Замачивание стены атмосферными осадками

Причины образования высолов и разрушения стен зданий

ПРИЧИНЫ ОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОЛОВ И РАЗРУШЕНИЯ СТЕН ЗДАНИЙ

Основной причиной преждевременного обветшания и разрушения конструкций стен из бетона и кирпича, штукатурных покрытий – это проникновение атмосферной влаги внутрь материалов конструкций. Именно вода относится к наиболее распространенным и агрессивным факторам, влияющим на материалы в период эксплуатации строительных конструкций. Вода содействует снижению прочности большинства материалов, загниванию древесины, образованию тре-щин, микроорганизмов, развития коррозионных процессов в металлах и бетонах и т.п.

Являясь капиллярно-пористыми телами, минеральные (фасадные) материалы обладают довольно высоким водопоглощением как при прямом воздействии воды на сооружения, так и в результате большого капиллярный подсоса, способствующего инфильтрации поверхностной влаги во внутрь материалов. Таким образом, в конструкции стен зданий вода попадает двумя путями: капиллярное поднятие грунтовой влаги в кирпичных и каменных стенах зданий и замачивание стен зданий при их эксплуатации в естественных условиях (дожди, снега, конденсация водяных паров на поверхности стен и т.п.).

Кроме того, увлажнение стен происходит и по бытовым причинам. Дело в том, что в квартире средних размеров в течение суток выделяется от 8 до 15 л взвешенных паров бытовой влаги (в результате пользования душем, ванной, кухонной плитой, стирки белья, полива цветов, а также естест-венного испарения влаги людьми, находящимися в данном помещении). Вся эта влага должна удаляться из помещения через вентиляцию или сквозь толщу ограждающих конструкций, что и происходит при наличии пор в строительном материале.

Влага, попавшая в капиллярную сеть кирпича или бетона, начинает мигрировать по микропустотам, порам и капиллярам материалов, конденсируясь в них при понижении температуры стен до точки росы. Результат — не только мокрые стены, имеющие склонность к промерзанию (при увеличении влажности ограждающих конструкций зданий на 10-20% их теплоизоляционная способность снижается на 50%), плесень и лужи в подвале, но и вынос растворимых солей на поверхность стен – появлению высолов, весьма неэстетичных белесых разводов, значительно ухудшающих внешний вид кирпичной кладки.

Соли, постоянно присутствующие в кирпиче или бетоне, сами по себе никакого вреда не причиняют. Все беды являются следствием движения воды в массиве стены и ее испарение с поверхности, сопровождающегося образованием белесых и (или) цветных солевых разводов — «высолов», появление которых говорит о начале коррозии строительного материала. Солевые растворы не только уродуют стены своим грязно-серым раскрасом, делая фасады стен весьма неэстетичными, но и являются причиной разрушения материалов стен вследствие различного рода коррозионных процессов – сульфат-ная и бикарбонатная коррозия. отрыв штукатурок, облицовок и окрасочных материалов.

Дождевая вода, часто сама является агрессивной средой по отношению в кирпичной кладке, бетонам и штукатуркам, представляя собой растворы слабых кислот щелочей и различного рода со-лей. Агрессивное воздействие воды на сооружения из кирпича, бетона, природного и искусственного камня, различного рода штукатурок, ячеистого бетона и других подобных материалов – давно установленный факт. Водные растворы кислот и различных солей, проникая внутрь материала, взаимодействует с этими соединениями. Солевые кристаллы растут внутри материала, заполняя микропустоты, и вместе с испаряющейся влагой выходят на поверхность стен. Вода испаряется, а соли кристаллизуются, оставаясь на стене в виде высолов.

Итак, для появления высола необходимо наличие солей, воды и соответствующих погодных условий. Вода (влага) может попасть в массив стены здания следующими путями:

• непосредственно из атмосферы (при косом дожде);

• из почвы по капиллярам и порам стены (в случае нарушения гидроизоляции фундамен-та и заглубленных частей здания);

• через кровлю (при нарушении гидроизоляции крыши).

