Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Архитектура промышленных зданий

Агрессивные физико-химические воздействия на конструкции и борьба с ними


Агрессивные физико-химические воздействия на конструкции и борьба с ними

Рассматривая физико-химические воздействия на строительные конструкции, следует исходить из того, что они крайне разнообразны и изменчивы. Так, окружающий большинство конструкций воздух может иметь разную влажность и температуру, а его составляющие, особенно кислород и углекислый газ, активно взаимодействуют с рядом материалов. Весьма активными являются различные газы и пары,.находящиеся в промышленной атмосфере.

Для многих отраслей промышленности характерно выделение газов, агрессивных по отношению к строительным конструкциям, например для предприятий цветной металлургии, химии, искусственного волокна, целлюлозной промышленности, нефте- и коксохимии и др. Все газы, кроме аммиака и кислорода, являются кислыми или кислотообразующими, причем образование кислот происходит только при наличии в воздухе или на поверхности строительной конструкции капельно-жидкой влаги.

Воздействие воды на строительные материалы в ряде случаев является причиной выщелачивания отдельных составляющих материалов, а при условии одновременного замораживания—и причиной их разрушения. Наличие солей в воде, как правило, увеличивает ее агрессивность. Растворы кислот или оснований являются еще более агрессивными. Особенно агрессивно кислоты воздействуют на металлы, бетоны на щелочной основе, силикатный кирпич и на осадочные горные породы (известняки и др.). Керамические изделия, кирпич и бетоны на жидком стекле хорошо противодействуют кислотам, но относительно быстро разрушаются щелочами.

Агрессивность кислот определяется их природой, концентрацией рН водных растворов (водородный показатель рН принят для нейтральной среды равным 7, кислой — менее 7, щелочной—более 7), окислительной способностью и температурой среды. Растворы сахара, патоки, фруктовые соки (глюкозиды) и т. п. агрессивны в отношении цементных бетонов. Кроме того, весьма агрессивны к бетону растительные окисляющиеся и прогорклые масла.

На многие металлические конструкции, а также на материалы органического происхождения разрушающее действие оказывают окислител^. Окисление происходит не только в резулвтате воздействия кислорода воздуха, но и в кислой, а также нейтральной или щелочной среде, содержащей и другие окислители (хлор, пары брома и йода и др.). При их действии не разрушаются только силикатные материалы.

Для увеличения срока службы конструкций производственных зданий, специальных сооружений и сетей в условиях агрессивных воздействий среды необходимо не только использовать более стойкие материалы, но особенно тщательно выполнять фундаменты, полы, стены, покрытия, а также ответственные узлы и сопряжения конструктивных элементов.

Ниже рассмотрены основные особенности проектирования производственных зданий и сооружений при наличии агрессивных сред.

Как показывают многочисленные наблюдения, конструкции в большинстве случаев разрушаются в местах сопряжения отдельных конструктивных элементов. Там, где имеются трещины, щели, раковины и другие неплотности в материале, скапливается пыль и задерживается влага. Особенно это характерно для плохо проветриваемых участков конструкций (например,’ в межферменном пространстве покрытий производственных зданий с влажным режимом). Разрушение конструкций наблюдается также в местах образования конденсата (например, на участках сопряжения фонарей с элементами покрытия, оконных и дверных коробок с кладкой стен или ребрами панелей).

Для предохранения зданий от возможных разрушений проектные объемно-планировочные и конструктивные решения должны быть простыми, но четкими, позволяющими до предела сократить возможность преждевременного повреждения конструктивных элементов.

При наличии на площадке агрессивных грунтовых вод или появлении опасности загрязнения грунтовых вод промышленными стоками подготовку под фундаменты делают в виде слоя щебня толщиной 10…15 см с заливкой его битумом. Фундаменты производственных зданий и сооружений при необходимости делают из более плотного бетона на стойких цементах и заполнителях; поверхность бетона покрывают грунтовкой и окрашивают, а также устраивают защитную кладку, глиняный замок и др. Для дополнительной защиты фундамента и рулонной изоляции выкладывают прижимную стенку в полкирпича. В случае высокого уровня стояния агрессивных грунтовых вод в подошву фундамента втрамбовывают щебень из твердых пород и заливают его пековым (дегтевым) или битумным расплавом.

