автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Анализ состояния, прогноз и способы повышения долговечности силикатного кирпича в наружных стенах зданий

На правах рукописи

САМОФЕЕВ НИКИТА СВЯТОСЛАВОВИЧ

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ, ПРОГНОЗ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 О ЯН8 2012

Уфа-2011

005008209

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Бабков Вадим Васильевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Яковлев Владимир Валентинович

кандидат технических наук, доцент Каримов Ильдар Шакирьянович

Ведущая организация ГУЛ институт «БашНИИстрой» (г. Уфа)

Защита состоится 24 февраля 2012 г. в 15 часов 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.289.02 при ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет».

Автореферат разослан «28» декабря 2011 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

И.В. Недосеко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В Республике Башкортостан (РБ) значительную часть жилого фонда составляют дома, возведенные по проектам типовых серий 194080 гг. Их строительство реализовывалось в кирпичном и крупнопанельном вариантах. Согласно СТО 00044807-001-2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий», нормативный срок службы наружных стен зданий, в частности, из силикатного кирпича составляет 100-125 лег, т.е. остаточный ресурс по жилым домам этой категории постройки 40-70 гг. в настоящее время составляет 30-60 лет. В связи с накопленным физическим износом наружных стен зданий этой категории требуется комплексная оценка и проведение исследований по их фактическому техническому состоянию. Принятие Госстроем России СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004, кроме того, предопределило моральный износ всего жилого фонда РФ, построенного в период до середины 90-х гг., ввиду несоответствия эксплуатируемого жилья требованиям ныне действующих норм по теплозащите ограждающих конструкций зданий.

С 2008 г. в рамках Федерального Закона № 185-ФЗ «О фонде содействия реформированию ЖКХ» в РБ реализуются две Федеральные программы: «Доступное и комфортное жилье молодым семьям» и «Адресная программа капитального ремонта многоквартирных жилых домов», а также адресные региональные программы по капитальному ремонту изношенного жилого фонда. Реализация первой федеральной программы предусматривает снос ветхого и аварийного жилья и последующее строительство многоэтажного жилья, и малоэтажное строительство, соответствующее действующим нормам. Решение второй программы предполагает повышение комфортности и долговечности существующего эксплуатируемого жилого фонда. Как и ряд других регионов Российской Федерации, РБ не обладает достаточными финансовыми ресурсами, необходимыми для -масштабного сноса жилых домов старой массовой застройки, поэтому при реализации программ капитального ремонта в республике практикуется комплексный подход к оценке состояния жилых зданий и разработке рациональных способов поддержания и продления их долговечности.

Практика показывает, что наиболее повреждаемым конструктивным элементом в процессе эксплуатации являются наружные стены жилых домов и, соответственно, эти конструктивные элементы требуют комплексной оценки их состояния по снижению эксплуатационных характеристик, обеспечивающих их несущую способность и теплозащитные качества, и разработки способов продления эксплуатационного ресурса.

В данной работе с применением физико-химических методов исследования выполнен анализ структуры, рассмотрены вопросы технического состояния, прогноза и способов продления остаточного эксплуатационного ресурса наружных стен зданий на основе силикатного кирпича постройки 40 - 70 - х гг. на примере жилого фонда этой категории в городах Республики Башкортостан.

При выборе объектов исследования был учтен экологический фактор. Уфа является крупным городом Республики Башкортостан и Урало-Поволжского региона с широким спектром производств химической и нефтеперерабатывающей промышленности и высокоразвитой транспортной инфраструктурой. На совре-

менной территории г. Уфы сосредоточенно более 200 крупных и средних промышленных предприятий, большая часть которых расположена в северной части города. По данным 2010 г. по количеству вредных выбросов г. Уфа занимает 9 место по России. Значительная часть жилых домов на основе силикатного кирпича расположена в Орджоникидзевском и Октябрьском районах северной части города и, учитывая розу ветров, находится в наиболее неблагоприятной экологической ситуации.

Исследования воздействия внешней среды и протекающих физико-химических процессов в структуре силикатного кирпича, их последствий для прочности и долговечности наружных стен жилых домов за длительный период эксплуатации в условиях крупного промышленного города со сложной экологической обстановкой является задачей данной работы. Ее решение позволит прогнозировать поведение материала наружных стен эксплуатируемых зданий на основе силикатного кирпича в условиях последующей эксплуатации и предложить технические решения по ремонту наружных стен и продлению их эксплуатационного ресурса.

Целью работы является анализ состояния и выявление причин снижения эксплуатационной надежности наружных стен жилых домов старых серий на основе силикатного кирпича постройки 40-70-хх. гг. и разработка рекомендаций по обеспечению продления их эксплуатационного ресурса.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- проведение натурных обследований состояния наружных стен жилых домов на основе силикатного кирпича постройки 40-70 гг. и разработка классификации степени их поврежденности;

- исследование перекристаллизационных процессов и карбонизации гидросиликатной связки, как носителя прочности, водостойкости, морозостойкости силикатного кирпича за семидесятилетний период эксплуатации наружных стен;

- исследование причин поврежденности и оценка остаточного ресурса кирпичной кладки по несущей способности и долговечности;

- разработка методов продления остаточного эксплуатационного ресурса наружных стен жилых домов на основе силикатного кирпича постройки 40-70 гг. и их реализация в рамках действующих программ капитального ремонта жилого фонда в Республике Башкортостан.

Научная новизна:

- на основе анализа реакций перекристаллизации и результатов инструментального анализа (рентгенофазового и дифференциально-термического) исследована кинетика перекристаллизационных процессов, характерных для поведения гидросиликатных фаз силикатного кирпича на временном интервале до семидесяти лет;

- выявлены основные факторы, оказывающие влияние на физико - механические характеристики и предопределяющие деструктивные процессы в силикатном кирпиче наружных стен жилых домов на семидесятилетнем цикле эксплуатации в условиях крупного промышленного города;

- установлено, что наиболее значительным перекристаллизационным и структурным повреждениям силикатного кирпича в составе наружных стен зданий на длительном временном интервале подвержен внешний слой наружной

стены толщиной около Vi кирпича для стены толщиной в 2,5 кирпича (640 мм), характерной для жилых домов средней полосы России постройки 1940-90-х гг.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

На основе предложенных критериев ранжирования категорий поврежденно-сти наружных стен жилых домов разработана система методов санации и реконструкции изношенного жилого фонда.

Установлено, что продление эксплуатационного ресурса наружных стен на основе силикатного кирпича возможно путем защиты наружной поверхности стены по одному из трех рекомендуемых способов, реализованных в данной работе:

- санация I (радикального) уровня, предполагающая перевод конструкции наружной стены в круглогодичный изотермический режим эксплуатации (-20° С), за счет устройства системы фасадной теплоизоляции, включающей слой эффективного утеплителя и наружное тонкослойное гидрозащитное штукатурное покрытие;

- санация II (умеренного) и III (упрощенного) уровней, направленная на снижение воздействия атмосферной, конденсатной влаги и попеременного замораживания - оттаивания в переходные периоды года, путем устройства паропрони-цаемого гидрофобного штукатурного покрытия (II уровень) или гидрофобной пропитки (III уровень).

Радикальный уровень санации, реализованный на 43 объектах в рамках адресных программ по капитальному ремонту многоквартирных жилых домов в Республике Башкортостан, исключает неблагоприятные изменения в массиве наружной стены, при этом защита и продление эксплуатационного ресурса стены обеспечивается оценочно на дополнительный срок не менее чем 40 лет.

Умеренный и упрощенный уровни санации, реализованные в рамках упомянутых программ на 590 жилых 4-5-этажных жилых домах, способствуют продлению эксплуатационного ресурса наружных стен за счет снижения воздействия атмосферного увлажнения и отрицательных температур дополнительно не менее чем на 20-30 лет.

Результаты исследований были использованы:

- при разработке и реализации адресных программ капитального ремонта многоквартирных жилых домов, осуществленных в период 2008-11 гг. Министерством жилищно - коммунального хозяйства РБ, в том числе в рамках Федерального Закона № 185-ФЗ "О Фонде содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства";

- при разработке Регионального градостроительного норматива Республики Башкортостан «Системы фасадные теплоизоляционные композиционные с наружными штукатурными слоями» (Нормативы по проектированию, монтажу и контролю качества), г. Уфа, 2011 г.;

- в учебном процессе ФГБОУ ВПО УГНТУ при чтении курса «Повышение долговечности строительных конструкций зданий и сооружений» для студентов специальностей 270102 «Промышленное и гражданское строительство» и 270106 «Производство строительных материалов, изделий и конструкций», а также при разработке заданий выпускных квалификационных работ для студентов специальности 080502 «Экономика и управление на предприятии строительства».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на международных научно-технических конференциях «Проблемы строительного комплекса России» (г. Уфа, 2008-2010 гг.), научно-технических конференциях «Актуальные проблемы естественных, гуманитарных и технических наук» (г. Уфа, 2007 - 2010 гг.), всероссийской научно-практической конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития» (г. Челябинск, 2010 г.), 12-ой Сибирской (международной) конференции по железобетону Общества железобетонщиков Сибири и Урала, Союза строителей Сибири и НГАСУ (Сибстрин) «Вопросы надежности и долговечности зданий и сооружений» (г. Новосибирск, 2010 г.), научно-технических конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных ФГБОУ ВПО УГНТУ (г. Уфа, 2006-2010 гг.).

По результатам исследований опубликовано 14 статей.

Работа выполнена в рамках исследований, проведенных лично автором по разделам двух госбюджетных тем НИР Минстройтранса Республики Башкортостан (2008-2010 гг.) и прямого участия в реализации адресных программ капитального ремонта жилых домов в РБ в период 2008-2011 гг.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов по работе, списка использованной литературы и приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 42 иллюстрации и 23 таблицы. Список использованной литературы включает 207 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность исследований, цель работы, научная новизна и даётся краткое описание содержания работы.

В первой главе представлен обзор и анализ исследований отечественных и зарубежных авторов, касающихся вопросов эксплуатационного состояния и долговечности силикатной кладки наружных стен зданий.

Начало применения мелкоштучных стеновых материалов на основе известко-во-кремнеземистого и смешанных вяжущих автоклавного твердения в практике строительства гражданских зданий в России приходится на конец Х1Х-го века, и связано с открытием в это время первых заводов по производству силикатного кирпича. Совершенствование технологии производства силикатного кирпича, а также накопленный опыт эксплуатации зданий на его основе позволили начать в годы послевоенного строительства его массовое производство и применение в жилищном строительстве наряду с керамическим кирпичом.

С середины 1940-х до 1960 - х гг. жилищная программа многих регионов СССР, включая Башкирскую АССР, решалась путем массовой застройки жилыми домами по типовым 1-447 и 1-511-ой сериям. Объем введенного жилого фонда в период с 1940-хх по 1970-е гг. на основе силикатного кирпича в крупных городах БАССР оценивается в 18,3 млн. м2 общей площади, в т.ч. в г. Уфа =6-6,5 млн.м2

В целом, развернутая в то время и в последующие годы жилищная программа в значительной степени решила задачу снижения острого дефицита жилья не только в г. Уфа, но и страны в целом.

Известно, что стойкость наружных стеновых конструкций к воздействиям факторов внешней среды связана с долговечностью составляющих эту конструк-

цию материалов. В силу своей минералогической природы силикатный кирпич проигрывает керамическому по показателям водостойкости, морозостойкости, огнестойкости, что отражается, в первую очередь, на долговечности и эксплуатационной надежности наружных стен зданий. Исследования, проведенные A.B. Волженским, Ю.М. Буттом, А.И. Бедовым, С. А. Кржеминским, B.C. Силаенко-вым, JI.M. Хавкиным, П.Г. Комоховым, П.И. Боженовым, А.И. Ананьевым, W.H. Harrison, G.E. Bessey и др. установили, что для силикатных строительных материалов автоклавного твердения формирование физико-технических свойств зависит от качественного и количественного состава исходной силикатной' смеси, технологии формования сырца, выбора режима гидротермальной обработки, параметров сушки готовых изделий и др. При этом важным фактором, определяющим долговечность и стойкость силикатных материалов автоклавного твердения, являются особенности поведения во времени гидросиликатной составляющей основы материала.

Отметим, в связи с этим, что на настоящее время отсутствуют системные исследования и обобщения, касающиеся природы и характера деструктивных процессов в силикатном кирпиче, происходящих на протяжении эксплуатационного. срока в несколько десятилетий, отсутствует обоснованная оценка долговечности этого материала.

Изучение физического старения автоклавного кирпича в условиях эксплуатации является задачей настоящей работы ввиду сохранения значительного удельного веса данного материала в структуре стеновой продукции. Ее решение позволит прогнозировать поведение материала кирпичных стен на основе силикатного кирпича во времени, оценить остаточный эксплуатационный ресурс и предложить способы защиты и продления долговечности стен и здания в целом.

Во второй главе приведены результаты натурных обследований наружных стен жилых домов старых серий на основе силикатного кирпича в г. Уфа и ряде других городов РБ и систематизированы характерные и значимые повреждения и нарушения нормального состояния конструкций наружных стен зданий этой категории.

За период 2006-10 гг. в Уфе автором были проведены натурные визуальные обследования более 80% (~ 600 объектов) 4-5-и этажных жилых домов старых серий постройки 40-70-х гг., возведенных на основе силикатного кирпича, с фотофиксацией характерных повреждений и дефектов наружных стеновых конструкций. Натурные визуальные и инструментальные обследования проводились в соответствии с СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений». По результатам обследований и анализа состояния были выявлены основные деструктурирующие факторы, воздействующие на элементы кладки (силикатный кирпич и кладочный раствор) в конструкциях наружных стен: - попеременное увлажнение и осушение поверхностного слоя стены, вызывающее неравномерные объемные деформации набухания-усадки и приводящее к развитию внутренних напряжений и локальным структурным повреждениям, деструкции материала. Действие этого фактора связано с замачиванием наружной стены косым дождем, а также конденсатной влагой;

- процессы попеременного замораживания-оттаивания в переходные периоды года, сочетающиеся с поверхностным увлажнением, приводящие к деструкции и деградации поверхностных слоев материала вследствие действия криогенного фактора;

- глубокое объемное замачивание стены, связанное с залповым попаданием влаги при нарушениях кровли и подоконных водоотливов, нарушениях общих систем водостоков. При сочетании с замораживанием и оттаиванием силикатная кладка в этих условиях подвергается массированному разрушению и вывалам;

- развитие температурно-усадочных трещин, преимущественно в подоконных зонах первых этажей, связанное, в частности, с высоким коэффициентом линейного расширения силикатной кладки;

- изменения, связанные с перекристаллизационными и карбонизационными процессами гидросиликатных фаз в структуре материала. Обследованиями установлено, что глубина полностью деструктурированного

поверхностного слоя элементов кладки наружной стены, вызванного попеременным замачиванием - осушением в летний и замораживанием - оттаиванием в переходные периоды (осень - зима, зима - весна), а также карбонизацией и перекристаллизационными процессами в гидросиликатных фазах структуры силикатного кирпича, на объектах 70-х годов составляет 3-4 мм, на объектах 40-хх гг. до 8-10 мм. За пределами деструктурированного слоя структура силикатного кирпича в значительной степени сохраняет исходную прочность и жесткость.

Значимое место среди механизмов разрушения силикатной кладки занимает глубокое замачивание массива кладки на большую глубину из-за дефектов кров-'лй и подоконной защиты. Совпадение такого глубокого замачивания с замораживанием-оттаиванием, преимущественно в переходные периоды года, приводит к интенсивному размораживанию кладки на большую глубину.

По результатам обследований разработана классификация уровней поврежденное™ наружных стен (табл. 1) с выделением двух категорий по степени поврежденное™. Дислокация объектов по принадлежности к категориям поврежденное™ для г. Уфа приведена на рис. 1.

Определение степени физического износа основных несущих конструкций выполнено с учетом ВСН 53-86(р) «Правила оценки физического износа жилых зданий». Согласно ВСН, здания, в которых степень износа стеновых конструкций составляет менее 50 %, являются пригодными для эксплуатации при условии принятия мер по их защите от прогрессирования разрушения.

В третьей главе приведены методы диагностирования состояния элементов кирпичной кладки, изложены методики физико-механических и физико-химических исследований силикатного кирпича и кладочного раствора.

Физико-механические характеристики лицевого полнотелого силикатного кирпича определялись в соответствии с действующими ГОСТами. Определение прочности кирпича на сжатие и изгиб проводилось согласно ГОСТ 8462-85 «Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе», раствора в соответствии с ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы

Таблица 1 - Классификация категорий поврежденности наружных стен жилых домов на основе силикатного кирпича постройки 40-70 гг.

Категории поврежденности наружных стен жилых домов на основе силикатного кирпича постройки 40-70 гг.

Характеристика поврежденности стеновых конструкций в соответствии с категорией поврежденности

Наличие косых и вертикальных температурно-усадо-чных ретин в подоконных зонах первого этажа с раскрытием до 56 мм, силовых трещин протяженностью до 8 рядов кладки; наличие областей разрушения кладки в подкарнизных зонах, цеструкция поверхности камня до 8-10 мм, выпадение отдельных кирпичей, выветривание раствора из тела кладки на площади до 50% и глубину до 20-30 мм. Температурно-влажностный режим в квартирах нарушен с понижением гемпературы в зимний период до 10-15 °С_

Наличие косых температурно-усадочных грещин в подоконных зонах первого этажа с раскрытием до 3-4 мм, наличие зон намокания кладки в подкарнизных зонах с поверхностным шелушением и разрушением камня цо 3-4 мм, выветривание расгвора из тела кладки на площади до 30% глубиной до 1020 мм. Температурно-влажностный режим в квартирах удовлетворительный._

Состояние конструкций в соответствии с СП 13-102-2003

Ограниченно работоспособное

Работоспособное

Степень износа стеновых конструкций в соответствии с ВСН 53-86(р), %_

(с учетом наличия тяжелых локальных повреждений кладки)

(с учетом локальных повреждений кладки)

Удельный вес жилого фонда по рассматриваемым категориям (для г. Уфа), %

Оста пышный пес тс. лет

испытаний». Проверка адгезии на отрыв кладочного раствора к кирпичу проводилась стандартным адгезиометром. Прочность на сжатие по сечениям разрезов образцов силикатного кирпича ложкового ряда кладки на объектах 40-70-хх гг. определялась неразрушающим (ударно - импульсным) методом с использованием склерометра ОНИКС 2.5 (с относительной погрешностью измерения прочности ±5 %) по ГОСТ 22690-88 «Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля». Водопоглощение определялось в соответствии с ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости».

Тонкие методы анализа структуры силикатного кирпича и кладочного раствора проведены с использованием рентгеновского дифрактометра марки ДРОН-7 и дериватографа марки О-1500

В четвертой главе приводится описание полученных результатов физико-механических и физико-химических исследований состояния силикатного кирпича и кладочного раствора разного возраста, взятых из конструкций наружных стен жилых домов.

Прочность на сжатие образцов силикатного кирпича лицевого слоя кирпичной кладки за пределами деструктурированного слоя наружной стены жилых домов начала 40-х - середины 50-х гг. в среднем составила 8,4 МПа, начала 60-х - середины 70-х - 10,9 МПа. Учитывая то, что с конца 40-х - начала 50-х гг. промышленное производство силикатного кирпича соответствовало ГОСТ 379-53 и

Категории повреждённостей домов на основе Категории повреждённостей панельных домов силикатного кирпича ~ ,

_ -1 категории

У

'„«а^йнь, . % (

Рис. 1. Карта г. Уфы с указанием дислокации районов жилых домов старых массовых серий в силикатной кладке постройки 40-70 гг. в зависимости от категории поврежденности наружных стен (Классификация категорий по степени поврежденное™ представлена в табл. 1)

для кладки наружных стен применялся лицевой кирпич марки 100, а с середины 60-х - по ГОСТ 379-69, повысившему требования к облицовочному кирпичу до марки 125, можно сделать вывод о применении в лицевом слое кладки на объектах 40-50-хх гг. силикатного кирпича марки 100, а на объектах 60 - 70-хх гг. -марки 125, что согласуется с результатами наших испытаний на изделиях, взятых из наружных стен жилых домов.

Предел прочности на сжатие кладочного раствора на объектах постройки 40-х гг. составил в среднем 5,6 МПа, 70-х - 7,4 МПа.

На образцах силикатного кирпича 40-х гг. также было проверено сцепление кирпича с кладочным цементно-песчаным раствором. Прочность раствора на отрыв составила в среднем 1.26 кгс/см2 при адгезионном характере разрушения.

Водопоглощение образцов кирпича 40 и 70-хх гг. по массе составило 16,2 и 14,7 % соответственно, что превышает требования ГОСТ 379-95 для лицевого кирпича. Водопоглощение образцов силикатного кирпича марки 150 выпуска 2010 г., взятых для сравнения с заводов ОАО «Башкирский кирпич» и ОАО «Стерлитамакский завод силикатных изделий», составило 7,2-7,6 %, что удовлетворяет ГОСТ 379-95.

Рентгенофазовый анализ проб, взятых на глубине 25 мм от наружной поверхности образцов силикатного кирпича 40-х, 70-х гг., показал, что минералогический состав материала представлен (рис. 2 (а, б)) а-кварцем, низкоосновными гидросиликатными фазами (ксонотлит (CsS6H), тоберморит (C5S6H5,5), гиролит (C2S3H2 5)) с соотношением C/S< 1,5 и кальцитом (СаСОз).

1- «-Кварц (8ВД

2- Тоберморит (QSjHw)

3- Ксонотлп (САН)

4- Гнрсмиг (СДНи) КмьцпЧСлСОэ)

' Ï

я) Минералогический состав силикатного кирпича 1940 гг.

1- tt-KiapuiSiQ,)

2- ToöqjMopirriQSjHj.j) }• Ксонотлгг (QSiffi

4- Розенклигт (Сз^зШ

5- riço.riniOjSjHj.,)

6- Калы» гт (СаСОз)

б) Минералогический состав силикатного кнриича 19"0 гг.

Î1 б- Кальцит (СаСОз)

i

il

1- а - Кварц (S1O2)

2- Портланд! П" (Са( ОЩ ) i- ГигчеС^!*одгг <O2SH1.iT>

4- Афвипшгт (CîSjH«)

5- Фошэпгг (CJS3H6)

<5- Tooq^iopfir (C5S5H5.!) •7- Ксонотчит (C6SîH)

8- Гиролгг (CîSjHî.5)

9- Капылгг (CoCOV) (следы)

в) Минералогический состав силикатного кирпича 2010 гг.

iL

Л

65.00 2 thêta

Рис. 2. Рентгенограммы минералогического состава силикатного кирпича наружных стен на 70-и летнем интервале эксплуатации жилых домов (а-в) в климатических условиях г. Уфы

Минералогический состав «молодого» кирпича (производства 2010 г.), взятого для сравнения, представлен (рис. 2 (в)) а-кварцем, в большей степени высокоосновными гидросиликатами кальция (гиллебрандит (C2SHU7), фошагит (C5S3H.3), афвиллит (C3S2H.3)) со степенью основности C/S> 1,5 и в малой степени - низкоосновными гидросиликатными фазами, а также портландитом (Са(ОН)г) и следами кальцита.

Отметим, что все образцы (40-х, 70-х, и 2010 гг.), отобранные для исследования, взяты на объектах, имевших одного и того же поставщика силикатного кирпича (ОАО «Башкирский кирпич» (ранее ОАО «УКСМ»)), работавшего все эти годы на сырье местных карьеров.

При изучении минералогического состава проб силикатного кирпича по данным рентгенограмм было отмечено, что частота и интенсивность пиков кальцита в сторону образцов более «зрелого» возраста увеличивается, что отражает происходящие в кирпиче процессы карбонизации. Наблюдаемое количественное увеличение низкоосновных гидросиликатов и кальцита в кирпиче более «зрелого возраста, связанное с 2-х стадийным протеканием процессов перекристаллизации высокоосновных гидросиликатов кальция в низкоосновные (первая стадия - реакции 2.1, 3.1, 4.1, указанные в табл. 2) и далее под влиянием СОг в кальцит (вторая стадия - реакции 2.2,3.2,4.2, 5,6, 7), подтверждается результатами рентгенофазового и дифференциально-термического исследований проб образцов силикатного кирпича с разным сроком эксплуатации. На принципиальный характер двухстадийно-сти подобных процессов в силикатных структурах указывается также в работах Е.С. Силаенкова и Д.В. Кузнецова.

Таблица 2 - Результаты расчетов перекристаллизации, карбонизации и объемных изменений струк-

■ Реакции перекристаллизации и карбонизации Исходные продукты до карбонизации Кристаллические продукты реакции перекристаллизации Коэффициент изменения объема кри-сталличе-:кой фазы

Молекулярная масса, т„ Плотность, у„ г/см' Молекулярная масса, Шу Плотность, у,, г/см'

1 2 3 4 5 8

1 Са(ОН)2 + С02 = СаСО, + Н20 74,09 2,23 100,09 2,71 1,111

2.1 (гиллебрандит) (ксонотлит) 6G2SH,.„ + 6С02 = C6S6H+6CaCO, + 6H 2.2 (ксонотлит) CtS6H + бСаСО, + 6H + 6С02 = 12CaCO, + 6Si02 + 7H 1159,8 2,64 714,96 600,54 1201.1 2,69 2,71 2,71 1.11 1,01

3.1 (фошагит) => (ксонотлит) 2C5S.,H. з + 4С02 = САН + 4СаСО, + 5H 3.2 (ксонотлит) C„S6H + 4СаСО, + 5Н + 6СО, = lOCaCO, + 6SiO, + 6Н 1029,28 2,67 •714,96 400,36 1000,1 2,69 2,71 2,71 1,073 0,957

4.1 (афвиллит) => (ксонотлит) 3C,S2H, + ЗС02 = C6S6H + ЗСаСО, + 8Н 4.2 (ксонотлит) C6S6H + ЗСаСО, + 8Н + 6С02 = 9СаСО, + 6Si02 + 9Н 1027,14 2,64 714,96 300,27 600,54 2,69 2,71 2,71 0,994 0,877

5 (ксонотлит) C6S6H + 6С02 = бСаСО, + 6Si02 + Н 714,96 2,69 600,54 2,71 0,834

6 (тоберморит) CjSjHjj + 5C02=5CaC0,+6Si02+5,5H20 739,8 2,43 500,45 2,71 0,606

7 (гиролит) C2S,HU + 2С02 = 2СаСО, + 3Si02 +H2J 328,4 2,4 200,18 2,71 0,54

8 (кальцит) => (гидрокарбонат кальция) СаСО, + 2 Н20 + Н2СО, =Са(НСО,), + 2 Н20 100,09 2,71 - - -

жидкая фаза (предположительно)

Результаты дифференциально-термического анализа тех же проб (рис. 5) согласуются с результатами рентгенофазового анализа: на образцах более «зрелого» возраста (рис. 3) отчетливее фиксируется наличие кальцита (эндотермический эффект при температуре 807...829 °С) и низкоосновных гидросиликатных фаз с соответствующими эндотермическими эффектами.

40-х гг. 70-х гг. 2010 г.

Рис. 3. Относительное содержание кальцита (по данным ДТА) в пробах силикатного кирпича разного возраста (на глубине 25 мм от наружной поверхности стены)

40-х гг. 70-х гг.

Рис. 4. Относительное содержание кальцита (по данным ДТА) в пробах кладочного цементно-песчаного раствора разного возраста (на глубине 25 мм от наружной поверхности стены)

В «молодом» (2010 г.) кирпиче рефлексы принадлежат преимущественно высокоосновным гидросиликатам кальция, рефлексы низкоосновных гидросиликатов выражены слабо, фиксируется также непрокарбонизировавшая известь и следы кальцита.

В образцах силикатного кирпича 70-и летнего возраста деструктурированный поверхностный, а также внутренний слои были подвергнуты анализу методом ДТА. Было установлено, что в полностью деструктурированном слое кирпича фиксируется кальцит, но менее отчетливо, чем на глубине 25-30 мм от наружной поверхности (рис. 7 (б)), а также некоторое количество низкоосновных гидросиликатов кальция. Эти наблюдения для фазы полностью деструктурированного поверхностного слоя можно пояснить механизмом коррозии II вида по В.М. Москвину. Предположительно, в данном случае, содержащаяся в воде углекислота (Н2С03), проникая в структуру разуплотненного силикатного материала (где, в силу развития внутренних напряжений от воздействий попеременного замачивания-осушения и замораживания-оттаивания, наступила деструкция материала), образует более растворимый (реакция 8 (табл. 2)), по отношению к кальциту гидрокарбонат кальция (Са(НС03)2), который, диффундируя к наружной поверхности кладки, вымывается дождевой водой, снижая относительное содержание кальцита в этой зоне кирпича с его полной деструкцией.

Пониженное содержание кальцита во внутренних слоях облицовочного кирпича может быть объяснено слабо протекающими процессами карбонизации низкоосновных гидросиликатных фаз ввиду достаточно высокой плотности материала, которая не позволяет С02 интенсифицировать карбонизационные про- ■ цессы. Принимая во внимание результаты, полученные Е.С. Силаенковым и В.В. Бабковым, указывающие, на то, что при карбонизации высокоосновных гидросиликатных фаз происходит увеличение объема твердой фазы, вследствие которого

0.0

950 -ТО

ото

СТА

-10.0

ь

щ

о &

■С

148

3,6°о

то,

Т'С Л

а) Образец 1940 гг.

400^

и

¥

о X

о

й

802

-31^1»

876

0_

'"'9f .fi \ . ТО

БТО

_-ША Д

ы:

ГгсЪ-

З.-Ро

|б) Образец 2010 1

____н

255

281

■ы

I ,--

С.„ 576 <

,1

Г3*

/V и о

й

528

б 691

829 б1

О

к ?

845

82?

50 мин.

50 мин.

Рис. 5. Дериватограммы проб силикатного кирпича на глубине 25 мм от наружной поверхности кладки наружной стены

1940-х (а) и 2010 г. (б)

[олностью деетруктурнрованный слой (8-10 ьш)

Область наибольшего скопления кальцита (СаС03)

Внешняя с торона тычка

Наружная сторона -у стены

__ Атмосферные

воздействия

должно достигаться упрочнение, нами была проверена прочность на сжатие материала по профилю ложкового ряда облицовки кладки (рис. 6) на основе силикатного кирпича в образцах объектов 40-х и 70-х гг. Распределение прочности на сжатие в поперечных разрезах силикатного кирпича (рис. 7. (а, б)) на образцах 70-х и 40-х гг. показало упрочнение до 10-12% структуры материала за счет карбонизации и кольматации порового пространства кристаллической фазой в приповерхностном слое на глубине 20-90 мм от наружной поверхности.

Результаты расчетов перекристаллизационных процессов и объемных изменений в гидросиликатных фазах силикатного кирпича, согласующиеся с данными рентгенофазово-

сторона стены

1-5 - точки замера

Атмосферные воздействия

Рис. 6. Ориентация элемента (кирпича) и сечений при проведении испытаний по определению прочности на сжатие методом склерометрии

го и дифференциально-термического анализа, представлены в таблице 2. а) МПа

13

0(1)

МПа СаСО;, %

(5)

120 мм ■

Рис.

(5)

0(1) 30(2) 60(3) 90(4) 120 мм

7. Распределение прочности и содержания СаСОт по сечениям единичного кирпича (см. рис. 6): а) образец 70-х; б) 40-х гг. распределение прочности на сжатие;

----- распределение СаСОз по сечению образца (по данным ДТА)

Рентгенофазовый анализ проб кладочного раствора как 40-х, так и 70-х гг. показал, что использовался раствор на основе вяжущего, включающего портландцемент и известь.

Дифференциально-термический анализ проб кладочного раствора (рис. 4) согласуется с рентгенофазовым анализом, на образцах проб раствора «зрелого» возраста рефлексы кальцита более отчетливы (эндотермический эффект при температуре 812 ...840 С).

По результатам химического анализа кирпича установлено понижение уровня рН водных вытяжек образцов проб (взятых на глубине 25 мм от наружной поверхности кирпича), в сторону проб «зрелого» возраста (рис. 8), что согласуется с результатами РФА и ДТА этих образцов, показывающими с возрастом нейтра-

Рис. 8. Результаты измерения уровня рН водных вытяжек тестируемых образцов силикатного кирпича возраста до 80 лет, взятых из лицевого слоя наружных стен (рН - метр «Анион-7000»)

Соответствующие расчетные оценки прочностных характеристик кладки стен позволяют сделать оценочный вывод о снижении несущей способности наружной стены в силикатном кирпиче за длительный период эксплуатации (~70 лет) в пределах до 10-15% за счет уменьшения площади эффективного сечения кладки, вымораживания и выветривания кладочного раствора, снижения прочности облицовочного кирпича. Состояние материалов (кирпича и кладочного раствора) более глубоких слоев кладки наружных стен зданий находится в значительно лучшем или даже в практически исходном состоянии.

По нашей оценке, на объектах 40-х гг., имеющих дефекты и повреждения, соответствующие 1 категории поврежденное™ наружных стен (табл.1), без принятия защитных мероприятий через 10-15 лет состояние силикатного кирпича и кладочного раствора облицовочного слоя ухудшится до критического, глубина деструктурированного слоя будет расти более интенсивно и объекты этой категории перейдут в аварийное или ветхое состояние, а объекты 70-х гг., имеющие дефекты и повреждения, характерные для 2 категории поврежденности наружных стен, перейдут в 1 категорию.

В пятой главе представлены рекомендации по защите кладок на основе силикатного кирпича, а также результаты внедрения предложенных способов за-

щиты в рамках реализации адресных программ по капитальному ремонту жилого фонда РБ в 2008-2011 гг.

Для повышения эксплуатационной надежности и продления срока службы наружных стен эксплуатируемых жилых домов на основе силикатной кладки было предложено три уровня санации стен:

I - Радикальный. Включающий ремонт крупных дефектов и поврежденной поверхности облицовки наружной стены, внешнее утепление с использованием беспрессового или экструдированного пенополистирола, либо минерало-ватных плит плотностью 130-150 кг/м3 с целью доведения до действующих теплотехнических требований к ограждающей стеновой конструкции (по термосопротивлению до К~3,4 м'"С/Вт для г. Уфы) и последующим устройством многослойной гидроизоляционной защиты (рис. 9 (а)) по одному из современных вариантов фасадной теплоизоляции («Ваитк», «СегегП», «Бинтах» и др.).

II - Умеренный. Включает восстановление фактуры поверхности наружной стены, ремонт дефектов на фасаде и установку многослойной гидроизоляции по одному из вариантов, указанных выше (рис. 9 (б)).

1 II _Г" II—? £ ^ Внутренняя штукатурка, толщина 20 мм

—1 1 « 1 1 Наружная стена (силикатный кирпич) толщиной 640 мм

Клеевой слой, толщина 4-5 мм

Пенополистирол ПСБс 25ф (или минераловатная плита

8 II II 5 (7 = 120-150 кг/м3)), толщина 100-120 мм

1 1ПИ* Базовый штукатурный слой, толщина ~ 4 -5 мм

II II 4 Армирующая сетка из стекловолокна

Грунтовочный слой (праймер), толщина 0.5-0.8 мм

6« " 13 в п Декоративный слой (фактура), толщина ~ 2 мм

9 И " II Внутренняя штукатурка, толщина 20 мм

1

I ■С- Наружная стена (силикатный кирпич) толщиной 640 мм

| Базовый штукатурный слой, толщина - 4 -5 мм

II 1 Армирующая сетка из стекловолокна

II II Грунтовочный слой (гтраймер), толщина 0.5-0.8 мм

II II Декоративный слой (фактура), толщина -2мм

_иаиза

к «

и „ II

]. '640 8-10

II ' II

^ Внутренняя штукатурка, толщина 20 мм

Наружная стена (силикатный кирпич) толщиной 640 мм

Гидрофобизатор, глубина пропитки = 10-15 мм

г-^-т—

II - с 10-15

II г

II |]_

"«0

Рис. 9. Уровни санации наружных м ен жилых домов в силикатном кирпиче: а) радикальный; б) умеренный; в) упрощенный

III - Упрощенный. Включает устранение дефектов путем шпаклевки, рихтовки и нанесения гидрофобизатора (типа «Типром-К Люкс», «Гидрощит-супер», «MasterSeal 321В», П-820 (НТЦ ТЕТРАКОН) и др.) методом пульверизации или кистеванием (рис. 9 (в)).

Предложенные уровни санации наружных стен были использованы при реализации адресных программ капитального ремонта многоквартирных жилых домов в Республике Башкортостан, осуществляемых с 2008 г. Министерством жилищно-коммунального хозяйства РБ, в т.ч. в рамках Федерального Закона № 185-ФЗ «О Фонде содействия реформированию жилищно-коммунального хозяйства».

Комплексные программы санации старого жилого фонда в РБ за 2008-2011 гг. масштабно реализованы в 10 крупных городах РБ (Уфа, Стерлитамак, Салават, Ишимбай, Туймазы, Кумертау, Нефтекамск, Благовещенск, Дюртюли, Мелеуз и пос. Кандры) на 633 крупноформатных 4-5 этажных жильг'х домах на основе силикатного кирпича, из них на 43 (в т.ч. в г. Уфе - 5) реализован I уровень санации, на 205 жилых домах (в т.ч. в г. Уфе - 44) - II уровень санации и на 385 (в т.ч. в г. Уфе -65) был реализован III уровень санации. С использованием предложенных методов защиты было отремонтировано также свыше 850 панельных домов.

Внедрению радикального способа защиты ограждающих стеновых конструкций способствовал накопленный региональный опыт (в городах РБ и в т.ч. г. Уфе) нового строительства жилых и общественных зданий с применением систем фасадной теплоизоляции в период 1996-2010 гг.

Теплоэффективная стена с фасадной системой утепления должна обладать необходимой паропроницаемостью, обеспечивающей требования нормативов (СНиП 2302-2003 «Тепловая защита зданий») по температурно-влажностному состоянию стены из условий недопустимости накопления влаги за годовой период эксплуатации и ограничения сверхнормативного увлажнения за период с отрицательными среднемесячными температурами. При соблюдении указанных условий конструкция наружной стены будет защищена от внешних воздействий и переведена в круглогодичный изотермический режим эксплуатации (-20° С), что существенно продлит её долговечность и позволит при условии повышения теплозащиты других элементов строительной оболочки здания (оконных и дверных блоков, кровли, полов) снизить энергозатраты объекта на отопление в пределах до 40 %.

Мониторинг состояния температурно-влажностного режима в квартирах после утепления наружных стен показывает, что это состояние существенно улучшается уже в течение первого года эксплуатации, при этом бытовая влага удаляется по механизму паропроницания, а тонкослойное гидроизоляционное покрытие, устраиваемое поверх утеплителя, способствует защите массива наружной стены от воздействия атмосферной влаги.

Оценочно, реализация I уровня санации позволит повысить остаточный эксплуатационный ресурс наружной стены дополнительно на 40-50 лет при условии применения качественных материалов и качественного исполнения работ по устройству теплоизоляции и многослойного штукатурного гидроизоляционного покрытия, так как в этом случае, как минимум, будут реализовываться условия работы всей силикатной кладки, характерные для работы внутренних слоев стены в

2 Чг кирпича, в которых деструктивные процессы проявляются в минимальном объеме или не проявляются вообще.

Механизмы защиты II и III уровней санации основаны, прежде всего, на создании долговременного гидроизоляционного экрана (в виде тонкослойного штукатурного покрытия или гидрофобной глубокопроникающей пропитки) на лицевой поверхности наружной стены, исключающей проникновение атмосферной влаги вглубь стенового материала. Учитывая то, что указанные покрытия включают паропроницаемые материалы, это будет сочетаться с осушением массива стены и снижением воздействия циклического замораживания - оттаивания в переходные периоды года, оказывающие наиболее существенное влияние на интенсивность деструктивных процессов в поверхностных слоях материалов кладки.

Определяющим фактором при разработке умеренного способа защиты стало исследование возможности применения полимерных тонкослойных штукатурных покрытий для защиты наружных стен на основе силикатного кирпича. При этом, основным критерием оценки, наряду с гидрофобными качествами, служила адгезионная прочность и характер разрушения штукатурного покрытия с основанием силикатного кирпича.

Для испытаний на адгезию из кирпича выпиливались балочки размерами 40x40x100 мм. Ориентация рабочих поверхностей испытуемых образцов соответствовала реальным условиям эксплуатации кирпича в конструкции наружной стены, при этом полностью деструктированный слой был удален и поверхность зачищена

металлической щеткой. Штукатурные составы наносились резиновым шпателем на лицевую поверхность образцов, далее ■ пара образцов склеивалась и помещалась во влажные условия (90-95%) хранения в течение 28 суг. при температуре 20-22° С. Испытания проводились методом двухточечного изгиба (рис. 10). Результаты испытаний и характеристики применяемых составов представлены в таблице 3.

2 Щ 1 P/2 j

4 к

f U3 из L/3 V

Рис. 10. Схема нагружения испытуемого образца методом двухточечного изгиба: 1-растворный шов 10-15 мм; 2 - образцы силикатного кирпича 40-х гг. (100 мм); Ь - рас-

стояние между опорами (140 мм) Таблица 3 - Результаты исследования адгезии и технические характеристики полимерных штукатурных

№ соста ВОВ Марка (производитель) Основные па рамегры штукатурных смесей Результаты испытаний

Коэффициент пароггрони-цаемости, мг/м*ч*Па Водопоглощение при капиллярном всасывании, кт/м Допустимая температура для проведения работ, °С Морозостойкость, циклы, не менее Средний расход материала, кт/м2 Стоимость, руб/1кт (на 2010 г.) Адгезия, МПа (минимальные требование к алгезии по ГОСТ .179-95 -0.7 МПа) Характер разрушения: 1-когезионный 2-адгезионный

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 Baumil KlebeSpachtel («Baumit») 0,022 1,4 -8..+30 75 3,0 24,8 1,25 2

2 CR 62 («Ceresit») 0,018 1.0 +5..+30 75 3,5 26,5 1,01 2

3 Weber.lherm SI00 («Weber, vetonit») 0,021 1,2 +S..+30 75 2,5 28,0 0,95 2

4 Штукатурная гидроизоляция «Лахта» (ЗАО «Растро»/ 0.016 0.9 +5..+35 100 2,8 25,0 0,88 2

5 фасадная штукатурка «Боларс» (ООО «Боларс») 0,017 1,8 +5..+30 50 1.6 8,8 1.02 2

6 Плитонит T Санер («MC-Bauchemie») 0,023 1,5 +5..+40 100 3.8 20,0 1,01 2

7 11ЛИТОМИКС Ш1 Фасад (ТД СтройСмесь») 0,020 1,3 +5..+30 75 3.3 10,0 1,03 2

В целом, штукатурные покрытия практически всех фирм-производителей показали достаточно высокую адгезию к основанию образцов, в том числе при испытаниях по стандартной методике, с обеспечением требований ГОСТ 379-95 по минимальному значению адгезии к силикатному кирпичу. Наилучшие показатели по адгезии получены на штукатурке К1еЬе8рас1ие1 (фирма «ВашШ»).

Учитывая заявленные производителями штукатурных систем достаточно высокие показатели по морозостойкости и гидроизоляционным качествам штукатурных составов, в первую очередь, влияющие на нормальную эксплуатацию наружной стены, можно предположить, что качественно исполненная санация II уровня существенно продлит долговечность наружной стены.

Экспериментально была проверена эффективность гидрофобизирующих характеристик пропиточных составов для оценки возможности защиты наружной кирпичной стены на образцах силикатного кирпича 40-х, 70-х и 2010-х гг. методом «трубки». По полученным данным строился график изменения удельного водопоглощения образцов (мл/см2) во времени (рис. 12).

Контрольные образцы силикатного кирпича:

1 - \940-х гг.;

2- 1970-х гг.;

3-2010-х гг.;

Гидрофобизированные образцы (в 2 слоя):

4 - 40-х гг. («Типром - К»);

5 - 40-х гг. («Гидрощит-Супер»);

6 - 70-х гг. («Типром - К»);

7 - 70-х гг. («Гидрощит-Супер»); •2010-х гг. («Типром - К»);

9 -2010-х гг. («Гидрощит-Супер»);

Рис. 12. Кинетика удельного водопоглощения образцов силикатного кирпича разного возраста до и после обработки различными видами гидрофобизирующих пропиточных композиций, определенная методом «трубка»

Данные рис. 12. и 13 указывают на эффективность гидрофобизирующих составов для образцов кирпича различного возраста, проникновение влаги в стеновой материал даже в микротрещинах, появившихся после 70-ти лет эксплуатации, практически пол-Рис. 13. Каплеобразование на гидрофо- ностью блокируется, бизорованной поверхности образцов сипи- Реализация упрощенного уровня сана-катного кирпича 1940-х (а) и 2010 (б) гг. ции позволит оценочно повысить долговечность стеновых материалов дополнительно на 15-20 лет, за счет блокировки увлажнения наружной стены. В последующем поверхностная гидрофобизация должна возобновляться через 8-10 лет.

Проведенный анализ эффективности предложенных способов продления долговечности наружных ограждающих конструкций на основе силикатного кирпича показал возможность их применения в качестве базовых санационных мероприятий для эксплуатируемых, а также для вновь строящихся объектов. Для повышения эффективности работы предложенных способов повышения остаточно-

го срока службы наружных стен на эксплуатируемых объектах в обязательном порядке необходимо устранить дефекты и повреждения карнизных участков, систем водосброса и подоконных отливов, для исключения залпового замачивания атмосферной влагой фрагментов фасада здания.

В целом, адресные программы капитального ремонта жилых домов в городах РБ реализованы с применением качественных материалов, соблюдением технологических регламентов производства работ, позволив перевести большой объем крупноформатных объектов в относительно комфортное и надежное в эксплуатационном отношении жилье, в т.ч. на ряде объектов соответствующее действующим нормативам по теплозащите (СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий»), с существенным продлением срока эксплуатации.

В шестой главе проведен сравнительный технико-экономической анализ эффективности рекомендованных уровней санации.

Общий объем инвестиций на адресные программы капитального ремонта многоквартирных жилых домов в РБ за 2008-2011 гг. (по данным отчета Министерства ЖКХ РБ за 2011 г.) составил 10.2 млрд. руб., из них на ремонт фасадов с утеплением - более 1.2 млрд. руб. Комплексная технико-экономическая оценка рекомендованных уровней санации наружных стен зданий показала, что наиболее эффективным способом является радикальный уровень санации, предполагающий, также, помимо защиты конструкции стены на более длительный срок (по сравнению с II и III уровнями), экономию энергоресурсов на отопление в последующий период эксплуатации.

На жилых домах в снликатном кирпиче общей площадью порядка 150-200 тыс. м2 (43 4-5 этажных дома), где реализовано утепление наружных стен, замена оконных блоков на современные стеклопакеты, снижение энергозатрат за период последующей эксплуатации составит 225-250 тыс. тонн условного топлива при удельной годовой экономии в 25-30 кг у. т. на 1 м2 общей площади.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основе комплексных натурных обследований состояния более 600 жилых домов из силикатного кирпича застройки 40-70-х гг. в г. Уфа предложена классификация состояния этих объектов по степени поврежденности наружных стен, предусматривающая градацию объектов по двум категориям поврежденное™.

2. По данным визуальных и инструментальных обследований установлено, что структурным повреждениям в климатических условиях РБ на длительном временном интервале подвержен наружный слой стены толщиной около 1Л кирпича для стены в 2,5 кирпича (640 мм). Наиболее опасными факторами, воздействующими на элементы силикатной кладки наружной стены, являются попеременное поверхностное замачивание - осушение и залповое прома-чивание массива при дефектах кровли и защиты подоконных зон, сочетающиеся с замораживанием-оттаиванием, а также перекристаллизационные процессы, вызванные, в том числе, воздействием углекислого газа воздуха на структуру гидросиликатной составляющей основы материала.

3. Рентгенофазовым и дифференциально-термическим анализом установлена стадийность физико-химических процессов, протекающих в гидросиликатных фазах кладочных материалов силикатной кладки на временном интервале свыше 70 лет, связанных с перекристаллизацией высокоосновных гидросиликатных фаз в низкоосновные и далее в кальцит при изменении суммарного объема кристаллической фазы.

4. Оценка прочностных характеристик кладки стен показала, что в условиях РБ за семидесятилетний период эксплуатации происходит снижение несущей способности наружной стены в силикатном кирпиче, оценочно, в пределах до 10-15% за счет уменьшения площади эффективного сечения кладки, вымораживания и выветривания кладочного раствора, снижения прочности облицовочного кирпича. При этом степень износа стеновых конструкций с учетом наличия тяжелых локальных повреждений кладки(вывалы в подкарнизной и подоконной зонах, температурно-усадочные трещины и др.) достигает 30- 40%. Состояние материалов (кирпича и кладочного раствора) более глубоких слоев кладки наружных стен зданий находится в значительно лучшем или даже в практически исходном состоянии.

5. Предложенные методы защиты наружных стен на основе силикатного кирпича апробированы на 633 4-5 этажных многоквартирных жилых домах застройки 40-70-х гг. в рамках адресных программ капитального ремонта жилого фонда Республики Башкортостан. Наиболее эффективным является радикальный уровень санации, обеспечивающий перевод конструкции наружной стены в круглогодичный изотермический режим эксплуатации за счет внешнего утепления, при этом устраиваемое поверх утеплителя многослойное штукатурное покрытие защищает массив стены от воздействия атмосферной влаги, что в совокупности существенно продлевает срок эксплуатации объектов этой категории и снижает до 40 % энергозатраты на их отопление.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих научных

трудах, из них №№ 10,13,14 опубликованы в журналах, включённых в перечень

ведущих рецензируемых журналов и изданий в соответствии с требованиями

ВАК Министерства образования и науки РФ:

1. Самофеев, Н.С. Обследование наружных стен зданий массовой застройки 50-60 гг. на основе силикатного кирпича / Н.С. Самофеев, Р.В. Проторчин, В.В. Бабков // Проблемы строительного комплекса России: материалы XI Межд. научно-техн.конф.: - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2008. - С. 87-88.

2. Самофеев, Н.С. Анализ состояния наружных стен жилых домов старых массовых серий постройки 40-80 гг в г. Уфе / Н.С. Самофеев, Р.В. Проторчин, В.В. Бабков // Проблемы строительного комплекса России: материалы XIII Межд. научно-техн. конф.: - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. - С. 122-125.

3. Бабков, В.В. Наружные стены: повреждения и санация / В.В. Бабков, И.М. Са-дыков, Н.С. Самофеев и др. // Стройэкспертиза. - 2009. - № 3(41). - С. 43-44.

4. Бабков, В.В. Методы проведения санации наружных стен и оценка их эффективности от продления эксплуатационного ресурса жилых домов старых массовых серий постройки 1940-80 гг. в г. Уфа / В.В. Бабков, И.М. Садыков, Н.С. Самофеев, Р.В. Проторчин // Актуальные проблемы технических, есте-

ственных и гуманитарных наук: материалы Межд. научно-техн. конф: - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. - С. 61 - 63.

5. Бабков, В.В. Состояние наружных стен панельных жилых домов и домов в силикатной кладке постройки 40-80х гг. в г. Уфе / В.В. Бабков, Р.В. Протор-чин, Н.С. Самофссв // Строительный вестник Российской инженерной академии: Труды секции «Строительство». Выпуск 10. - М.: Изд-во Российской инженерной академии, 2009. - С. 23-29.

6. Бабков, В.В. Оценка эксплуатационного ресурса наружных стен и эффективность проведения санации жилых домов старых массовых серий постройки 40-80 гг. // В.В. Бабков, И.М. Садыков, Н.С. Самофеев, Р.В. Проторчин // Материалы 60-й начно-техн. конф. Студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ: тез. докл. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2009. - С. 149-151.

7. Бабков, В.В. Техническое состояние наружных стен и опыт реализации программы комплексной санации жилых домов постройки 50-80 гг. в Республике Башкортостан / В.В. Бабков, Н.С. Самофеев, И.М. Садыков // Сборник научных трудов института ГУЛ БашНИИСтрой (выпуск 77): - Уфа: Изд-во ГУП БашНИИСтрой, 2010. - С. 132-143.

8. Бабков, В.В. Гвдрофобизация как эффективный способ повышения долговечности кладок наружных стен и блокировки процессов высолообразования / В.В. Бабков, А.Е. Чуйкин, Н.С. Самофеев и др. // Инженерные Системы в строительстве и коммунальном хозяйстве. - 2010. - № 2 (36). - С. 10-12.

9. Бабков, В.В. Анализ состояния наружных стен и опыт санации с утеплением жилых домов постройки 1950-70-х годов в Республике Башкортостан // В.В. Бабков, Н.С. Самофеев, И.М. Садыков, Р.В. Проторчин II Научные труды Общества железобетонщиков Сибири и Урала. Вып. 10. - Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2010. - С. 24-27.

10. Бабков, В.В. Реализация программы комплексной санации жилых домов постройки 1950-1980 гг. в Республике Башкортостан / В.В. Бабков, Н.С. Самофеев, Р.В. Проторчин, И.М. Садыков и др. // Жилищное строительство. - 2010. - № 4. - С. 22-27.

11. Бабков, В.В. Оценка технического состояния наружных стен и опыт санации с утеплением жилых домов постройки 50-80 гг. в Республике Башкортостан / В. В. Бабков, Н.С. Самофеев, И.М. Садыков и др. // Материалы Всероссийской конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития». - Челябинск: Типография «Printline», 2010.-С. 110-111.

12. Бабков, В.В. Материалы и конструктивные решения для наружных стен в практике малоэтажного строительства в Республике Башкортостан / В.В. Бабков, A.M. Гайсин, Н.С. Самофеев и др. // Инженерные Системы в строительстве и коммунальном хозяйстве. - 2010. - № 7 (41). - С. 14-17.

13. Бабков, В.В. Физико-химические процессы, происходящие в структуре силикатного кирпича в цикле эксплуатации наружных стен зданий / В.В. Бабков, А.И. Габитов, Н.С. Самофеев // Башкирский химический •журнал. Том 18. - 2011. - № 2. - С. 180-185.

14. Бедов, А.И. Структурные и физико-химические превращения в силикатном кирпиче после длительной эксплуатации в конструкциях наружных стен жилых домов / А.И. Бедов, В. В. Бабков, А. И. Габитов, Н. С. Самофеев // Научно-технический журнал Вестник МГСУ. - 2011. - № 5. - С. 261 - 266.

Научное издание

Самофеев Никита Святославович

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ, ПРОГНОЗ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ЗДАНИЙ

Автореферат

Подписано в печать 2 .12.11. Бумага офсетная. Печать оперативная. Тираж 100 экз.

Формат 60x84 1/16 Уч.-изд. л. 1,2 Заказ № 124.

ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

61 12-5/1857

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет»

На правах рукописи

САМОФЕЕВ НИКИТА СВЯТОСЛАВОВИЧ

АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ, ПРОГНОЗ И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА В НАРУЖНЫХ СТЕНАХ ЗДАНИЙ

Специальность: 05.23.05 - «Строительные материалы и изделия»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор В.В. Бабков

Уфа-2011

Содержание

Введение............................................................... 5

ГЛАВА 1 ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ ДОЛГОВЕЧНОСТИ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА В КЛАДКЕ НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ ПРИ ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ................................. 8

1.1 Основные физико-технические свойства силикатного кирпича и кладочного раствора, обеспечивающие эксплуатационную надежность (долговечность) ограждающей стеновой конструкции зданий при естественных условиях эксплуатации........................... 8

1.2 Обзор исследований влияния исходного сырьевого состава и технологических параметров автоклавной обработки на

формирование долговечности силикатного кирпича.................... 15

1.3 Технико-экономические аспекты использования силикатного

кирпича в жилищном градостроительстве, в том числе в современном...................................................................... 31

1.4 Постановка цели исследований.............................................. 36

1.5 Задачи исследования............................................................ 38

ГЛАВА 2 РЕЗУЛЬТАТЫ НАТУРНЫХ ОБСЛЕДОВАНИЙ СОСТОЯНИЯ НАРУЖНЫХ СТЕН ЖИЛЫХ ДОМОВ СТАРЫХ МАССОВЫХ СЕРИЙ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА ПОСТРОЙКИ 40-70 - X ГГ. В Г. УФА............................................................................................. 39

2.1 Определение границ обследования. Организационные особенности проведения натурного визуального обследования за состоянием наружных стен жилых домов на основе силикатного кирпича в г. Уфа.................................................................................. 39

2.2 Результаты обследования. Разработка классификации и определение критериев ранжирования категорий поврежденности наружных стен жилых домов на основе силикатного кирпича........ 47

2.3 Описание основных деструктивных явлений, протекающих в

структуре силикатного материала в периоде 40-70-ти летнего срока службы в конструкции наружных стен при естественных условиях

эксплуатации.....................................................................................................56

2.4 Выводы по второй главе................................................................................................................59

ГЛАВА 3 ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. МЕТОДИКИ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................................................................................61

3.1 Характеристика образцов элементов кладки, принятые для < исследования....................................................................................................................................................61

3.1.1 Образцы силикатного кирпича и кладочного раствора 1940-х гг.. 62

3.1.2 Образцы силикатного кирпича и кладочного раствора 1970-х гг.. 63

3.1.3 Образцы силикатного кирпича 2010-го г.......................................................64

3.2 Методики физико-механических исследований..................................................64

3.2.1 Прочность....................................................................................................................................64

3.2.2 Водопоглощение....................................................................................................................67

3.3 Методики физико-химических исследований ................................................67

3.3.1 Рентгенофазовый анализ................................................................................................68

3.3.2 Дифференциально-термический анализ............................................................71

3.3.3 Химический анализ..............................................................................................................72

ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛИКАТНОГО И КЛАДОЧНОГО РАСТВОРА, РАБОТАЮЩИХ В СОСТАВЕ КЛАДКИ ОБЛИЦОВОЧНОГО

СЛОЯ НАРУЖНЫХ СТЕН....................................................................................................................................73

4.1 Результаты физико-механических исследований............73

4.1.1 Прочность....................................................................................................................................73

4.1.2 Водопоглощение..........................—........................................................75

4.2 Результаты физико-химических исследований............................................................77

4.2.1.Результаты рентгенофазового и дифференциально -

термического исследований......................................................................................................77

4.2.2 Химический анализ..............................................................................................................93

4.3 Прогноз остаточной долговечности наружных стен жилых зданий на основе силикатного кирпича постройки 40-70-х гг. в г. Уфа..............................................................................................94

4.4 Выводы по результатам исследования физико-механических и физико-химических характеристик силикатного кирпича и кладочного раствора............................................................ 95

ГЛАВА 5 РЕКОМЕНДУЕМЫЕ СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ, ПРОДЛЕНИЯ И ПОВЫШЕНИЯ ДОЛГОВЕЧНОСТИ КЛАДОК НАРУЖНЫХ СТЕН ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА. РЕЗУЛЬТАТЫ РЕАЛИЗАЦИИ АДРЕСНЫХ ПРОГРАММ ПО КАПИТАЛЬНОМУ РЕМОНТУ ЖИЛОГО

ФОНДА В РЕСПУБЛИКЕ БАШКОРТОСТАН В 2008-2011 ГГ..................... 97

5.1 Исследования эффективности рекомендуемых способов защиты,

продления и повышения долговечности силикатной кладки наружных стен эксплуатирующихся зданий. Реализация мониторинга объектов в рамках адресных программ капитального

ремонта жилого фонда РБ за 2008-2011 гг.................................. 97

5.2 Рекомендации по обеспечению нормальной эксплуатации кладок

наружных стен современных жилых зданий на основе силикатного

119

кирпича......................................................................................................

5.3 Выводы по разделу.............................................................. 120

ГЛАВА 6 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКО - ЭКОНОМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕКОМЕНДОВАННЫХ УРОВНЕЙ САНАЦИИ......................122

Основные выводы........................................................................................................................126

Список литературы............................................................................................................128

Приложения........................................................................................................................................................................149

Введение

Актуальность темы. В Республике Башкортостан (РБ) значительную часть жилого фонда составляют дома, возведенные по проектам типовых серий 1940-80 гг. Их строительство реализовывалось в кирпичном и крупнопанельном вариантах. Согласно СТО 00044807-001-2006 «Теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий», нормативный срок службы наружных стен зданий, в частности, из силикатного кирпича составляет 100-125 лет, т.е. остаточный ресурс по жилым домам этой категории постройки 40-70 гг. в настоящее время составляет 30-60 лет. В связи с накопленным физическим износом наружных стен зданий этой категории требуется комплексная оценка и проведение исследований по их фактическому техническому состоянию. Принятие Госстроем России СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий» и СП 23-101-2004, кроме того, предопределило моральный износ всего жилого фонда РФ, построенного в период до середины 90-х гг., ввиду несоответствия эксплуатируемого жилья требованиям ныне действующих норм по теплозащите ограждающих конструкций зданий.