В устойчивую жару или при затяжных дождях высолы не образуются. Наиболее интенсивно этот процесс протекает при изменении влажности или температуры, то есть в межсезонье. Именно при смене циклов насыщения и испарения все просчеты и нарушения проявляются в виде пятен высолов.

Всего за несколько дней только что построенный кирпичный коттедж может превратиться в заляпанный белесыми разводами уродца. Это явление в той или иной степени присуще практически всем традиционным пористым строительным материалам не только природного, но и искусственного происхождения. Высолы образуются вследствие выноса на поверхность и кристаллизации солей, содержащихся в составе цемен-
та, бетона, штукатурного и кладочного раствора, кирпича, ускорителей твердения, противоморозных добавок и др. Наличие различных солей в используемых материалах не единственная причина, приво-дящая к формированию высолов. Они возникают только при значительном местном увлажнении мате-риалов и медленном испарении влаги из кладки.

Вторая причина разрушения материалов стен фасадов является физическая и химическая коррозия материалов под воздействием их увлажнения. Даже если мокрые стены не покрываются пятнами и разводами, от преждевременного разрушения, вызванного физической и ли химической коррозией строительного материала, все равно никуда не денешься.

Физическая коррозия может быть вызвана:

• выщелачиванием материала в результате вымывания гидроксида кальция (извести), сопровождающегося возрастанием количества новых и увеличением объема существовавших в бетоне капилляров и пор;

• механической деструкцией, обусловленной попеременным замораживанием – оттаиванием и высушиванием – увлажнением материала.
При замораживании – оттаивании внутренняя влага, находящаяся в материале, превращается в лед, имеющий объем, на 9% больше, чем составляющая его вода. Это, как и попеременное высуши-вание – увлажнение, является причиной расшатывания структуры материала стен, его шелушения, сколов, снижения прочностных характеристик и, в конечном итоге, разрушения конструкций стен, отрыв штукатурок, облицовочных материалов, лакокрасочных покрытий.

Химическая коррозия.

Прежде всего это химические реакции между минеральными составляющими (в первую очередь, соединениями кальция — СаО, Са(ОН)₂ и др.) и разнообразными «атмосферными» кислотами. Дождевые потоки захватывают из атмосферы большое количество газообразных производственных выбросов, таких как оксиды углерода, серы, азота и фосфора, аммиак, хлор, хлористый водород и т.п., которые частично растворяясь в воде, превращают дождь в кислотный рас-твор, состоящей из смеси Н₂СО₃, Н₂SО₃, Н₂SO₄, НNO₂ и HNO₃, а также целого ряда кислот фосфорных или хлористых. Указанные кислоты в буквальном смысле растворяет бетон, мрамор, силикатный кирпич и другие материалы с образованием тех же растворимых и малорастворимых солей. При этом увеличивается количество пор, капилляров и микротрещин, которые, в свою очередь, становятся новыми очагами аг-рессии, и скорость разрушения материала существенно возрастает.

В современном строительстве широко распространена облицовка фасадов, особенно цокольной их части. В качестве облицовочного камня применяются следующие природные материалы: гра-нит, мрамор, доломит, известняк, песчаник, известковый туф и др. Под воздействием окружающей сре-ды натуральный камень разрушается. И здесь наиболее влияние на разрушение природного камня оказывает увлажнение. Вода из-за высокой пористости природного камня может буквально пропитать их. С увлажнением связан процесс переноса солей — выщелачивание. В частности при углекислотной агрессии нерастворимый кальцит (мрамор, составляющая часть цементных бетонов и растворов) пре-вращается в водорастворимый гидрокарбонат кальция по реакции
СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂

При этом происходит элементарное вымывание материала с дополнительным образованием трещин, пор, раковин и т.п.. Вода также в значительной степени разрушает известняковый камень. Де-ло в том, что в природном известняке имеются включения глины. При замачивании и последующем замораживании-оттаивании влажная глина сильно увеличиваясь в размерах способствует шелушению известнякового камня, отслоение его частей, ускоренному образованию высолов.

