ФИЗИЧЕСКИЙ ИЗНОС ЗДАНИЯ

  С первых дней эксплуатации все элементы и конструкции зданий изменяются, постепенно снижая свои прочностные качества. Эти изменения происходят под воздействием многих физико-механических и химических факторов. К ним относятся неоднородность материалов, повышение напряжений, приводящие к микроразрывам в материале, попеременное увлажнение и высушивание, периодические замораживания и оттаивания, резкие перепады температур, воздействие солей и кислот, выщелачивание, коррозия металла, загнивание древесины, истирание конструкций и т. п. Происходят постепенные изменения структуры и свойств материалов.
  В зданиях, эксплуатирующихся более 40 лет, при деревянных перекрытиях и деревянных перегородках наблюдается в штукатурном слое по потолочной поверхности и в перегородках в местах примыкания к полу и потолку значительное количество трещин, а в некоторых местах отслоение штукатурного слоя. Это явление обуславливается: выработкой штукатурным слоем нормативного срока эксплуатации; зыбкостью полов, либо сверхнормативными прогибами балок перекрытий, а также значительным слоем штукатурки.
  Деревянные балки междуэтажных перекрытий, и особенно чердачного перекрытия, работающие продолжительное время (более50 лет) в переменном температурно-влажностном режиме, расслаиваются в продольном направлении, что приводит к снижению и> несущей способности.
  Дощатые полы при эксплуатации более 40 лет в зонах интенсивной эксплуатации (места общего пользования) бывают в значительной степени повреждены, поэтому это влечет за собой потерю конструктивной надежности и эстетичности.
  Металлоконструкции в процессе старения укорачиваются при одновременном снижении пластичности и вязкости и повышении хрупкости. С течением времени из перенасыщенной твердой среды выделяется избыточный компонент в виде мельчайших частиц. В малоуглеродистых сталях вследствие процессов карбонизации образуется ржавчина, которая, увеличивая в целом объем конструкции, уменьшает рабочее сечение элемента. В результате сокращается площадка текучести и, хотя упругие свойства стали повышаются, значительно уменьшается ее удлинение и, таким образом, увеличивается хрупкость.
  Все строительные материалы и конструкции постепенно разрушаются под воздействием внешних факторов: механических, физических, биологических, химических и др. Процессы, разрушающие строительные материалы вследствие внешнего воздействия, называются эрозией и коррозией.
  Эрозия — процесс размыва водой, истирание песком или пылью поверхности конструкции и строительных грунтов. (Размыв поверхности кровли и стен стекающей водой, истирание фасадов зданий песком или пылью. Наибольшую опасность представляет эрозионное воздействие фунтовых вод на основание под здания.)
Коррозия — процесс разрушения строительных материалов вследствие воздействия физико-химических явлений. Строительные материалы и конструкции подвержены коррозии на воздухе, под водой и в грунте. В зависимости от этого возникают разные виды коррозии.
На поверхности причиной коррозии является проникновение в поры и гигроскопические трещины строительных конструкций водяного пара.
  При колебаниях температуры от плюсовой до минусовой вода в порах замерзает, разрушая структуру материала. Растворы солей, находящиеся на поверхности конструкций, проникают в поры и трещины. Вследствие испарения воды соль кристаллизуется, действуя на структуру материала подобно замерзшей воде, что приводит к разрушению конструкции.
  Разрушение наружных поверхностей кирпичных стен, называемое выветриванием, происходит под влиянием многих факторов: перемены температуры, действия ветров, чередующихся увлажнением и высыханием, замерзанием воды в порах. 1
  Другой причиной разрушения коррозией строительных материалов является окисление. Этот процесс происходит обычно в присутствии воды и вызывает дополнительно гидратацию и увеличение объема материала.
В водной среде также протекают процессы коррозии строительных материалов, причем их вид и интенсивность зависят от химических свойств воды.
  Таким образом, для оценки и обеспечения надежности эксплуатируемых зданий необходимым является знание (прогноз) ресурса всех конструкций, срока их службы. В общем виде именно они определяют периоды и объемы ремонтов. Установленные нормами сроки службы конструкций являются усредненными, расчетными сроками, обусловленными физическим (техническим) износом материала. Фактические сроки службы характеризуются реальными условиями эксплуатации во временном интервале.
  Вследствие потери качества происходит соответствующая утрата стоимости зданий и сооружений.
Величина физического износа — это количественная оценка технического состояния, характеризующая долю ущерба, потери по сравнению с первоначальным состоянием технических и эксплуатационных свойств конструкций за период эксплуатации. Ущерб может быть выражен также в снижении первоначальной стоимости конструкций или здания в целом. При такой оценке технического состояния конструкций становится возможно их сопоставление, несмотря на различные свойства и особенности.
  При выполнении капитального ремонта физический износ частично ликвидируется, а действительная стоимость здания увеличивается. В строгом смысле ремонтироваться должны только сменяемые конструкции, нормальный срок службы которых менее нормативного срока службы здания, который, в свою очередь, определяется нормативными сроками службы основных несменяемых конструкций (фундаменты, стены). Несменяемые конструкции по физическому смыслу ремонтироваться не могут, и проводимые в них укрепительные работы носят восстановительный характер. С экономической точки зрения недопустимо отнесение восстановительных работ к капитальному ремонту. Пренебрежение этим положением приводит к ошибочному представлению, будто на протяжении срока эксплуатации износ элементов и зданий в целом почти не увеличивается, а срок службы становится неопределенно продолжительным, зависящим от числа ремонтно-восстановительных циклов.
  В связи с неравномерностью износа отдельных элементов, их разнопрочностью, необходимостью восстановления зданий при повреждениях, использованием ремонтными предприятиями новых строительных материалов и современной технологии организации работ при капитальном ремонте выполняются частично и восстановительные работы, при этом повышается уровень надежности, увеличивается долговечность, возрастает стоимость. При капитальном ремонте зданий в сменяемых конструкциях весь физический износ может быть устранен, а в несменяемых — только уменьшен. В табл. 2.4 приведены данные о стоимости несменяемых элементов для кирпичных и полносборных зданий.
  Физический износ конструкций и зданий связан со старением материалов. Интенсивность такого старения различна во времени.
  Кроме временного (естественного) износа, на конструкции зданий влияют и другие виды материального износа: механический, истирание; усталостный при повторных знакопеременных нагрузках (температурные, ветровые); коррозия металлических деталей, конструкций и элементов; эрозия, выветривание каменных и бетонных конструкций; гниение древесины, поражение ее грибами и жуками точильщиками. Механизм и интенсивность действия этих процессов различны. Каждый из них в отдельности или в совокупности ведет к постепенной утрате прочностных и эксплуатационных качеств конструкций, элементов и зданий в целом.
 Наиболее распространенными методами оценки физического (материального) износа являются: а) определение износа по нормативным срокам службы (обратная задача); б) обследование фактического состояния объекта в целом или его важнейших конструктивных элементов (частей, узлов); в) определение износа по объему выполненных ремонтных работ для восстановления конструкции. Важность обследования и уточнения расчета величины физического износа определяется тем, что сроки, объемы и виды ремонта назначаются в зависимости от физического износа конструкций и зданий в целом.