нилэп оиси

Рекомендации

Рпо применению новых типов

защитно-конструкционных полимер р аствор ов для реставрации и консервации памятников

и исторических зданий из камня и бетона

Москва 1982

Научно-исследовательская и проектная лаборатория экспериментального проектирования жилых и общественных зданий Одесского инженерно-строительного института

Рекомендации по применению новых типов

защитно-конструкционных полимеррастворов для реставрации и консервации памятников и исторических зданий из камня и бетона

СГРОЙИЗДАТ МОСКВА 1982

измеритель сечения металла (ИСМ), измеритель защитного слоя (ИЗС-2), измеритель защитного слоя с автоматической регистрацией (ИЗС-АР), прибор Г -И .Кравцова для измерения диаметра арматуры, металлоискатель (МИ-1), прибор с постоянным магнитом. Работа этих приборов основана на взаимодействии металла с электромагнитным полем.

2.26. При обследовании конструкций применяют два метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой и эхометод. Ультразвуковая дефектоскопия позволяет выявить любой скрытый дефект при условии, что размер дефекта не менее 0,005 длинь? волны колебания ультразвука.

Указанные работы можно также производить, используя приборы для регистрации акустической эмиссии (Р-1 и FM-1), переносной бетатрон ПМБ-6 со следующими характеристиками:

Максимальная толщина каменной или

2.27.    Приборы для определения физических параметров строительных материалов позволяют определять:

влажность строительных элементов и конструкций (нейтронный влагомер ЛНИИ АКХ);

температуру на поверхности конструкций (термощуп); амплитуду вибрации конструкций сооружений (амплитудо-мер);

частоту, амплитуду и форму колебаний (виброграф ВР-1 предназначен для записи на виброграмме механических колебаний строительных конструкций);

плотность материала ограждающих конструкций (плотномер РГТП-1).

2.28.    Для обеспечения полной и объективной картины состояния реставрируемого объекта рекомендуется использовать инвентарные лаборатории-станции, которые обеспечивают комплексную оценку технического состояния памятника, здания, сооружения.

В комплект лаборатории-станции входят приборы.позволяю-щие измерять следующие параметры:

размеры геометрических отклонений строительных конструкций от исходных расчетных положений;

наличие, местоположение и сечение металлических конструкций и арматуры;

прочность материала строительных конструкций; наличие пустот, раковин, скрытых трещин и т.д.;

деформацию конструкций от дополнительной нагрузки;

величину раскрытия трещин;

воздухопроницаемость стыков;

тепловлажностный режим помещений;

степень солнечной радиации и освещенности помещения;

направление и скорость ветра, скорость воздушного потока;

уровень и частотную характеристику шума.

3. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ ИЗ КАМНЯ И БЕТОНА

ДЕФЕКТЫ КАМЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

3.1.    При обследовании зданий и сооружений с целью выявления причин повреждений строительных конструкций важную роль играют проектные материалы обследуемого здания, знание схемы несущего остова, другие архивные материалы (данные предыдущих обследований и т.п.).

3.2.    Анализ видов повреждений отдельных элементов, а также причин их происхождения позволил выделить следующие виды повреждений: расслаивание, трещиноватость, морщинистость, осыпание, неравномерность передачи усилий с одного элемента на другой, откол кромок, смещение плит и массивов, ямча-тостъ, которые вызывают снижение несущей способности каменных, бетонных конструкций (рис.1,2,3,4).

в)

и

Рис, 1. Трещины в центрально и внецентренно нагруженных и сдвигаемых элементах

а — продольные вертикальные трещины по камню; б - косые трещины среза по камню; в - продольная трещина по швам, трещина разрыва кладки (в верхней части), отслаивание; г — отслоение и обрушение наружной версты; Э - выпучивание наружной версты, отслоение облицовки

a)    $

Рис.З. Характерные типы крупных отколов, провалов, отслоения кладки

а - отколы каменных массивов, вывалы камня, обрушение кладки; б - провал в своде, отколы, ямчатость; в~откол каменного блока в пяте арки, трещины среза; г - отколы, обрушение облицовки,

ямлатость

15

Рис. 4. Повреждения наружных поверхностей каменных зданий и сооружений (отколы, осыпание, ямчатость, коррозия кладки, морщинистость, отслаивание)

33. Одним из основных видов повреждений каменных и бетонных конструкций являются трещины. Следует различать трещины по происхождению;

осадочные, связанные с деформациями грунтового основания здания;

конструктивные, связанные с перегрузками, дефектами конструкций и отдельных камней;

температурно-влажностного характера, связанные с изменением режимов эксплуатации.

3.4.    Наблюдение и контроль за осадочными деформациями необходимо осуществлять геодезическими инструментами при помощи маяков, меток и тл., что позволяет определять характер неравномерных деформаций (прогиб, выгиб, перекос, крен).

3.5.    Конструктивные трещины в каменных зданиях вызываются перегрузкой отдельных участков кладки (столбов и простенков). Для перегруженных простенков характерны вертикальные трещины по камню в простенках, трещины по швам в плитчатых перемычках, отслоение и выпучивание наружной версты или всего простенка. Длинные, жестко заделанные пояса или перемычки вызывают косые трещины среза или вертикальные трещины разрыва кладки (рис.5-20).

Рис. 6. Повреждения в конструкции полного парусного свода (выпадение камней, смятие кладки)

УДК 72.025.4/691.32/620.197

Рекомендованы к изданию научно-техническим советом

нилэп оиси.

Рекомендации по применению новых типов защитноконструкционных полимеррастворов для реставрации и консервации памятников и исторических зданий из камня и бетона/НИЛЭП ОИСИ. — М.: Стройиздат, 1982, - 96 с.

Классифицированы характерные виды повреждений памятников архитектуры, приведены особенности реставрируемых конструкций, а также сведения по долговечности и надежности применяемых полимеррастворов. Даны рекомендации по выбору защитно-конструкционного полимер-раствора, приготовлению рабочих составов, методам подготовки строительной конструкции, осуществлению технологического процесса и контролю качества работы.

Указаны основные правила по технике безопасности и дана технико-экономическая оценка реставрационных работ при помощи полимеррастворов.

Рекомендации разработаны по заказу Госгражданстроя в научно-исследовательской и проектной лаборатории экспериментального проектирования жилых и общественных зданий и лаборатории полимерных материалов в строительстве Одесского инженерносстроительного института Минвуза УССР (канд.техн.наук В.А. Лисенко, инженеры А.И.Буренин, В.И.Мосяк) .

Научные руководители — заслуженный деятель науки, д-р искусствоведения, проф. Ы-k .Гаоак анидзёП канд.техн. наук В.А .Лисенко.

Для архитекторов-реставраторов и искусствоведов.

Табл., ил.

_P4a02020000-JL16. 047(01) -82

@ Стройиздат, 1982

Рис. 8. Повреждения в конструкции ненарушенного крестового свода

Рис. 9. Повреждения в зеркальном своде с пятами поддуг₉ образованными выпускными рядами кладки опорных стен

Рис. 10. Повреждения в купольном своде (трещины в опорном кольце)

20

ВВЕДЕНИЕ

Сохранение памятников истории и культуры — основная задача инженерной консервации и реставрации. Этим проблемам на* чиная с первых месяцев существования нашего государства уделяется огромное внимание. Ленинское указание о сохранении культурного наследия нашло наиболее полное воплощение в утвержденном Верховным Советом СССР в 1976 г. Законе об охране и использовании памятников истории и культуры и в принятой в 1977 г. новой Конституции СССР.

Возрастающий объем консервационных и реставрационных работ, многообразие агрессивных воздействий, степень износа конструкций выдвигает сложные задачи научно-методического и практического характера, поиска прогрессивных технологических приемов, новых строительных материалов.

Настоящие Рекомендации направлены на решение этих задач при помощи новых типов защитно-конструкционных полимер-растворов.

