Воздействие влаги на строительные материалы

Одним из главных свойств пористых строительных материалов является их высокое влагопоглощение и большой капиллярный подсос воды в условиях поверхностного смачивания.

Вода, проникающая в капилляры, оказывает разрушающее действие на кремниевые строительные материалы (рис. 1).

Разрушающее воздействие влаги на облицовку стен
Рис. 1.
Разрушающее
воздействие влаги

 

Установлено (см. список литературы п.п 2, 3, 4), что снижение прочности строительных материалов под воздействием влаги обусловлено адсорбированным облегчением деформаций. Одновременно, расклинивающее действие водных пленок приводит к снижению однородности структуры. При циклическом замораживании и оттаивании резко падает прочность пористых строительных материалов. Кроме того, вода при миграции в капиллярах переносит растворы солей, которые при кристаллизации приводят к снижению прочности.

Под действием влаги, тепла, света образуются микроорганизмы, которые ускоряют процесс разрушения строительных конструкций. Выборочное обследование зданий различного назначения (в т.ч. и только что отремонтированных) в Санкт-Петербурге, проведенное в рамках инициативного исследования Международной академии наук экологии, безопасности человека и природы (МАНЭБ, Президент В.А. Рогалев) показало, что в центре города большинство (80–90%), зданий в следствие нарушения их горизонтальной и вертикальной гидроизоляции, протечек кровель и т.п., поражены различными организмами: бактериями, микроскопическими грибами (микромицетами), домовыми грибами, водорослями, лишайниками. Все эти организмы в процессе жизнедеятельности выделяют в большом количестве органические, неорганические кислоты и другие химически активные вещества, в том числе и токсины.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) только лишь внутрибольничные плесневые микозы, характеризующиеся трудностью диагностики, лечения и высокой летальностью, возрастают на 5–10% в год. Сведения полученные из НИИ медицинской микологии Санкт-Петербургского МАПО (директор Н.В.Васильева, главный миколог Комитета здравоохранения СПб. В.Б.Антонов), указывают на четкую корреляцию, между увеличением числа больных различными микозами и ростом туберкулезных заболеваний в городе.

Многие виды грибов, водорослей, лишайников наносят механические повреждения строительным материалам (рис. 2), что неизбежно ведет к ускоренному разрушению зданий (например: несчастный случай на Сенной площади 10 июня 1999 года).

Рис. 2.
1. Плесневые микроорганизмы. Вызывают изменение цвета,
как правило, зеленого оттенка.
2. Серноокисляющие аэробные микроорганизмы.
Вызывают изменение цвета, как правило, темного оттенка.

 

В таблице 1 приведена группа микроорганизмов, наиболее часто встречаемых в городе Санкт-Петербург. Из приведенных данных видно, что микроорганизмы взаимодействуют со всеми основными составляющими пористых строительных материалов. В помещениях комнатная температура и относительная влажность 60–70% создают благоприятные условия для жизнедеятельности микроорганизмов. Небольшой удельный вес (0,5–0,003 гр.) способствует их переносу в воздушных потоках на значительное расстояние.

Группа и тип микроорганизмов Соединения Продукт восстановления или окисления Условия жизнедеятельности
рН температура, °С
Оптимальная Допустимая Оптимальная Допустимая
Сульфато-окисляющие анаэробные Сульфаты, тиосульфаты, сульфиты, сера, гипосульфит Сероводород 6…7,5 5…9 25…35 55…65
Сероокисляющие аэробные Сера, сульфиты, тиосульфаты Серная кислота 2…4 5…9 28…30 18…37
Тиосульфато-окисляющие аэробные Тиосульфаты, сера Тиосульфат до серы; сера до сульфата 7 7…9 30
Железобактерии аэробные Карбонат и бикарбонат железа, бикарбонат марганца Гидроокись железа 4…10 24 5…40
Микроаэрофильные (без кислорода) Сера, сероводород Тиосульфат до серы 7…9 5…10 30

Таким образом, проникновение влаги приводит:

  • К непосредственному разрушению строительных материалов в следствие действия влаги.
  • Создает благоприятную среду для развития различных микроорганизмов, которые также способствуют разрушению конструкций и наносит вред организму человека.

На основе опыта строительства и эксплуатации строительных конструкций установлены требования к влагопоглощению элементов конструкций (табл. 2), где Wmax – максимальное, ΔW – допустимое значение влажности материала. Приведенные данные показывают, что надежность и долговечность конструкций, выполненных из кирпича, будут обеспечены, если допустимая влажность не будет превышать 4–5%.

Материал Допустимая влажность, % сухой массы
Допустимая Максимальная
Кладка крупноблочная из клинкерного и пластинчатого кирпича в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 1,5–3 4,5
То же, с влажным и мокрым влажностным режимами 3–5 6
Кладка из керамических пустотелых блоков, полусухого и шамотного кирпича в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 1–3 4
Кладка крупноблочная и кирпичная из силикатного кирпича и из плотного силикатного бетона в наружных стенах зданий с сухим и нормальным влажностным режимами помещений 2–4 5

Однако известно (см. список литературы п.п. 1, 2, 4, 5), что на практике минимальное содержание влаги в существующих конструкциях обычно превышает требуемые нормы СНиП 11–3–98 «Строительная техника».

Для определения влагопоглощения кирпича был проведен ряд экспериментов. В качестве образцов использовали 5 типов кирпича, по 20 штук каждого типа, применяемых на текущий момент времени в строительстве. Образец 1, 2, 3 (ГОСТ 530–95, DIN 105 – Кирпич керамический строительный); образец 4, 5 (ГОСТ 7484–78, DIN 105 – Кирпич керамический лицевой) (табл. 3).

Наименования Плотность (103кг/м3) Средний размер зерна (мм) Средний диаметр капилляр(мм) Пористость(%)
Клинкерный Образец 1 3,4 0,35 0,02 8
Пластинчатый Образец 2 3,1 0,45 0,03 11
Knauf Образец 3 2,9 0,5 0,05 17
Полусухой Образец 4 2,4 0,75 0,08 27
Шамотный Образец 5 1,8 1,0 0,17 38

Испытания на влагопоглощение проводились согласно ГОСТ 19473.1–81. Кирпич помещали в воду (Т = +20°С) одной из граней на глубину 5 мм (капиллярное смачивание) и держали до полного впитывания воды. Наблюдение проводили в течение 72 часов, эксперименты были остановлены после полного насыщения кирпича водой, либо в случаях когда изменение веса образцов в течение длительного времени оставалось незначительным.

Результаты исследования впитывания влаги
График 1

Результаты исследования (график 1) впитывания влаги показывают, что влагопоглощение кирпичом превышает требуемые нормы в 2–3 раза. На основании вышеизложенного можно сделать следующий вывод: строительным конструкциям выполненным из кирпича необходима влагоизоляция. Наиболее эффективным видом защиты материалов является гидрофобизация (придания водоотталкивающих свойств) специализированными пенетратами.

 

Источник статьи 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *