ЗАО «Диагностика и Контроль»

1. ЗАО «Диагностика и Контроль» «Коррозионный износ строительных конструкций зданий и сооружений на объектах химической промышленности» ГАЛЕЕВ Равиль Мирсаяфович Руководитель 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

2. 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%

3. Годы

4. Годы

5. Воздействие на глинистые грунты кислых растворов характеризуется следующими реакциями: 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 с кислотой. CaCO3+H2SO4 = CaSO4+CO2+H2O – кальцит, } легкорастворимая соль MgCO3 +H2SO4 = MgSO4+CO2+H2O – магнезит. При действии серной кислоты H2SO4 на Al2О3 Al2О3+3Н2SO4+9H2O = [Al(H2O)6]2.(SO4)3 – вся вода в связанном состоянии; увеличение объема в N раз вызывает сильное пучение грунтов. При действии щелочи KOH Al2O3+6KOH+4H2O = 2K3[Al (OH)6]+H2O – при диссоциации на ионы образуются сильные электролиты.

6. Воздействие щелочей на песчаные грунты характеризуется 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.

7. 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.

8. Падение прочности бетона в строительных конструкциях вследствие КОРРОЗИИ БЕТОНА I ВИДА может достигать 40% от первоначальной:

9. КОРРОЗИЯ БЕТОНА II ВИДА характерна для колонн, железобетонных плит междуэтажных перекрытий и фундаментов зданий и сооружений с энергоемким производством. 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.

10. КОРРОЗИЯ БЕТОНА III ВИДА возникает в капиллярно- поровом пространстве структуры бетона, образуя гидросульфоаллюминат, молекулы которого увеличиваются по сравнению с трехкальциевым Аллюминатом 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.

11. Давление нарастающих кристаллов вызывает в железобетонных элементах трещинообразование изнутри При воздействии мороза и воды на конструкции прочность бетона Rb следует определять с учетом циклического замораживания + оттаивания. При этом следует учитывать число переходов через ОоС n в данном климатическом районе, т.е. где m – число циклов, соответствующее марке морозостойкости при Wmax.

12. КОРРОЗИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ (стены и плиты покрытия), которые эксплуатируются в жидких средах в условиях повышенной влажности и конденсата на внутренней поверхности. Условие в зданиях и сооружениях долговременной эксплуатации практически не соблюдается. В холодный период года миграция влаги через поры и капилляры идет в сторону холода. В зоне отрицательных температур в зоне кирпичной кладки образуется лед, вызывающий расслоение, которое может вызывать обрушение стен.

13. 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.

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

15. Новомосковский комбинат «Оргсинтез» (рис.2)

16. Новомосковский комбинат «Оргсинтез» (рис.3)

17. Новомосковский комбинат «Оргсинтез» (рис.4)

18. 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.

19. 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.

20. 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.

21. Благодарю за внимание! Вздымай уверенно, Россия,Заводов, фабрик к ряду ряд,Коль уфимские сыны такиеЗа безопасностью следят!