В Руководстве использованы материалы: Всесоюзного производственного научно-реставрационного комбината Министерства культуры СССР, ’’Росреставрации”, Украинского специального научно-реставрационного производственного управления. Главного научно-производственного управления по использованию и охране памятников истории, архитектуры и природы Грузинской ССР, Управления по охране и использованию памятников истории и культуры при Совете Министров Армянской ССР, а также результаты исследований отдела полимерных материалов НИС ’’Гидропроект” (канд.технлаук Л А Лгонин) , лаборатории конструкций из новых материалов ТбилЗНИИЭП (канд. технлаук ЭЛ. Александрии, инж. Э.К. Мурадян), Укрнии-пластмасс (инженеры С .А. Ярошевский, Т.С. Бабич).

3

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1Л. Рекомендации разработаны в соответствии с основными нормативными документами (сборник ’’Охрана памятников истории и культуры? М., ’’Советская Россия”, 1973) по индексам 3.1—3.6 и 3.8 ’’Списка индексов типологической принадлежности памятников культуры СССР” (приказ министра культуры СССР №153 от 27 марта 1972).

Они уточняют и развивают разделы, касающиеся реставрации и консервации объектов из камня и бетона при помощи полимерных материалов.

1.2.    Рекомендации распространяются на выполнение работ по реставрации и консервации зданий из камня и бетона, находящихся в условиях силовых и агрессивных воздействий во Пи Ш климатических районах, а также в ВДБ, ВДВ, ВДГ подрайонах (СНиП П-А.6—72).

1.3.    Рекомендации надлежит использовать при составлении проекта реставрации, непосредственного осуществления реставрационных работ, оценке вида повреждения и разрушения объекта, свойств полимерных материалов, используемых для реставрации и защиты, способов их приготовления, применения и контроля качества выполнения работ.

1.4.    Рекомендации не распространяются на климатические районы, не указанные в п.1.2., а также не могут служить для защитно-декоративных мероприятий, связанных с покрытием значительных поверхностей строительной конструкции с одновременным обеспечением идентичности цвета покрытия, его фактуры и тл.

15. При выполнении работ по консервации и реставрации памятников истории и культуры, помимо настоящих Рекомендаций, следует руководствоваться действующими нормативными документами, освещающими основные принципы проведения подобных работ.

2. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СУЩЕСТВУЮЩЕГО СОСТОЯНИЯ ПАМЯТНИКОВ И ИСТОРИЧЕСКИХ ЗДАНИЙ ИЗ КАМНЯ И БЕТОНА

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РЕСТАВРАЦИИ

2.1.    Процесс реставрации состоит из следующих основных видов работ:

описание и исследование памятника архитектуры, его художественных и конструктивных особенностей, исторических данных, подробное описание повреждений;

разработка детального технического проекта реставрации; проведение непосредственно реставрационных работ; наблюдение и контроль за работами и составление соответствующей документации.

2.2.    Следует различать следующие приемы реставрации: консервация памятника архитектуры техническое мероприятие, предусматривающее повышение статической устойчивости и защиту памятника от внешних воздействий;

ремонтнореставрационные работы, связанные с выявлением и восстановлением памятника архитектуры в его первозданном виде;

раскрытие памятника архитектуры от позднейших наслоений — переходная стадия к его реконструкции. При этом необходимо учитывать конструктивную нагрузку и художественную ценность частей и элементов, добавленных к памятнику в процессе его существования;

реконструкция — придание памятникам архитектуры целостной формы путем добавления частей и элементов, которых им недостает;

восстановление и приспособление памятников архитектуры — реставрационные работы, при которых необходимо построить вновь обрушившееся сооружение, от которого остались только развалины, либо расширить какое-либо существующее здание.

2.3.    Реставрационные работы должны проводиться на основании полной проектной документации. Разработку проектной документации следует проводить в следующей последовательности:

составление предварительной документации и реставрационного задания;

разработка эскизного проекта реставрации;

разработка проекта реставрации с рабочими чертежами.

2.4.    Предварительная документация должна включать в себя исходные данные, дающие четкое представление о состоянии памятника или сооружения и намечаемые работы. 6 состав ее должны входить:

краткая историческая справка, излагающая основные сведения о реставрируемом сооружении;

5

описание технического состояния сооружения с подробной фотофиксацией;

тематический план предстоящих научно-исследовательских восстановительно-реставрационных работ с указанием очередности и сроками их выполнения;

технико-экономическое обоснование.

