Предлагаемые исследования должны ответить на следующие вопросы:

как изменяются свойства материалов и как это влияет на несущую способность материалов и конструкций в условиях длительного воздействия на них различных нагрузок (за период более чем 50 лет);

как изменяются нагрузки через такой длительный срок, как изменяются различные воздействия окружающей среды, какие объекты особенно сильно повреждаются;

как возникающие в течение длительного времени повреждения строительных элементов (такие, как коррозия стальных деталей, отслоение бетонного покрытия и т. п.) учесть в теории надежности, которая лежит в основе строительных норм и правил, т. е. связать с коэффициентом запаса прочности.

3.4. ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОВРЕЖДЕНИЙ

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В течение длительного срока эксплуатации строительного объекта неизбежно происходят повреждения железобетонных конструкций, приводящие к отслоению защитного слоя бетона с последующей коррозией металла.

Бетонное покрытие выполняет три функции.

Восприятие нагрузки. Восприятие растягивающих напряжений арматурной сталью происходит в результате сцепления арматуры с бетоном. В этом случае нагрузку воспринимает весь бетон, окружающий сталь. Если происходит отслоение защитного слоя бетона, то для восприятия напряжения в зоне армирования остается в лучшем случае 50 % бетона на боковой поверхности стальной арматуры.

Рис. 1. Разрушения бетона, окружающего сталь

Коррозионная защита. Железобетонные детали в большинстве случаев работают на изгиб: на одной из сторон поперечного сечения возникает сжатие, а на противоположной— растяжение. Так как в поперечном сечении железобетонной конструкции бетон воспринимает сжимающие, а сталь — растягивающие напряжения, то арматуру располагают как можно ближе к месту максимальных растягивающих напряжений, т. е. к периферии поперечного сечения. Надо следить за тем, чтобы был обеспечен необходимый для защиты от коррозии слой бетона, соответствующий условиям окружающей среды.

Коррозионная защита стали в бетоне обеспечивается большим количеством гидроокиси кальция, образующейся при гидратации цементной массы и растворяющейся в поро-вых водах цементного камня. Благодаря карбонизации бетона, т. е. химической реакции гидроокиси кальция с углекислым газом воздуха, отпадает необходимость коррозионной защиты стали.

Темп происходящей в глубь бетона карбонизации, зависит: от длительности процесса и от сопротивляемости бетона прониканию воздуха; от содержания углекислого газа в воздухе и от количества гидроокиси кальция, необходимого для протекания процесса карбонизации. Таким образом, коррозионная защита зависит не только от толщины и плотности бетонного покрытия, но и от содержания в нем гидроокиси кальция.

Защитные функции при воздействии высоких температур. Запас прочности здания при пожаре зависит от воздействия огня на детали строительных элементов. Строительные нормы и правила для строительства высотных зданий определяют срок огнестойкости, в течение которого должна быть обеспечена эвакуация персонала при пожаре. Огнестойкость, принятая согласно DIN 4102, может быть обеспечена для железобетонных деталей лишь в том случае, если зашита арматурной стали от быстрого нагревания обеспечена достаточным слоем бетона. Следовательно, стальная арматура в обычном и предварительно напряженном бетоне требует такого слоя покрытия, который при возникании пожара гарантирует в течение определенного срока (соответственно 60 или 90 мин) необходимую противопожарную стойкость, т. е. фронт критических температур, который во время пожара, постепенно перемещаясь в бетонном слое, в течение заданного времени не должен достичь арматурной стали. Если бетонное покрытие заменено другим материалом, то пригодность его должна быть обоснована ипытанием на огнестойкость, согласно DIN 4102.


⇐ вернуться назад| |читать дальше ⇒