Лекция №15. Воздействие агрессивных физико-химических факторов на строительные конструкции

Воздействие агрессивных физико-химических факторов на строительные конструкции.

По степени воздействия на строительные конструкции среды разделяются на неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные. По физическому состоянию среды разделяют на газообразные, твердые и жидкие.

Степень агрессивности среды определяется концентрацией и активностью производственных выделений, характером их воздействия на конструкции (непосредственно или через воздушную среду). При этом на конструкцию может воздействовать одна или несколько сред. В зависимости от условий эксплуатации зданий (температура, влажность и др.) одна и та же агрессивная среда может воздействовать на конструкцию с различной степенью агрессивности.

Пары и газы, выделяющиеся при технологических процессах в производственных зданиях, относятся, как правило, к кислым или кислотообразующим (кроме аммиака и кислорода), причем образование кислоты из них происходит только при наличии влаги в воздухе или на поверхности строительных конструкций.

Воздействие влаги на строительные материалы в ряде случаев вызывает выщелачивание отдельных составляющих строительных материалов, а при попеременном замораживании и оттаивании — и их разрушение. Наличие в воде солей, как правило, повышает ее агрессивность.

Растворы кислот и оснований еще более агрессивны. Особенно агрессивны кислоты к металлам, традиционным бетонам, силикатному кирпичу. Керамические изделия, глиняный кирпич и бетон на жидком стекле хорошо противостоят воздействию кислот, но относительно быстро разрушаются щелочами.

На многие строительные материалы разрушающее воздействие оказывают окислители (кислород, хлор, пары брома, йода и др. ).

С целью снижения степени агрессивного воздействия среды на строительные конструкции при проектировании необходимо предусматривать следующее:

· разрабатывать генеральные планы предприятий, объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и сооружений с учетом розы ветров;

· максимально возможную герметизацию технологического оборудования, применяя необходимую приточно-вытяжную вентиляцию и отсосы в местах наибольшего выделения агрессивных паров и пылей;

· применение строительных конструкций таких форм сечения, при которых исключается или уменьшается возможность застоя агрессивных газов, а также скопление жидкостей и пыли на поверхности конструкций;

· материалы, из которых выполнены строительные конструкции должны быть стойкими в данных условиях эксплуатации.

При проектировании и применении бетонных и железобетонных строительных конструкций для эксплуатации в агрессивной среде, их коррозионную стойкость обеспечивают применением соответствующих видов цементов; добавок, повышающих коррозионную стойкость бетона и его защитную способность для стальной арматуры; снижением проницаемости бетона; повышенными требованиями к трещиностойкости и толщине защитного слоя бетона.

В случае недостаточной эффективности названных мероприятий предусматривают защиту поверхности конструкций: лакокрасочными покрытиями; оклеечной изоляцией из листовых и пленочных материалов; облицовкой, футеровкой или применением изделий из керамики, шлакоситаллов, стекла, каменного литья, природного камня; штукатурными покрытиями на основе цементных и полимерных вяжущих, жидкого стекла, битума; уплотняющей пропиткой химически стойкими материалами.

При проектировании конструкций из стали или алюминия руководствуются требованиями к выбору соответствующих марок названных металлов, стойких в конкретных условиях эксплуатации.

Стальные конструкции (колонны, стропильные фермы) для производств с сильноагрессивными средами проектируют со сплошными стенками.

От агрессивных воздействий среды стальные конструкции защищают окрашиванием лакокрасочными материалами, горячим цинкованием, газотермическим напылением цинка или алюминия, электрохимической защитой, облицовкой химически стойкими неметаллическими материалами и т. д.

Конструкции из алюминия защищают электрохимическим анодированием, химическим оксидированием с последующим нанесением лакокрасочных покрытий и др.

Деревянные конструкции защищают антисептированием, консервированием, покрытием лакокрасочными материалами или поверхностной пропиткой составами комплексного действия.

Следует иметь в виду, что обеспечение долговечности и сохранности производственных зданий во многом зависят не только от качества разработанного проекта, но и от правильной их эксплуатации, которая заключается в предотвращении преждевременного износа здания и его элементов профилактическими мерами и периодическим проведением соответствующих ремонтов.

С целью предотвращения преждевременного износа зданий устанавливается система планово-предупредительного ремонта, обязательная для министерств и ведомств. В систему планово-предупредительного ремонта производственных зданий входят:

постоянный уход за конструкциями, оборудованием, помещениями; поддержание в них требуемого температурно-влажностного и санитарно-гигиенического режимов; устранение повреждений;

периодические осмотры и технические освидетельствования зданий и помещений комиссиями для оценки их технического состояния и составления планов ремонта;

ремонт зданий: текущий (главным образом восстановление защитных поверхностей конструкций и устранении мелких повреждений) и капитальный — выборочный и комплексный (замена или усиление изношенных конструкций).

Категорирование помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности

На стадии проектирования химических предприятий должны быть предусмотрены меры, обеспечивающие пожарную безопасность возводимых объектов. Например, прочность зданий при пожаре, ограничение площади развития пожара, предотвращение его распространения в здании и на территории, использование соответствующего инженерного оборудования, исключающего источники возникновения пожара и препятствующего его распространению и т. п.

Все эти требования изложены в строительных нормах и правилах.

В каждом конкретном случае все требования пожарной защиты устанавливаются на основе оценки категории помещений и зданий по взрывопожарной и пожарной опасности.

В зависимости от количества и пожаро- и взрывоопасных свойств обращающихся в производстве веществ и материалов, а также с учетом особенностей технологических процессов производств установлена методика определения категории помещений и зданий, производственного и складского назначения по взрывопожарной и пожарной опасности.

Эти нормы не распространяются на помещения и здания для производства и хранения взрывчатых веществ, средств инициирования взрывчатых веществ, а также на здания и сооружения, которые проектируются по специальным нормам и правилам.

Категорию помещений и зданий устанавливают технологи проектных организаций на стадии проектирования, а также министерства и ведомства.

При установлении категории исходят из наиболее неблагоприятного в отношении пожара или взрыва периода, с учетом особенностей конкретного технологического процесса, количества обращающихся веществ, их пожаро- и взрывоопасных свойств и агрегатного состояния.

Все помещения и здания по взрывопожарной и пожарной опасности подразделяются на 5 категорий: А, Б, В, Г, Д.

Последовательной проверкой принадлежности помещения к категориям от высшей (А) к низшей (Д) определяют категорию помещения.

К взрывопожарным категории А отнесены помещения, связанные с применением горючих газов, легковоспламеняющихся жидкостей с температурой вспышки не более 28 °С, в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа; помещения, в которых применяются вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5 кПа. 1

К взрывоножароопасным категории Б отнесены помещения, в которых обращаются горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28 °С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающем 5 кПа.

К пожароопасным категории В отнесены помещения, в которых обращаются горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или одним и другим только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относится к категориям

А и Б.

К категории Г отнесены помещения, в которых обращаются негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопро­вождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горю­чие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива.

К категории Д отнесены помещения, в которых обращаются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.