2.5.    При разработке эскизного проекта реставрации сооружения представляются конкретные предложения по реставрации памятника архитектуры, выраженные в виде проектных чертежей с определением потребного количества материалов.

В состав чертежей эскизного проекта необходимо включить: еитуациошйш план местности (М 1:2000), генеральный план участка (М 1:500), планы этажей (М 1:100), основные разрезы (М 1:100, 1:50), все неповторяющиеся фасады, фрагменты, детали и узлы.

2.6.    Пояснительная записка должна включать сведения о реставрируемом здании, а также материалы исследования, которыми обосновывается предлагаемый проект реставрации памятника архитектуры.

2.7. Завершающей    стадией работ по составлению проектной документации является разработка проекта реставрации с рабочими чертежами, в состав которого должны входить:

графическая часть, включающая чертежи всех фасадов, планов, основных разрезов; пояснительная записка; отдельные фрагменты и детали здания; дополнительные обмерные чертежи, замеры новых шурфов и вскрытий с обозначением видов и типов повреждений инженерных конструкций;

рабочие чертежи на отдельные конструкции с фиксацией трещин, отколов, пустот и тл.» детали узлов; проекты инженерных коммуникаций; опись работ и смета с выборкой материала.

2.8.    Научное исследование исторических зданий и сооружений, необходимое для обоснования проведения реставрационных работ, следует проводить по двум направлениям:

выявление и изучение исторических, письменных и графических документов;

натурное исследование реставрируемых объектов.

2.9.    Изучение историческо-литературного материала должно охватывать различные источники информации (летописи, мемуары, специальные научные труды, путеводители, справочники), а также глубокий анализ неопубликованных графических документов (чертежей, гравюр, зарисовок, фотографий и др.).

2.10.    Натурное исследование объектов, подлежащих реставрации, рекомендуется проводить в три этапа:

первичное предварительное исследование здания или сооружения;

6

фиксация исследуемого объекта (обмеры, зарисовки, фотографии, фотограмметрия и тд.);

проведение зовдажей, раскрытий, археологических раскопок.

2.11.    При исследовании необходимо составлять дефектную ведомость, в которую на основании обследования здания заносятся данные о техническом состоянии отдельных элементов и конструкций с указанием перечня работ по каждому из них в процессе восстановительно-реставрационных работ.

В дефектную ведомость необходимо включать сведения о характере деформаций конструкций с указанием их вида, направления, типа, размера и тл. При этом следует проводить фото-фиксацию выявленных дефектов, составлять схему и чертежи их расположения.

Фиксацию объектов следует производить путем их изображения на рисунках, детального фотографирования, снятия прори-сей с отдельных элементов и обмеров с последующим изготовлением по ним чертежей.

2.12.    При проведении археологического исследования здания следует различать следующие этапы:

зондаж — этап раскрытия памятника, носящий локальный характер. Может использоваться на стенах, сваях, столбах, перекрытиях, где требуется подтверждение решения общего или частного вопроса реставрации;

раскрытие памятника — более полное раскрытие памятника архитектуры, служащее для выявления конструкций перекрытий, столбов, сводов,- структуры и техники их кладки, связей здания, заложенных в стене и тд.;

шурфы и раскопки — этап выявления характера отдельных частей и элементов, находящихся под землей, о существовании которых можно предполагать.

2.13.    При проведении реставрационных работ особое значение приобретает правильное разрешение инженерных вопросов. Все восстановительно реставрационные работы связаны с укреплением конструкций реставрируемых сооружений.

2.14.    К инженерным конструкциям относятся главные конструктивные элементы сооружения: фундаменты, стены, столбы (колонны), сводчатые и плоские перекрытия, арки, барабаны, главы культовых сооружений, шатры над башнями и т.д. Перечисленные выше элементы являются несущими, так как они воспринимают нагрузки от собственного веса, веса других частей зданий и временные нагрузки и обеспечивают устойчивость всего здания или сооружения, а это в свою очередь требует соответствующих расчетов.

2.15.    Вопросы восстановления инженерных конструкций необходимо рассматривать по двум основным категориям работ:

укрепление оснований и фундаментов;

укрепление надземных частей сооружений.