С 2008 г. в рамках Федерального Закона № 185-ФЗ «О фонде содействия реформированию ЖКХ» в РБ реализуются две Федеральные программы: «Доступное и комфортное жилье молодым семьям» и «Адресная программа капитального ремонта многоквартирных жилых домов», а также адресные региональные программы по капитальному ремонту изношенного жилого фонда. Реализация первой федеральной программы предусматривает снос ветхого и аварийного жилья и последующее строительство многоэтажного жилья, и малоэтажное строительство, соответствующее действующим нормам. Решение второй программы предполагает повышение комфортности и долговечности существующего эксплуатируемого жилого фонда. Как и ряд других регионов Российской Федерации, РБ не обладает достаточными финансовыми ресурсами, необходимыми для масштабного сноса жилых домов старой массовой застройки, поэтому при реализации программ капитального ремонта в республике

практикуется комплексный подход к оценке состояния жилых зданий и разработке рациональных способов поддержания и продления их долговечности.

Практика показывает, что наиболее повреждаемым конструктивным элементом в процессе эксплуатации являются наружные стены жилых домов и, соответственно, эти конструктивные элементы требуют комплексной оценки их состояния по снижению эксплуатационных характеристик, обеспечивающих их несущую способность и теплозащитные качества, и разработки способов продления эксплуатационного ресурса.

В данной работе с применением физико-химических методов исследования выполнен анализ структуры, рассмотрены вопросы технического состояния, прогноза и способов продления остаточного эксплуатационного ресурса наружных стен зданий на основе силикатного кирпича постройки 40 - 70 - х гг. на примере жилого фонда этой категории в городах Республики Башкортостан.

При выборе объектов исследования был учтен экологический фактор. Уфа является крупным городом Республики Башкортостан и Урало-Поволжского региона с широким спектром производств химической и нефтеперерабатывающей промышленности и высокоразвитой транспортной инфраструктурой. На современной территории г. Уфы сосредоточенно более 200 крупных и средних промышленных предприятий, большая часть которых расположена в северной части города. По данным 2010 г. по количеству вредных выбросов г. Уфа занимает 9 место по России. Значительная часть жилых домов на основе силикатного кирпича расположена в Орджоникидзевском и Октябрьском районах северной части города и, учитывая розу ветров, находится в наиболее неблагоприятной экологической ситуации.

Исследования воздействия внешней среды и протекающих физико-химических процессов в структуре силикатного кирпича, их последствий для прочности и долговечности наружных стен жилых домов за длительный период эксплуатации в условиях крупного промышленного города со сложной экологической обстановкой является задачей данной работы. Ее решение позволит прогнозировать поведение

материала наружных стен эксплуатируемых зданий на основе силикатного кирпича в условиях последующей эксплуатации и предложить технические решения по ремонту наружных стен и продлению их эксплуатационного ресурса.

Целью работы является анализ состояния и выявление причин снижения эксплуатационной надежности наружных стен жилых домов старых серий на основе силикатного кирпича постройки 40-70-хх. гг. и разработка рекомендаций по обеспечению продления их эксплуатационного ресурса.

Научная новизна:

- на основе анализа реакций перекристаллизации и результатов инструментального анализа (рентгенофазового и дифференциально-термического) исследована кинетика перекристаллизационных процессов, характерных для поведения гидросиликатных фаз силикатного кирпича на временном интервале до семидесяти лет;

- выявлены основные факторы, оказывающие влияние на физико - механические характеристики и предопределяющие деструктивные процессы в силикатном кирпиче наружных стен жилых домов на семидесятилетнем цикле эксплуатации в условиях крупного промышленного города;

- установлено, что наиболее значительным перекристаллизационным и структурным повреждениям силикатного кирпича в составе наружных стен зданий на длительном временном интервале подвержен внешний слой наружной стены толщиной около х/г кирпича для стены толщиной в 2,5 кирпича (640 мм), характерной для жилых домов средней полосы России постройки 1940-90-х гг.

Автор выражает благодарность Р.В. Проторчину и коллективам ССП УГНТУ ХНИЛ «Уфимский городской центр СТРОЙТЕХЭКСПЕРТИЗА» и ООО «Экспертный научный центр фасадного строительства» за помощь в выполнении обследовательских работ. Работа выполнена при научных консультациях канд. техн. наук: Федорова Павла Анатольевича и Авренюка Андрея Николаевича.

ГЛАВА 1. Обзор исследований вопроса долговечности силикатного кирпича в кладке наружных стен зданий при естественных условиях эксплуатации

1.1 Основные физико-технические свойства силикатного кирпича и кладочного раствора, обеспечивающие эксплуатационную надежность (долговечность) ограждающей стеновой конструкции зданий при естественных условиях эксплуатации

Известно, что надежная эксплуатация конструкции здания - это свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени. Применительно к ограждающим конструкциям - это свойство, обеспечивающее нормативный температурно-влажностный и комфортный режим помещений, сохраняющее при этом эксплуатационные показатели (тепло-, влаго-, воздухо-, звукозащиту) в заданных нормативных пределах, а для архитектурно-конструктивного элемента здания еще и прочность и декоративные функции в течение заданного срока эксплуатации. При этом предполагается обеспечение для здания в целом (точнее, для всех его помещений) безотказности и долговечности. Так же надежность включает безотказность, долговечность, сохраняемость и ремонтопригодность конструкции в целом и его составных частей [12, 47, 67, 84, 86, 133]. Надежность обеспечивает техническую возможность использования элемента здания по назначению в нужное время и с требуемой эффективностью [165].

Основное назначение ограждающих конструкций зданий — разделение двух воздушных сред: наружной, где температура, влажность и радиоактивность переменны, и внутренней, где все параметры должны быть в пределах нормативно-допустимых. Наружные ограждающие конструкции являются

многоэлементными и многофункциональными системами. Надежность системы в комплексе зависит от надежности составляющих ее элементов. [12, 62, 150].

Особенностью работы ограждающих конструкций здания является, прежде всего, постоянный, на всем времени службы, контакт с внешней природной средой. Следственно, стойкость наружных стеновых конструкций к воздействиям факторов внешней среды будет определяться долговечностью составляющих эту конструкцию материалов.

Применение силикатного кирпича для кладки стен жилых и общественных зданий в России и, в частности Республики Башкортостан, имеет сравнительно небольшую историю. Стоит отметить, что начало промышленного производства силикатных изделий в РБ относится, по архивным данным Уфимской губернии к 1904 г., тогда как производство керамического кирпича уже к середине 1880 гг. в Башкирии реализовывалось на 9 заводах, из них 8 в г. Уфе [80]. Первое производственное оборудование УКСМ (Уфимский Комбинат Строительных материалов (ныне «ОАО Башкирский кирпич»)) было представлено одним прессом, двумя гасильными барабанами и двумя автоклавами, обеспечивали работу известковый (пос. «Александрова») и гипсовый (пос. «Новиковка») заводы, располагавшиеся вблизи г. Уфы. К 1913 году в Уфе насчитывалось уже 20 кирпичных заводов [80]. Однако массовое применение силикатного кирпича в гражданском строительстве находит лишь в послевоенные годы, этому также способствует накопленный отечественный и зарубежный опыт применения и поведения этого стенового материала в ограждающих конструкциях зданий.

Силикатный кирпич относится к безобжиговым искусственным материалам изготовляемым способом прессования увлажненной смеси из кремнеземистых материалов и извести или других известьсодержащих вяжущих с применением пигментов и без них. Для таких строительных материалов формирование будущих технических свойств зависит от: качественного и количественного подбора исходной силикатной смеси, характера формования сырца, выбора режима гидротермальной обработки и параметров сушки готовых изделий.

Окончательное формирование свойств кирпича происходит на завершающей стадии. В зависимости от выбранных параметров получают изделия различного качества и назначения. Для кладки наружных стен зданий изготавливают лицевой кирпич, основные физико-технические параметры, которого регламентированы ГОСТ 379-95 «Кирпич и камни силикатные» [68].

Для полнотелого силикатного кирпича нормируются следующие основные физические и технические параметры (согласно ГОСТ 379-95 [68]): внешний вид и размеры, а также их отклонения; прочность при сжатии и изгибе; прочность сцепления декоративного покрытия с поверхностью изделия до и после испытаний на морозостойкость; морозостойкость; водопоглощение; масса в высушенном состоянии; удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

Известно, что материал конструкций наружных стен в процессе эксплуатации подвержен комплексу воздействий и нагрузок различной физико-химической природы и с точки зрения механизма их воздействия могут быть условно разделены на две группы (внешнего и внутреннего характера) [32, 43, 64, 83, 86, 133]: 1) климатические факторы в виде: тем