Разрушение конструкционного материала в результате воздействия грунтовых вод обусловле-но не только физическим вымыванием гидроксида кальция, но и накоплением в материале солей. Водно-солевая коррозия (особенно от действия хлоридов и сульфатов) приводит к образованию новых сильно гидратированных солевых структур сложного состава, существенно увеличивающих кристалли-зационное давление. Так, например, NaCl реагирует с алюминатными минералами, компонентами цементного камня с образованием гидрохлоралюминатов, сульфаты грунтовых вод реагируют с трехкальциевым алюминатом 3CaO*Al₂O₃ с образованием объемной структуры 3CaO*Al₂O₃*3CaSO₄*30H₂O, что в итоге ведет к разрушению материала.

В ряде случаев наблюдается вспучивание материала в результате действия содержащегося в почве активного аморфного кремнезема SiO2, проникающего в бетон с грунтовой влагой. При этом образуются объемные водные гидросиликаты натрия nNa₂O*mSiO₂*xH₂O, также способствующие коррозионному разрушению.

Таким образом, защита фасадов от проникающего действия воды (придание материалам водо-отталкивающих свойств) является серьезной строительной проблемой, во многом определяющая не только эстетику фасадов, но и долговечность как самого материала стен, так и различных его покрытий (штукатурных, лакокрасочных, облицовочных и др). Гидрофобную защиту конструкционных материалов и покрытий необходимо выполнять уже на стадии строительства, не дожидаясь вынужденного ремонта и неизбежных дополнительных затрат на приведение внешнего и внутреннего вида объекта в соответ-ствии с общепринятыми эстетическими нормами.

Источник

Замачивание стены атмосферными осадками

Источниками метеорологической влаги являются атмосферные осадки — дождь, снег, град, которые непосредственно воздействуют на стены и вызывают увлажнение их, хотя такая сырость не является устойчивой (для каменной стены). Однако при высокой влагоемкости и недостаточной морозостойкости материала наружной поверхности стен последние могут подвергнуться постепенному разрушению.

Более серьезные последствия может вызвать косой дождь в панельных стенах, в которых стыки панелей, места закладных деталей, сопряжений оконных и дверных коробок являются местами проникновения дождевой воды. Сильный ливень дает до 12 л воды, стекающей в одну минуту по фасадной поверхности стены на участке в 1 м горизонтальной ее протяженности и в один этаж но высоте.

Метеорологическая влага является серьезным источником развития сырости в зданиях из сборных элементов, особенно при отсутствии мер защиты стыков.

Материалы фасада, содержащие пигменты, легко вымываемые атмосферной водой, действия косого дождя приводят к порче окраски фасадов. Серая окраска штукатурки сажей от дождя бледнеет, на свежей масляной окраске фасада после длительных дождей появляются иногда светлые пятна, которые долго не исчезают. «Просвечивание» швов кладки через слой наружной штукатурки часто происходит после дождей и исчезает только при высыхании фасада. При таких условиях окрасочный слой фасадной стены постепенно разрушается («шелушится»).

Кроме того, проникание атмосферной влаги в элементы здания происходит через крыши, при неисправности их и водоотводящих устройств, отсутствии у нижней части водосточных труб отметов (рис. 3), довольно часто наблюдаемое в домах, приводит к тому, что сырость стен у этих труб настолько устойчива, что не исчезает даже в жаркое, сухое время года.

Пагубное влияние атмосферная вода оказывает и на различные облицовки наружных фасадов из естественного камня (мрамор, гранит и др.). Это происходит вследствие того, что некоторые из породообразующих минералов изменяются под действием воды; так, полевые шпаты распадаются на каолинит и растворимые в воде щелочные силикаты, растворяется и углекислая известь. Мраморные облицовки разрушаются атмосферными осадками, поглощающими из воздуха сернистые газы.

Агрессивная вода действует на мрамор, подобно слабому раствору серной кислоты. В гранитах с течением времени образуются незаметные на глаз волосные трещины из-за разных коэффициентов температурного расширения породообразующих минералов гранита. Вода, попадая в эти трещины, ускоряет процесс разрушения гранитной облицовки фасада.

Особенно неблагоприятными в отношении развития сырости являются внутренние дворы («световые колодцы») при многоэтажных зданиях. Вода, стекая по стенам фасадов, обращенным в сторону таких плохо проветриваемых и недостаточно освещенных дворов, может создать в них устойчивую сырость с развитием плесени,, мха, лишаев и т. д., что, в свою очередь, может повести к разрушению наружной поверхности стен. Иногда на. выступах фасадов (старых зданий) прорастает трава, корневые мочки которой, проникая по трещинам внутрь стены, извлекают из нее необходимые для питания кремнезем, известь и щелочные соли, дополняя разрушение.

При наличии на фасаде каких-либо горизонтальных полок или поясков, на последних с течением времени оседает пыль, копоть, содержащие в себе влагу.

Нередко на фасадах зданий появляются ржавые пятна. Причиной этого может быть наличие в составе материалов облицовки (известняка) зерен минерала пирита, легко выветриваемого под действием кислорода и влаги с образованием при этом окиси железа (ржавчины) вымываемой водой.

В зданиях без венчающего карниза или с недостаточным его выносом, при неорганизованном водоотводе с крыши, вода будет стекать по вертикальным плоскостям стен, вызывая их намокание.
Образование трещин в слое наружной цементной штукатурки старых зданий может быть следствием различных коэффициентов температурного расширения цементного раствора и каменной кладки.

Температурно-влажностные процессы, происходящие в стене (нагревание — охлаждение, увлажнение — высыхание), содействуют разрушению слоя штукатурки.

В наружных стенах панельных домов нередко наблюдаются случаи отсыревания стен от косого дождя вследствие водопроницаемости наружного плиточного фактурного слоя.

Часто увлажнение наружных стеновых панелей с открытой пористой структурой (керамзитобетонные) является следствием проникания воды в толщу через верхние их торцы и боковые стороны при их хранении на заводских и приобъектных складах.

Причиной увлажнения наружных панельных стен в эксплуатационных условиях являются дефекты в стенах, не учтенные при проектировании и при производстве работ. Наблюдаются случаи, когда ширина наружного шва вертикального стыка панелей в натуре составляет 30- 40 мм, вместо 10 мм. По этой причине дождевая вода нередко через стыки затекает внутрь жилых помещений.

В оконных и дверных проемах вследствие усыхания коробок часто образуется щель между коробкой и штукатуркой. Проникание в эту щель воды может привести к интенсивному загниванию коробок.

Существенное влияние на водопроницаемость окон оказывает и неправильная установка коробок, переплетов, подоконных досок и стекол, деревянных отливов, стальных сливов, а также рассыхание и перекосы элементов оконных и дверных заполнений вследствие использования сырой древесины при их изготовлении.

Применяемые за последнее время спаренные оконные переплеты при косых дождях пропускают влагу внутрь помещений, чему в значительной степени способствует отсутствие нижних отливов и недостаточные размеры четверти в коробке для надежной заделки металлических сливов (рис. 4).

Атмосферная вода часто приводит к разрушению кровли, особенно если при эксплуатации не обеспечивается надлежащий уход за ней. Кровля часто разрушается при оледенении. Ледяная корка, отставая от стальных листов кровли, частично отрывает и окраску. При этом оголенная сталь быстро ржавеет и разрушается. Особенно резко сказываются последствия оледенения кровель у высоких парапетов. В этих местах скапливается много снега, превращающегося со временем в лед. На невентилируемых совмещенных крышах вода, образующаяся при подтаивании снега, дойдя до карниза и соприкасаясь с более холодной поверхностью участка кровли, расположенного над наружной стеной, замерзает, образуя наледи и ледяные сосульки (рис. 5).

Большое значение для фундаментов и стен имеет отвод атмосферных вод от стен здания. При уклоне земли к зданию (рис. 6) вода затекает к фундаменту, что может привести к ослаблению несущей способности грунта основания, осадке фундамента и деформации стены.

Сенченок Н.М. Сырость в жилых зданиях, ее источники и борьба с ней. — М., 1967.

Источник