Сайт журнала "Промышленное и гражданское строительство

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Проектирование конструкций наружных стен зданий при неблагоприятном воздействии среды
УДК 692.23:699.8 DOI: 10.33622/0869-7019.2020.08.04-15
Владимир Трофимович ЕРОФЕЕВ¹, академик РААСН, доктор технических наук, профессор, декан архитектурно-строительного факультета, директор НИИ «Материаловедение», зав. кафедрой строительных материалов и технологий, e-mail: al_rodin@mail.ru
Татьяна Федоровна ЕЛЬЧИЩЕВА², кандидат технических наук, доцент, e-mail: elschevat@mail.ru
Николай Иванович ВАТИН³, советник РААСН, доктор технических наук, профессор, e-mail: vatin_ni@spbstu.ru
Елена Александровна МИТИНА¹, кандидат технических наук, доцент, e-mail: mitinaea@list.ru
Александр Иванович РОДИН¹, кандидат технических наук, доцент, e-mail: al_rodin@mail.ru
Ирина Владимировна ЕРОФЕЕВА¹, кандидат технических наук, преподаватель, e-mail: ira.erofeeva.90@mail.ru
¹ ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева», 430005 Саранск, ул. Большевистская, 68
² ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет», 392000 Тамбов, ул. Советская, 106
³ ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого», 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, Гидрокорпус-1
Аннотация. В ограждающих конструкциях зданий и сооружений часто присутствуют неорганические гигроскопические соли и их смеси в твердом и жидком виде. В конструкции они попадают из сырья для изготовления строительных материалов; из технологических добавок в бетоны и растворы, которые улучшают свойства смеси; из почвы при отсутствии или нарушении горизонтальной гидроизоляции; из окружающей природной или производственной воздушной среды. Наличие солей в поровом пространстве вызывает изменение физико-химических свойств строительных материалов, снижает их прочность (вследствие деструктивных изменений в материале) и эстетические качества (из-за образования кристаллов солей на поверхности строительных материалов). Повышенная влажность способствует развитию биозагрязнений и возникновению биокоррозии материалов. В работе ставится цель повышения долговечности и эксплуатационных качеств наружных ограждающих конструкций. Для этого на основе анализа путей проникания солей в наружные ограждающие конструкции и исходя из результатов проведенных натурных и лабораторных исследований разработан алгоритм проектирования наружных ограждающих конструкций при воздействии солей. Такой подход позволяет создать резерв свойств наружных ограждающих конструкций и способствует повышению долговечности и эксплуатационных качеств наружных стен, увеличению межремонтных сроков, сохранению внешнего вида стен из каменных строительных материалов при солевом воздействии. Показано, что для формирования ограждающих конструкций перспективны порошково-активированные бетоны и трехслойные ограждающие конструкции на основе каркасных бетонов. Приведены сравнительные данные пористости порошково-активированных и традиционных бетонов. В разработанных трехслойных конструкциях средний слой выполняется из крупнопористого бетона, который обеспечивает сохраняемость теплоизолирующих свойств конструкций в результате отвода конденсируемой влаги.
Ключевые слова: гигроскопические соли, сырьевые компоненты, строительные материалы, проектирование, наружные стены зданий, порошковые бетоны, трехслойные конструкции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ельчищева Т. Ф. Оценка влияния качества воздушного бассейна в г. Тамбове на наружные ограждающие конструкции зданий // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2014. № 3 (7). С. 43-49.
2. Ельчищева Т. Ф. Динамика содержания примесей в воздухе Центрально-Черноземного региона для проектирования наружных ограждающих конструкций зданий // Жилищное строительство. 2016. № 6. С. 48-51.
3. Ельчищева Т. Ф. Влажностный режим помещений зданий с производственной средой, содержащей гигроскопические соли // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2016. № 4(16). С. 13-21.
4. Ельчищева Т. Ф. Определение влажностного режима помещений зданий при наличии в стеновом материале гигроскопических солей // Строительные материалы. 2017. № 6. С. 14-18.
5. Береговой А. М., Береговой В. А. Температурно-влажностное состояние наружных ограждений в условиях фазовых переходов влаги и агрессивных воздействий среды // Региональная архитектура и строительство. 2017. № 3. С. 99-104.
6. Ельчищева Т. Ф., Ерофеев В. Т., Лобанов В. А. Определение солесодержания в материале наружных стен здания промышленного предприятия // Строительные материалы. 2019. № 6. С. 34-39.
7. Езерский В. А., Ельчищева Т .Ф. Анализ влияния солей на теплопроводность некоторых стеновых материалов // Вестник Тамбовского государственного технического ун-та. 2008. Т. 14. № 3. С. 645-651.
8. Мальцев А. В., Береговой А. М., Береговой В. А., Дерина М. А. Влияние теплопроводности материала наружных ограждений в стадии увлажнения и промерзания на энергоэффективность зданий // Региональная архитектура и строительство. 2013. № 1. С. 57-61.
9. Объедков В. А., Феофанова А. И., Езерский В. А. Коэффициент теплопроводности солесодержащих каменных материалов // Вопросы температурно-влажностного режима памятников истории и культуры: сб. науч. тр. М. : Изд-во НМС МК СССР, 1980. С. 18-33.
10. Бессонов И. В., Баранов В. С., Баранов В. В. [и др.]. Причины появления и способы устранения высолов на кирпичных стенах зданий // Жилищное строительство. 2014. № 7. С. 39-43.
11. Ерофеев В. Т., Ельчищева Т. Ф., Родин А. И. [и др.]. Исследование свойств бетона железобетонных конструкций сооружений, эксплуатируемых в прибрежной зоне Черноморского побережья // Транспортные сооружения. 2018. № 2. С. 5. DOI: 10.15862/05SATS218.
12. Василенко М. И. Влияние экологических факторов среды на состояние поверхности городских зданий // Сб. статей XXI Междунар. науч.-практ. конф., Казантип ЭКО 2013 "Инновационные пути решения актуальных проблем базовых отраслей, экологии, энерго- и ресурсосбережения" (3-7 июня 2013 г., г. Щелкино АР Крым). Харьков : НТМТ, 2013. С. 337-339.
13. Соломатов В. И., Ерофеев В. Т., Смирнов В. Ф. [и др.]. Биологическое сопротивление материалов. Саранск : Изд-во Мордовского ун-та, 2001. 196 с.
14. Ерофеев В. Т., Комохов П. Г., Смирнов В. Ф. [и др.]. Защита зданий и сооружений от микробиологических повреждений биоцидными препаратами на основе гуанидина. СПб : Наука, 2009. 192 с.
15. Гагарин В. Г., Козлов В. В., Зубарев К. П. Анализ расположения зоны наибольшего увлажнения в ограждающих конструкциях с различной толщиной теплоизоляционного слоя // Жилищное строительство. 2016. № 6. С. 8-12.
16. Gagarin V. G., Kozlov V. V., Zubarev K. P. Determination of maximum moisture zone on enclosing structures [Определение зоны максимальной влажности на ограждающих конструкциях] // Cold Climate HVAC 2018: Sustainable Buildings in Cold Climates. 2018. Pp. 925-932. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-030-00662-4_78.
17. Александровский С. В. Долговечность наружных ограждающих конструкций. М. : Стройиздат, 2004. 332 с.
18. Карпенко Н. И., Карпенко С. Н., Ярмаковский В. Н., Ерофеев В. Т. О современных методах обеспечения долговечности железобетонных конструкций // Архитектура и строительство. 2015. № 1. С. 93-102.
19. Москвин В. М., Капкин М. М., Мазур Б. М. [и др.]. Бетон для строительства в суровых климатических условиях. Л. : Стройиздат, 1973. 169 с.
20. Латыпов В. М., Латыпова Т. В., Луцык Е. В., Федоров П. А. Долговечность бетона и железобетона в природных агрессивных средах. Уфа : РИЦ УГНТУ, 2014. 288 с.
21. Алексеев С. Н., Иванов Ф. М., Модры С., Шиссль П. Долговечность железобетона в агрессивных средах. М. : Стройиздат, 1990. 320 с.
22. Young D. Salt attack and rising damp. A guide to salt damp in historic and older buildings [Разрушение солями и повышенная влажность. Путеводитель по влажности солей в исторических и старых зданиях]. Heritage Council of NSW, Heritage Victoria, South Australian Department for Environment and Heritage, Adelaide City Council. 1991. URL: http://www.getty.edu/conservation/publications_resources/pdf_publications/pdf/wall_paintings.pdf (дата обращения: 12.02.2020).
23. Ерофеев В. Т., Родин А. И., Якунин В. В. [и др.]. Шлакощелочные вяжущие из отходов производства минеральной ваты // Инженерно-строительный журнал. 2018. № 6(82). С. 219-227.
24. Калашников В. И., Гуляева Е. В., Валиев Д. М. [и др.]. Высокоэффективные порошково-активированные бетоны различного функционального назначения с использованием суперпластификаторов // Строительные материалы. 2011. № 11. С. 44-47.
25. Каприелов С. С., Чилин И. А. Сверхвысокопрочный самоуплотняющийся фибробетон для монолитных конструкций // Бетон и железобетон - взгляд в будущее: науч. тр. III Всерос. (II Междунар.) конф. по бетону и железобетону: в 7 т. М. : МГСУ, 2014. Т. 3. С. 158-164.
26. Whittaker M., Black L. Current knowledge of external sulfate attack [Современные представления о сульфатном разрушении] // Advances in Cement Research. 2015. 27(9). Pp. 532-545. DOI: 10.1680/adcr.14.00089.
27. Jiang L., Niu D. Study of deterioration of concrete exposed to different types of sulfate solutions under drying-wetting cycles [Изучение разрушения бетона под воздействием различных типов сульфатных растворов в цикле высушивание-увлажнение] // Construction and Building Materials. 2016. 117. Pp. 88-98. DOI:10.1016/j.conbuildmat.2016.04.094.
28. Клюев С. В., Клюев А. В., Ватин Н. И. Волокнистый бетон для строительной промышленности // Инженерно-строительный журнал. 2018. № 8 (84). С. 41-47.
29. Баженов Ю. М., Король Е. А., Ерофеев В. Т., Митина Е. А. Ограждающие конструкции с использованием бетонов низкой теплопроводности (основы теории, методы расчета и технологическое проектирование). М. : АСВ, 2008. 320 с.
Для цитирования: Ерофеев В. Т., Ельчищева Т. Ф., Ватин Н. И., Митина Е. А., Родин А. И., Ерофеева И. В. Проектирование конструкций наружных стен зданий при неблагоприятном воздействии среды // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 8. С. 4-15. DOI: 10.33622/0869-7019.2020.08.04-15.