Причины разрушения стен железобетонных силосов элеватора

Все многообразие факторов, приводящих к серьезным дефектам и постепенному разрушению стен железобетонных силосов,  можно условно объединить в  три большие группы:

• Атмосферные факторы или влияние окружающей среды.
• Эксплуатационные или силовые  факторы;
• Строительный брак и ошибки проектирования;

Анализируя полученный опыт, хочется  добавить, что в большинстве случаев, к потере несущей способности и прочности, а так же к локальным разрушениям стен и перегородок силосов (силосного корпуса элеватора), ведет не отдельный фактор, дефект или недостаток, а целая совокупность причин.

Атмосферные факторы или воздействие окружающей среды.

Они содержат  все разнообразие  процессов постепенного разрушения стеновых панелей ЖБИ (ограждающих конструкций), а так же монолитных железобетонных стен силосов в результате воздействия окружающей среды:

• Температурные деформации стеновых панелей ЖБИ монолитных железобетонных стен;
• Влажностные деформации (набухание и усушка);
• Морозные деградации;
• Коррозия  бетона (монолитных железобетонных стен, стеновых плит ЖБИ);
• Коррозия арматуры и болтовых соединений.

Совокупность этих проявлений напоминает эрозию горных пород. Но в условиях работающего элеватора, мельницы или хлебоприемного пункта, обычные процессы коррозии железобетона усугубляются  воздействием органических кислот. Дождевая вода, успешно растворяя зерновую пыль и шелуху, другие продукты переработки, скапливающиеся на крыше и козырьках, в нишах разрушенных швов, трещинах и сколах стены, проникает вглубь железобетонных конструкций, заметно усиливая все вышеперечисленные явления.

Силовые или эксплуатационные факторы.

Вместимость силосных железобетонных корпусов, в зависимости  от высоты и других конструктивных особенностей варьируется от 10,3 до 48,0 тыс. тонн. Каждый силос внутри корпуса («банка»), в силу все тех же особенностей, способен принять в течение короткого промежутка времени (во время приемки урожая, за несколько суток) более двухсот тонн зерна.

По этому, любой силосной емкости и многим элементам ее конструктивным элементам (стенам, межсилостным перегородкам, перекрытиям и т.д.), в результате многочисленных загрузочно-разгрузочных операций, приходиться функционировать в крайне тяжелых условиях серьезных знакопеременных нагрузок!

В свою очередь, стены силосных сооружений (емкостей) элеваторов испытывают:

1. Сжатие от вертикальных нагрузок веса самой конструкции и технологического оборудования;
2. Изгибание в горизонтальной плоскости по причине давления зерновой массы на стенки силоса;
3. Изгибание в горизонтальной плоскости в результате температурных деформаций;
4. Изгибание в вертикальной плоскости, в результате  неравномерной загрузки корпуса или осадки фундамента;
5. Воздействие всевозможных вибрации, в результате работы технологического оборудования (норий, сепараторов, транспортеров и т.д.);
6. Периодические превышения всевозможных расчетных эксплуатационных нагрузок, в результате нарушения проектной схемы загрузки-выгрузки силосного корпуса;
7. Ветровые нагрузки.

Строительный брак и ошибки проектирования

Любой тип железобетонных силосных емкостей элеваторов  (сборные и монолитные) имеет свои, специфические сложности проектирования и связанные с этим конструктивные особенности и недостатки, часто ведущие к преждевременному износу и разрушению стен.

Для элеваторов со сборными силосами из железобетонных элементов наиболее характерны:

• Самым распространенным монтажным недостатком тех лет являлись перекосы. Чтобы сохранить общую геометрию силосного корпуса приходилось идти на увеличение ширины одних стыков за счет уменьшения других. Такое могло происходить по причине дефектов стеновых панелей (несоответствие стандартным размерам), либо из за слабого контроля качества монтажа.
• Пожалуй, самым коварным,скрытым монтажным недостатком является брак болтовых соединений. В силу конструктивных особенностей сборных железобетонных силосов, болтовое соединение является достаточно ответственным узлом.

• дефекты или недостатки стеновых плит ЖБИ

Для элеваторов с монолитными железобетонными силосами наиболее характерны следующие недостатки:

• плохое или нестабильное качество бетона (ярко выраженная "слоистость"или "щебенистость", множество незаполненных полостей и явно непровибрированные слои), вследствие чего возникает сминание стенового бетона в горизонтальнных сечениях;
• уменьшение количества  арматуры и его сечения в сравнении с проектом;
• монтаж стыков арматуры в одной плоскости;
• недостаточная общая толщина стен;
• наличие больших очагов коррозии бетона;
• неудовлетворительная геометрия стен и перегородок еще на этапе строительства;
• чрезмерный износ как отдельных конструктивных элементов, так и конструкции в целом.

Основным недостатком монолитных элеваторных конструкций послевоенной постройки является нестабильное, а местами откровенно плохое качество бетона. Это проявляется в ярко выраженной слоистой структуре как наружных силосных стен, так и внутрисилосных перегородок. Такие слои бетона старых монолитных силосов сильно отличаются, как оттенком так и качеством. Со временем некачественный слой бетона выкрашивается от нагрузок и "выедается" зерном, образуя сначала глубокую нишу, а после, сквозную дыру (брешь). Если увеличиваясь в размерах она приобретает горизонтальную " ориентацию", то в дальнейшем это грозит сминанием оголившихся участков арматуры, изменением геометрии  элеваторного сооружения в целом и появлением глубоких усадочных трещин, со всеми вытекающими последствиями ...

Перечисленные дефекты или недостатки бетонных элеваторов советской постройки имели место в силу многих различных причин, начиная от банального недостатка  нужных деталей, инструментов и качественных материалов  и заканчивая недостаточной квалификацией строительных рабочих и слабым контролем качества.

Не секрет, что многие подобные объекты, тогда возводились военнослужащими строительных батальонов, студентами стройотрядов, либо условно-осужденными, и т.д. И все это, в эпоху масштабных строек и досрочных пятилеток!