ЗАО «Диагностика и Контроль»ЗАО «Диагностика и Контроль»

ГАЛЕЕВ Равиль МирсаяфовичРуководитель экспертно-технического центра

«Диагностика и Контроль»,

инженер-строитель, кандидат экономических наук,

эксперт по ПБ.

III Международная научно-практическая конференция «Промышленная безопасность на

взрывопожароопасных и химически опасных производственных объектах».

17-20 февраля 2009 года,

г. Уфа , Россия

«Коррозионный износ строительных конструкций

зданий и сооружений на объектах химической промышленности»

Удельный вес несущих и ограждающих конструкций,

эксплуатируемых в условиях агрессивных сред, по отраслям в

процентах составляет:

в металлургической – 30%

в химической – 70%

в машиностроительной – 15%

в целлюлозно-бумажной – 30%

в пищевой – 20%

3Годы

4

0

10

20

30

40

50

1995 1996 1997 1998 1999

Чи

сло

авар

ий

за

год

Число аварий, происшедших на территории РФ за период 1995-1999 гг.

Общее на производственых объектахГоды

Воздействие на глинистые грунты кислыхрастворов характеризуется следующимиреакциями:

Al2O3 + 6H3O+ + 3H2O = 2[AC (H2O)6]3+ - комплекс, Al2O3+6OH+3H2O = 2[AL(OH)6]3-- - комплекс; SiO2+2KOH = K2SiO3+H2O - не взаимодействует ни с водой, ни скислотой.CaCO3+H2SO4 = CaSO4+CO2+H2O – кальцит, } легкорастворимая сольMgCO3 +H2SO4 = MgSO4+CO2+H2O – магнезит. При действии серной кислоты H2SO4 на Al2О3

Al2О3+3Н2SO4+9H2O = [Al(H2O)6]2.(SO4)3 – вся вода в связанномсостоянии; увеличение объема в N раз вызывает сильное пучениегрунтов.При действии щелочи KOHAl2O3+6KOH+4H2O = 2K3[Al (OH)6]+H2O – при диссоциации наионы образуются сильные электролиты.

Воздействие щелочей на песчаные грунтыхарактеризуется следующими реакциями:

СОСТАВ СИЛИКАТНОЙ ГРУППЫ ГРУНТОВ

SiO2 – ортосиликат

(SiO3)2n - метасиликат

Si2O6-7 – дисиликат

SiO2+2KOH=K2SiO3+H2O - полимерсиликат (жидкое стекло)

SiO2+4KOH=K4SiO4+ H2O

SiO4+H2O ↔ HSiO4-4 +OH сильная щелочная реакция, раствор

постоянно превращается в желатинообразную массу.

Воздействие кислот H2SO4 и HCl на известняки

При действии на известняки образуются растворимые

соединения хлорида кальция и сульфата кальция:

CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2CO3↑

H2CO3↔ H2O + CO2↑– очень агрессивная,

CaCO3 + CO2+ H2O→Ca(HCO3)2 - рыхлый бикарбонат,

CaCO3 + H2SO4 ↔ Ca SO4 + H2O + CO2↑

Происходит локальное разрушение структуры грунтов.

Падение прочности бетона в строительныхконструкциях вследствие КОРРОЗИИ БЕТОНА IВИДА может достигать 40% от первоначальной:

Rb%

 

 

80 -  

 

60 -  

 

40 -  

 

20 -  

       

0 10 20 30 %

100 -

КОРРОЗИЯ БЕТОНА II ВИДА характерна для колонн,железобетонных плит междуэтажных перекрытий ифундаментов зданий и сооружений с энергоемкимпроизводством.

Растворы, содержащие хлориды, сульфаты (Cl, SO4

и др.), а также кислоты (H2SO4, HCl, HNO3 и др.),

имея свободный доступ к конструкциям, вызывают

разрушение цементного камня в бетоне путем

обменных реакций и электрохимическую коррозию

арматуры.

КОРРОЗИЯ БЕТОНА III ВИДА возникает в капиллярно-поровом пространстве структуры бетона, образуягидросульфоаллюминат, молекулы которогоувеличиваются по сравнению с трехкальциевымАллюминатом 3CaO∙Al2O3 в 31 раз.

3CaO ∙ A2O3 ∙ 6H2O +3Ca +3SO4 + 25H2O = 3CaO ∙

Al2O3 ∙ 3CaSO4 ∙ 31 H2O

Давление нарастающих кристаллов вызывает в

железобетонных элементах трещинообразование

изнутри.

