Использование местных сырьевых ресурсов при реконструкции жилого дома

КУПРИЯШКИНА Л. И., ГОЛЯЕВ Е. С., СМУТИН Е. В, ТУКТАРОВ Р. Н., НУРЛЫБАЕВ Р. Е.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕСТНЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЖИЛОГО ДОМА Аннотация. Приведены результаты натурного обследования жилого дома и указаны работы, которые необходимо провести для безопасных условий его эксплуатации. Предложены растворы с цеолитсодержащим наполнителем для инъецирования трещин. Рассмотрена возможность применения диатомита в составах сухих строительных смесей.

Ключевые слова: реконструкция, сухие строительные смеси, цеолитсодержащие породы, диатомит, трещины, конструкции, стены, ремонт, свойства, эксплуатация.

KUPRIYASHKINA L. I., GOLYAEV E. S., SMUTIN E. V., TUKTAROV R. N., NURLYBAEV R. E.

THE USE OF LOCAL RAW MATERIAL RESOURCES AT RESIDENTIAL BUILDING RECONSTRUCTION Abstract. The article includes the results of an on-site survey of an apartment building. The list of works that must be done for further safe operating of the house is provided. Solutions with a zeolite-containing filler for injecting cracks are proposed. The possibility of using diatomite in the composition of dry construction mixtures is considered.

Keywords: reconstruction, dry building mixtures, zeolite-containing rocks, diatomite, cracks, structures, walls, repair, properties, operation.

Работы по реконструкции зданий включают в себя гидроизоляцию основания и подвальных помещений, ремонт фасада и стен, замену перекрытий и кровельной системы. Реконструкция зданий и сооружений состоит из тех же этапов, что и инвестиционные циклы новостроек. Один из этапов - это обследование реконструируемых объектов, в ходе которого оценивают не только гидрогеологический режим, грунтовые условия и рельеф, но и состояние, в котором находятся на данный момент подземные и надземные конструкции, а также возможность дополнительной нагрузки на них и их дальнейшей эксплуатации. Обследование всех элементов здания необходимо проводить тщательно и подробно описывать любые найденные повреждения. При этом каждое искривление, трещина или пятно сырости должно быть сфотографировано, замерено и зафиксировано в документе. По окончании обследования составляют специальный отчет, куда входят фотографии и расчеты.

По адресу Проспект 50 лет Октября в г. Саранске было проведено натурное обследование жилого дома. Были выявлены дефекты конструкций, которые возникли во

1

время эксплуатации данного объекта (рис. 1). Год постройки - 1961 г. Здание в плане прямоугольное, количество этажей - 5, подъездов - 4. Конструктивная схема здания с несущими поперечными стенами. Фундаменты - монолитные железобетонные. Наружные стены выполнены из кирпича силикатного размером 250*120*65 мм. Общая площадь дома 792 м2. Перекрытия - деревянные. Кровля двухскатная по деревянным стропильным конструкциям. Покрытие - из шифера.

Рис 1. Фасад здания.

В результате обследования выявлено следующее:

1. В результате повреждения прежней кровли на отдельных участках стен имеются следы протечек. Произошло разрушение облицовочного слоя стен, цоколя, бетонных козырьков, балконной плиты (с оголившейся в нем арматуры), которые подверглась коррозии. Появились сквозные трещины по наружным стенам здания в количестве 2 шт. длиной до 110 см и шириной раскрытия до 1 см. Также на отдельных участках здания образовалась плесень.

2. Основными причинами разрушения явились старение материалов и отсутствие своевременных работ по устранению возникших дефектов. Разбитый шифер и отсутствие организованного водоотведения привело к намоканию и разрушению стен здания. Существующие ограждающие конструкции и кровля на момент обследования находились в ограниченно-работоспособном техническом состоянии.

Для обеспечения безопасных условий эксплуатации здания и приведения строительных конструкций здания в работоспособное техническое состояние необходимо было выполнить: 1) инъецирование трещин строительным раствором; 2) снятие старого штукатурного слоя с последующим оштукатуриванием стен здания с использованием армирующей сетки; 3) усиление стен путем стягивания металлическими элементами; 4) горизонтальную гидроизоляцию несущих стен цоколя; 5) частичный ремонт кровли; 6) установку козырька над входной дверью; 7) устранить повреждения в балконных плитах.

Вертикальная сквозная трещина между этажами

Разрушение ж/б балконной плиты, коррозия арматуры

Рис. 2. Результаты обследования здания.

Разрушение бетона под козырьком подъезда

Работы по усилению и устранению дефектов строительных конструкций необходимо производить лицензированной организацией в соответствии со специально разработанными конструктивными решениями. В качестве используемых строительных растворов решено было использовать композиционные материалы, позволяющие не только устранить существующие дефекты, но и улучшить их эксплуатационные свойства.

Для инъецирования трещин был подобран состав с наполненным цементным вяжущим. В качестве наполнителя выбраны цеолитсодержащие породы. В виде месторождений цеолитсодержащие породы встречаются в регионах Среднего Поволжья, в том числе, в Республике Мордовия (Атяшевское месторождение). Общие прогнозные ресурсы цеолитов на территории РМ на начало 2012 года составляют чуть более 225 млн. м3. Основные залежи сырья сосредоточены в восточных районах республики в отложениях турон-сантонского ярусов. По содержанию клиноптилолита эти отложения превосходят сантонские отложения Татарстана. Имеющийся фонд прогнозных ресурсов может считаться

достаточной базой для перспективного использования цеолитов Мордовии в качестве минерального сырья для производства различного рода строительных материалов, компонентов сухих смесей и добавок, теплоизоляционных изделий и наполнителей.

