Инструкция по определению состояния стальных закладных деталей в конструкциях крупнопанельных зданий и рекомендации по их антикоррозионной защите и усилению (ЛНИИ АКХ им. К.Д. Памфилова, 1977г)
В соответствии с решениями XXV съезда КПСС об улучшении жилищных условий советского народа намечено повысить сохранность жилищного фонда и улучшить его эксплуатацию. Выполнение этих задач зависит от многих факторов, и в частности от учета конструктивных особенностей здания. Такой особенностью крупнопанельных зданий является наличие в их наружных ограждениях стальных закладных, деталей и связей, обеспечивающих совместную работу отдельных строительных элементов. Во время тепловлажностной обработки панелей, а затем, под воздействием изменяющейся по сезонам года влажности наружных стен стальные закладные детали и связи подвергаются коррозионным разрушениям, в результате которых снижается прочность и пространственная жесткость конструкций. Вследствие разрушения материала стены продуктами коррозии ухудшаются теплотехнические качества ограждений. В связи с этим необходимо периодически определять состояние стальных элементов в наружных ограждениях и принимать меры к продлению срока их службы, а в случае необходимости - усиливать конструктивные узлы зданий.
Настоящие Инструкция и Рекомендации разработаны в результате исследований, проводившихся ЛНИИ АКХ в 1971-11973 гг. Основные положения этих инструктивных материалов подтверждены натурными экспериментами в домах серий 1-335, ОД, 1Лг-507, 1-464, 1-468, находящихся в эксплуатации 8-10 лет.
Сроки обследования конструктивных узлов зданий предложены на основании анализа результатов указанных натурных работ и материалов исследований, выполненных ЛНИИ АКХ и другими организациями.
По всем рассматриваемым сериям домов проанализированы результаты контроля более чем 100 конструктивных узлов. Стальные элементы в домах серии 1-335 являются несущими (в Инструкции и Рекомендациях рассматриваются дома серии 1-335 с неполным каркасом. В домах с полным внутренним каркасом закладные детали служат лишь для обеспечения пространственной жесткости здания и находятся в благоприятном температурно-влажностном режиме), т. е. наиболее ответственными по сравнению с закладными деталями и связями в домах других серий. В домах серии 1-335, эксплуатируемых 10-12 лет в неблагоприятных климатических условиях Ленинграда, коррозионные разрушения наиболее значительны и составлнют в среднем 0,55 мм с каждой открытой поверхности стального элемента. Исследования показали, что несущие консоли в основном корродируют в той части, которая расположена в ячеистом бетоне.
В конструкции домов серии ОД (К-7) стальные элементы являются основными деталями крепления навесных наружных панелей к несущим панелям и подлежат систематическому контролю.
В домах серии 1-464 стальные связи обеспечивают совместную работу продольных и поперечных стен и связывают наружные панели между собой. Панели перекрытия в домах этой серии опираются по контуру (на продольные и поперечные стены), тем самым создавая жесткую связь продольных и поперечных стен, а наружные панели пригружены весом перекрытия. Таким образом, конструктивные осо6еннocти это1 серии таковы, что пространственная работа основных конструкций здания обеспечивается и при отсутствии закладных деталей.
Карнизные блоки по конструкции самоустойчивы, но при отсутствии дополиительного крепления стальными связями непредвиденная нагрузка на карнизный свес может привести к опрокидыванию карнизного блока. С учетом этих конструктивных особeнностей стальные связи домов серии 1-464 систематическим обследованиям не подлежат. Однако при различных ремонтных работах следует определять состояние закладных деталей и связей по методике, предлагаемой настоящей Инструкцией. В Рекомендациях предложен вариант усиления крепления карнизных блоков в домах серии 1-464.
Стальные связи в конструктивных узлах домов серии 1Лг-507 создают пространственную жесткость здания и работают на растяжение лишь при температурных деформациях панелей. Состояние этих деталей в настоящее время опасений не вызывает. Наружные продольные стены в домах данной серии имеют толщину 40 см и несут нагрузку от перекрытия. Карнизные блоки имеют противовес и являются самоустойчивыми. Эти обстоятельства позволяют считать, что здание серии 1Лг-507 может нормально эксплуатироваться н после потери прочности закладными деталями и связями наружных стен и карнизных блоков. В связи с этим также здания не подлежат систематическому обследованию. В особых условиях находятся стальные детали вентиляционных панелей, служащие опорой для лестничных площадок. Oднако они постоянно доступны для наблюдения и должны систематически обследоваться.
В домах серии 1-468 имеются два вида закладных деталей и связей: в узле крепления самонесущих панелей из автоклавного газобетона к несущим панелям и в узле соединения наружных панелей. В обоих узлах при натурных обследованиях обнаружены лишь незначительные коррозионные поражения.
Критической для стали в ячеистом бетоне является влажность 7-10% по массе. Сохранность стальных элементов может быть обеспечена, если исключить увлажнение бетона выше указанных пределов. Коррозия закладных деталей в ячеистом бетоне с ·влажностью до 5% носит характер затухающего поверхностного налета, Таким образом, для повышения долговечности закладных деталей в условиях эксплуатации в ячеистом бетоне необходимо прежде всего обеспечить нормальный температурно-влажностный режим ограждений, своевременно устранять все неисправности водоотводящих устройств и контролировать влажность газобетона в местах, подвергающихся протечкам или промерзаниям. Закладные детали и связи в домах серии 1-468 систематическому обследованию не подлежат. Однако при деформациях, в результате которых отдельные панели вышли из плоскости стены, нарушениях защитного слоя ячеистого бетона в местах расположения стальных элементов или других деформациях нужно выявить состояние закладных деталей и связей и, в случае необходимости, усилить конструктивные узлы.
Состояние несущей способносm стальных закладных деталей и связей оценивается по отношению сечения металла после очистки от ржавчины к проектной величине сечения. Во избежание среза закладной детали по линии глубоких язвенных поражений фиксируется наличие и количество язв.
Закладные детали и связи после обследования, а также стальные элементы, вводимые в конструктивные узлы для усиления, подлежат антикоррозионной защите. Для защиты стальных элементов, подвергшихся коррозии в процессе эксплуатации зданий, не могут быть использованы способы, применяемые в новом строительстве (металлизация цинком или алюминием, нанесение комбинированных металлизационно-лакoкрасочных покрытий), поскольку они требуют полной очистки поверхности металла от продуктов коррозии и окалины.
В условиях сравнительно небольшой по площади выемки материала стены вокруг стальных элементов такие эффективные методы очистки, как механизированная пескоструйная и дробеструйная очистка деталей, неосуществимы. Обработка стальных элементов травильными пастами нежелательна из-за необходимости последующей обильной промывки водой, которая увеличит влажность стены. Кроме того, остатки кислоты снизят защитные свойства бетона. Очистка продуктов коррозии вручную стальными щетками трудоемка и не гарантирует их полного удаления.
ЛНИИ проведена работа по выявлению возможности использования полимерных составов для антикоррозионной защиты закладных частей и связей. Установлено, что этот способ защиты является для данных условий наиболее технологичным. На основании исследований предлагается рыхлые продукты коррозии удалять с поверхности закладных частей механическим путем, а прочие связанные (толщиной до 100 мкм) обрабатывать грунтом-преобразователем BA-0112, выпускаемым Загорским лакокрасочным заводом. При взаимодействии грунта с продуктами коррозии образуются химически стойкие нерастворимые соединения.
В качестве антикоррозионных покрытий рекомендуется применять эпоксидные, эпоксидно-каучуковые и перхлорвиниловые составы, имеющие хорошую адгезию к грунту-преобразователю, который одновременно служит грунтом под эти материалы.
Лабораторные и производственные опыты, проведенные на закладных деталях домов серии ОД и 1-335, показали, что лакокрасочные материалы с преобразователем ржавчины позволяют получить защитные покрытия, имеющие хорошую адгезию к металлу и обеспечивающие надежную защиту от коррозии.
Натурные наблюдения, а также лабораторные ускоренные испытания в агрессивных средах показали, что срок службы оцинкованной стали в среде бетона примерно в 1,5-2 раза меньше, чем стали, защищенной рекомендуемыми лакокрасочными покрытиями.