|
Основные, или ключевые, характеристики свойств и структуры имеют, как уже отмечалось, критические уровни, переход за пределы которых сопряжен со сравнительно интенсивным разрушением материала или срочным капитальным ремонтом конструкции.
При выборе критических уровней ключевых показателей свойств ориентируются на требования действующих стандартов и строительных норм. В них указаны, как правило, числовые показатели технических свойств материала и допустимые пределы их изменения в эксплуатационный период. Для некоторых материалов могут быть два, три или большее количество числовых показателей ключевых свойств, причем для каждого устанавливается свой предельный уровень допустимого изменения. При эксплуатации конструкций необходимо всемерно увеличивать период времени до момента, когда ключевой показатель (или несколько принятых ключевых показателей) окажется на критическом уровне допустимого изменения. Соответствующий период времени выражает долговечность материала, поскольку недопустима дальнейшая эксплуатация конструкции без проведения капитального ремонта.
Аналогичный метод оценки долговечности производится и по структурным параметрам. Ключевые структурные показатели ближе и непосредственнее отражают уровень внутренних изменений в материале под влиянием эксплуатационных факторов. Эти изменения относятся к отклонениям от первоначально зафиксированных размеров ключевых структурных характеристик. Вследствие отклонений возможно нарушение оптимальных структур с частичной потерей ранее установленных технических свойств. Пока отсутствуют какие-либо нормы в отношении допустимых количественных изменений в структуре. Допустимый уровень изменений в структуре устанавливается путем предварительного совместного изучения структурных и качественных характеристик материала оптимальной структуры и их сопоставления между собой. Появление микро- и макротрещин, увеличение пористости или ее резкое снижение, отслаивание контактной зоны, шелушение или выкрашивание, дислокационные нарушения в структуре и текстуре и другие дефекты являются существенными признаками внутренних структурных и качественных изменений, возникших в материале под влиянием эксплуатационных факторов. С их появлением возникает необходимость тщательного наблюдения за дальнейшим состоянием конструкций с принятием мер к своевременному их ремонту.
Среди типичных эксплуатационных факторов, оказывающих, как правило, негативное влияние на состояние строительных конструкций и материалов, можно выделить механические — воздействие внешних нагрузок различной величины и интенсивности статического и динамического характера, а также собственного веса материала и
конструкций; температурные — воздействия устойчивой температуры и ее колебаний в конструкциях зданий и сооружений; воздушную и газовую среду с содержанием в ней углекислого газа, пара, пыли и других примесей; водную среду с широкими пределами ее агрессивности; кислоты, щелочи, солевые растворы разных концентраций и другие жидкие среды, например растительные масла, нефтепродукты, которые имеют различную степень агрессивности по отношению к материалу; климатические, к которым кроме упомянутых выше факторов относятся также солнечная радиация, ветер, влажность воздуха; воздействие некоторых других возможных физических факторов — электрического поля и тока, излучения, магнитного поля и т. п. Кроме того, нередко участвуют спонтанные негативные явления в материале.
Большую разрушительную активность по отношению к строительным материалам и конструкциям проявляют животные и растительные микроорганизмы и их производные — органогенные агрессивные среды. До 15...20% от всего ущерба, который имеется от коррозии, вызывается микроорганизмами. В этих средах целесообразно оценивать предельное состояние ИСК в конструкциях ключевым показателем химической стойкости, например по привесу новообразований в агрессивной среде, изменению водородного показателя рН во времени и др.
В реальных условиях на конструкцию и ее материал обычно воздействует комплекс из двух или большего количества эксплуатационных факторов. Получаемый эффект при воздействии такого комплекса значительно сложнее, чем от каждого фактора в отдельности или даже от их суммирования. Совместное воздействие активных сред и механических напряжений приводит к интенсификации деструкции и, в частности, коррозионных процессов. Под влиянием деструкции от их совместного воздействия прочность, например, снижается в больших размерах, чем суммарное уменьшение ее под влиянием внешней нагрузки, или минерализованных вод и циклического замораживания. То же — при совмещении воздействия агрессивной среды с попеременным замораживанием и оттаиванием. Следует отметить, что различного вида природными и производственными агрессивными средами повреждается от 15 до 75% всех строительных конструкций зданий и сооружений.
|