Давление нарастающих кристалловвызывает в железобетонных элементахтрещинообразование изнутри

При воздействии мороза и воды на конструкции прочностьбетона Rb следует определять с учетом циклическогозамораживания + оттаивания. При этом следует учитыватьчисло переходов через ОоС n в данном климатическомрайоне, т.е.

где m – число циклов, соответствующее маркеморозостойкости при Wmax.

КОРРОЗИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ(стены и плиты покрытия), которые эксплуатируются

вжидких средах в условиях повышенной влажности иконденсата на внутренней поверхности.

Условие

в зданиях и сооружениях долговременнойэксплуатации практически не соблюдается. Вхолодный период года миграция влаги через порыи капилляры идет в сторону холода. В зонеотрицательных температур в зоне кирпичнойкладки образуется лед, вызывающий расслоение,которое может вызывать обрушение стен.

Особую опасность при этом представляет собой

также и межкристаллитная коррозия, которая

активно воздействует на сварные соединения

стальных конструкций, а также на стальную

арматуру растянутых элементов железобетонных

преднапряженных конструкций. Особенность

Межкристаллитной коррозии заключается в том,

что она развивается вглубь сечения, не вызывая

разрушения защитного слоя бетона. В результате

происходит мгновенный хрупкий обрыв несущего

элемента.

В качестве примера можно привести состояние строительных конструкций здания цеха №7 Новомосковского комбината «Оргсинтез» в 2002 г.(рис.1)

Новомосковский комбинат «Оргсинтез» (рис.2)

Новомосковский комбинат «Оргсинтез» (рис.3)

Новомосковский комбинат «Оргсинтез» (рис.4)

Выводы

• Проблема осуществления эффективных капитальных ремонтов с последующей антикоррозионной защитой строительных конструкций актуальна в масштабах страны.

• Понятие капитального ремонта должно включать в себя восстановление эксплутационной способности конструкций путем их усиления.

• Очевидна необходимость разработки нормативов для проектирования и оценки агрессивности эксплуатационной среды строительных конструкций с учетом их действительного состояния при обследовании.

• Необходима также специальная нормативная методическая база для обследования и проектирования усиления конструкций, подверженных коррозионному износу, которая позволит правильно оценить фактическую степень агрессивности среды эксплуатации и выявить конкретные межремонтные сроки для капитального ремонта с учетом воздействия среды.

Использованная литература:1. «Госхимпроект» Госстроя СССР, «Научно-технический

отчет о сроках службы строительных конструкций в условиях агрессивных сред», шифр 2372, 1982 г.

2. «Аварии зданий и сооружений на территории РФ за 1999-2003 годы». Госстрой РФ, 2004 г.

3. «Руководство по определению экономической эффективности, повышения качества и долговечности строительных конструкций» НИИЖБ Госстроя СССР.4. «Научно-технический отчёт о сроках службы строительных конструкций в условиях агрессивных

сред». ГОСХИМПРОЕКТ, шифр №2372 от 1982 г.5. Шестоперов С.В., «Технология бетонов». Изд. «Высшая школа», 1970 г.6. Кунцевич О.В., «Исследование физических и технологических основ проектирования морозостойкости бетонов». Диссертация, 1967 г.

Использованная литература:7. Гончаров А.К., Потапов В.К., Луговской Л.Н.,

«Пособие к СНиП» 2.03.11-85 по проектированию защиты от коррозии каменных, армокаменных и асбестоцементных конструкций». Стройиздат, 1988 г.

8. «Состояние строительных конструкций зданий и сооружений промышленных объектов, эксплуатирующихся в условиях агрессивных сред по результатам обследования институтом «Промтехзащита» за период 1981-1991г.г», Госстрой СССР, дог. № 29114, 1992 г.

9. Алексеев С.Н., Розенталь Н.К. «Коррозионная стойкость железобетонных конструкций в агрессивной промышленной среде». М, Стройиздат, 1976 г.

10. «Типовые железобетонные конструкции зданий и сооружений для промышленного строительства». Справочники проектировщика, М. Стройиздат, 1981 г.

Благодарю

за внимание!

21

Вздымай уверенно, Россия,Заводов, фабрик к ряду ряд,Коль уфимские сыны такиеЗа безопасностью следят!