7

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ РЕСТАВРИРУЕМЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

2.16.    При исследовании прочностных характеристик конструкций зданий и сооружений целесообразно применять неразрушающие методы контроля качества строительных материалов и конструкций, что позволяет производить измерения без каких-либо необратимых воздействий на материал.

2.17.    Существующие и применяемые в настоящее время при обследовании зданий и сооружений приборы позволяют оценивать: прочность, деформативностъ, трещиностойкость, скрытые дефекты, а также физические параметры (влажность, температуру, плотность и т.п.).

2.18.    При определении прочности материалов используют две группы приборов, которые позволяют исследовать реставрируемые конструкции двумя следующими методами:

методом прозвучивания: используются физические процессы при прохождении ультразвука или ударной волны через материал от источника излучения к приемнику (ГОСТ 17624-78);

методом механических воздействий: используются косвенные характеристики прочности материала при воздействии на поверхностный слой конструкции. Воздействиями могут быть — вдавливание корпуса шарика или отскока бойка от поверхности, выдергивание заделанных реперов (ГОСТ 21243-75, ГОСТ 22690.0-77).

2.19.    В связи с необходимостью оценки прочности материала с погрешностью менее 15% (ГОСТ 21217-75) необходимо применять комплексный метод с использованием приборов ультразвукового и ударного принципа действия.

2.20.    Техническая характеристика наиболее распространенных отечественных ультразвуковых приборов, используемых при определении дефектов в элементах и конструкциях (скрытых трещин, раковин, каверн):

УКБ-1М УК-10П

Диапазон измерения времени

распространения колебаний, мкс . .0—5500    20—999

Прозвучиваемая толщина, м .... .0,1—5 До 1,5 Частота повторения импульсов,

Гц..................... .70    7

Отсчет времени распространения

колебаний................Ло лимбу По цифро

вому индикатору

Погрешность измерения времени . .±1% при ±1% при

1000 мкс 1000 мкс Габаритные размеры, мм ...... .470х325х 220х190х

*215    *110

Масса прибора, кг............15    3,5

2.21.    Фазометры АФ-1 и АФ-2 предназначены для изучения физико-механических свойств кирпичной кладки или крупнога-

баритных конструкций. Принцип действия прибора основан на регистрации низкочастотных (1 и 5 Гц) акустических импульсов.

2.22.    Приборы механического принципа действия подразделяются на две группы: приборы, работающие на принципе заглубления в материал бойка и получения отпечатка (молоток Физделя, молоток Кашкарова, прибор ПМ и др.), и приборы, действующие по принципу упругого отскока бойка от поверхности материала (пистолет ЦНЙИСК).

Оценка поверхностной прочности материалов с помощью указанных приборов производится в соответствии с ГОСТ 10180— 78, ГОСТ 22690.1-77, ГОСТ 22690.2-77.

2.23.    Для определения геометрических параметров строительных конструкций (прогибы, перекосы, смещение строительных конструкций) необходимо применять нивелиры (теодолиты) с оптической насадкой; прогибомеры — гидравлический и механический, лазерный теодолит ЛТ-75, рычажный тензометр,

2.24.    При регистрации статических деформаций элементов и строительных конструкций рекомендуется применять тензоетан-ции с усилителем. Характеристика усилителя ПСД приведена ниже:

Сопротивление тензорезистора, ом..........50—500

Напряжение питания моста, В..................3

Погрешность измерения................1    деление

Габаритные размеры, мм............ 220x180x100

Масса, кг............... 27

Цена одного деления, мк.................1±0Д

Степень увеличения......................1000

Точность показания, мк..................±1,00

База, мм................... 20±0Д

Габаритные размеры, мм..............60x160x18

Масса, г . ................. 75

Тензометры Аистова ТА-2 и ТА-3 предназначены для регистрации деформации конструкции в широких пределах и обладают повышенной надежностью при измерениях.

Для измерения кривизны поверхности применяют измеритель кривизны, который позволяет проводить измерения с точностью ±0,1 мм.

2.25. При выявлении несущей способности конструкций в зданиях и сооружениях, на которые не имеется технической документации, а также при потере несущей способности каменных и железобетонных конструкций или появлении пятен ржавчины на поверхности элементов и конструкций используются приборы:

9