Химический состав, полученный с помощью рентгеноструктурного анализа, и некоторые физико-механические свойства цеолитсодержащих пород Мордовского месторождения приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1

Химический состав цеолитсодержащих пород

Содержание оксидов, %

SiO2 Al2Oз Fe2Oз ^2 CaO MgO Na2O+K2O H2O п.п.п.

49,21 8,52 12,94 1,08 12,71 1,27 6,64 6,06 1,51

Таблица 2

Физико-механические свойства цеолитсодержащих пород

Истинная плотность, кг/м3 Средняя плотность, кг/м3 Насыпная плотность, кг/м3 Пористость, % Прочность, МПа Пустот- ность, % Влажность, % Водопог-лощение,%

3000 1714 680 42,87 2,5-3,6 60,32 25,93 40,7

Цеолиты представляют собой водные алюмосиликаты, построенные, в основном, из четырех-, пяти-, шестичленных (и более) колец, образованных кремнийкислородными тетраэдрами. Часть атомов кремния в этих тетраэдрах может быть замещена алюминием. Во внутрикристаллическом пространстве имеется система микрополостей, соединенных между собой каналами, в которых располагаются обменные катионы и молекулы воды, т.е. цеолит может являться наноразмерным каркасом, внедряясь в который молекулы и ионы образуют упорядоченную структуру. Растворы, содержащие цеолиты, приобретают улучшенные свойства, позволяя увеличить прочность в 1,5 раза и сроки эксплуатации. При этом экономия цемента составляет до 20% [1; 2].

Для внутренней отделки были разработаны отделочные растворы, в состав которых был введен диатомит Атемарского месторождения Кочкуровско-Комсомольской линии, расположенного в 3 км к востоку от села Атемар Лямбирского района Республики Мордовия. Добыча ископаемых осуществляется открытым способом.

Диатомиты - легкие высокопористые, тонкозернистые породы органогенной структуры. Основная масса представлена створками диатомей и их крупными обломками, количество которых в 1 см3 достигает 1,2-7,2 млн шт. Сложены створки, в основном, рентгеноаморфным опалом. Породы диатомита - в основном трехкомпонентные системы. Наряду с кремнистой составляющей в них постоянно присутствует глинистый материал. В

типичных (нормальных) диатомитах, опоках, трепелах содержание кремнезема (опал-кристобалита) колеблется обычно от 60 до 80% (редко больше), глинистого материала - от 10 до 40%. В качестве постоянной примеси в различном количестве присутствует также обломочный песчано-алевритовый материал (кварц, глауконит и др.).

Диатомит Атемарского месторождения имеет следующий химический состав в % по массе: Б1О2 - 82,56; АЬОз - 4,43; Бе20з - 2,86; N102 - 0,21; Са02 - 1,90; М§О - 0,76; БОэ -0,02; СО2 - 0,11; К2О - 0,96; Ш2О - 0,18; п.п.п. - 6,59; гигроскопическая вода - 3,35; несвязанная вода Н2О - 46,75; органические примеси - 0,46; СО2 - 0,11. В диатомите содержится большое количество Б102 (82,56%) и сравнительно мало АЬОз (4,43%), что свидетельствует о незначительном содержании в породе глинистых минералов и, соответственно, низкой пластичности. Показатели физико-механических свойств диатомита приведены в таблице 3.

Таблица 3

Физико-механические свойства диатомита Атемарского месторождения

Показатели Значение

Истинная плотность, г/см3 2,15

Реакция на 10% раствор HCl не вскипает

Размокаемость, %. 97, 80

Число пластичности 6, 5

Огнеупорность,°С 1560

Открытая пористость, % 58

Коэффициент размягчения 0,37

Использование разработанных составов сухих строительных смесей при проведении восстановительных работ показало, что введение диатомита (до 30%) в вяжущее позволяет получить теплые растворы для внутренних отделочных работ, благодаря которым уменьшается теплопроводность ограждающих конструкций. Включение диатомита приводит к повышению коэффициента конструктивного качества и водоудерживающей способности [3; 4]. Применение цеолитсодержащих пород в строительных смесях позволяет получить растворы с повышенным коэффициентом химического сопротивления. Использование местных сырьевых ресурсов как диатомит и цеолитсодержащие породы позволяет снизить себестоимость затрат на реконструкцию жилого дома до 20% и увеличить сроки эксплуатации здания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Селяев В. П., Куприяшкина Л. И., Неверов В. А., Селяев П. В. Влияние цеолитосодержащих наполнителей на прочность и пористость цементных композитов // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2014. - № 6. - С. 36-43.

2. Селяев В. П., Седова А. А., Куприяшкина Л. И., Осипов А. К., Куприяшкина Е. И. Изучение процессов повреждения цементного камня, наполненного цеолитосодержащей породой, растворами хлористоводородной кислоты // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2014. - № 7. - С. 32-38.

3. Пат. 2297881 Российская Федерация, МПК С04В28/02, С04В111/20. Сухая строительная смесь / Селяев В. П., Куприяшкина Л. И., Болдырев А. А.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева». - № 2005133842/03; заявл. 01.11.2005; опубл. 27.04.2007, Бюл. № 23. - 3 с.

4. Селяев В. П., Куприяшкина Л. И., Седова А. А., Осипов А. К. Влияние условий модификации диатомита на его физико-химические свойства // Региональная архитектура и строительство. - 2014. - № 1. - С. 4-12.