ако почвата около тях се отсече, основите се навлажнят и се разрешат факторите, допринасящи за тяхното замръзване.
  • Изграждане на технологични процеси: всяка сграда и конструкция се проектира и изгражда, като се отчита взаимодействието на предвидените в нея процеси; обаче поради неравномерната устойчивост и издръжливост на строителните материали и различното влияние на околната среда върху тях износването им е неравномерно. На първо място се разрушават защитните покрития на стени и подове, прозорци, врати, покриви, след това стени, рамка и основи. Компресираните елементи с големи напречни сечения, работещи при статични товари, се износват по-бавно от огъващи се и опънати, тънкостенни, които работят при динамично натоварване, в условия на висока влажност и високи температури. Износване на конструкции поради абразия - абразивното износване на подове, стени, ъгли на колони, стълбища и други конструкции може да бъде много интензивно и следователно силно да повлияе на тяхната издръжливост. Това се случва под въздействието както на природните сили (ветрове, пясъчни бури), така и в резултат на технологични и функционални процеси, например, поради интензивното движение на големи човешки потоци в обществени сгради.