Защита железобетонного фундамента под колонну каркаса цеха достигается оклейкой поверхности фундамента одним-дву-мя слоями рулонных материалов, устройством защитной стенки и «замка» из плотно уложенного слоя мятой глины.

Особое внимание должно быть уделено защите от агрессивных воздействий свайных фундаментов и их ростверков.

На каркас и стеновые ограждающие конструкции зданий могут агрессивно воздействовать воздушная среда с относительной влажностью 60…75% и более, брызги кислот и щелочей, действующие на нижние части колонн и стен.

Для повышения сохранности конструкций в цехах с агрессивными средами следует применять предварительно напряженные железобетонные колонны прямоугольного сечения со срезанными на фаску углами, с увеличенной толщиной защитного слоя бетона как у основания, так и у распределительной арматуры и хомутов. В цехах с агрессивной средой более уязвимы двух-ветвевые колонны, так как они имеют большую поверхность, нуждающуюся в защите, тонкие элементы, значительное число углов и ребер, трудно поддающихся защите.

Металлические и железобетонные конструкции каркасов в атмосфере кислых газов необходимо окрашивать несколькими слоями (2…4) кислотостойких лаков.

Для обеспечения нормируемых комфортных условий помещений и предохранения от разрушения стен под действием температурного и влажностного перепада и других факторов они должны иметь достаточную толщину и термическое сопротивление, а при пористых материалах в их конструкцию следует включать пароизолирующие прослойки для защиты от воздействия влаги.

При устройстве однослойных стен из пористого материала их поверхность нужно защитить со стороны отапливаемого помещения цеха пароизолирующей окраской или оклеенной изоляцией; при многослойных стенах теплоизолирующие прослойки должны быть расположены с внешней (холодной) стороны стены.

Для производственных зданий применяют как одно-, так и многослойные стены: однослойные панельные из легких или ячеистых бетонов, реже из кирпича для помещений цехов с выделением кислых агрессивных газов и относительно малой влажностью; многослойные, в которых слои, выполненные из тяжелого бетона, осуществляют несущие функции, а из легкого или ячеистого бетона — термоизоляционные.

Стены зданий с помещениями высокой влажности следует возводить из плотного бетона или хорошо обожженного кирпича.

Для термоизоляции применяют цементные иЛи бесцементные бетоны с заполнителями из керамзита или шлака, ячеистые бетоны и теплоизоляционные материалы на кислотостойких синтетических смолах.

Защитные внутренние штукатурки делают из плотного раствора на портландцементе, жидком стекле или на основе синтетических смол. В большинстве случаев паро-изоляцию предусматривают в виде цемент-но-песчаной штукатурки с уплотняющими добавками или многослойной (3…5) окраски на масляной или другой основе. При воздействии на стены кислых газов окрашивать их надо кислотостойкими лаками. Наружные штукатурки следует выполнять из неплотного раствора на извести или цементно-известковом вяжущем. При загрязнении стен газами окружающей атмосферы необходимо окрашивать их защитными красками типа силикатных.

Согласно требованиям СНиПа, стальные и алюминиевые конструкции зданий, подвергающихся воздействию агрессивных сред (атмосферы и жидких сред), должны быть защищены от коррозии. Поверхности несущих металлических конструкций, используемых во влажных цехах с агрессивной средой, покрывают химически стойкими лакокрасочными составами, а также тонкими пленками более стойких металлов и пластмасс. Защиту поверхности стальных конструкций рекомендуется выполнять тонкими металлическими покрытиями: цинком, алюминием или их сплавами, а в наиболее агрессивных условиях — комбинированными покрытиями, лакокрасочными материалами по слою цветного металла.

Хорошие результаты дает защита стальных колонн посредством их обетонирования слоем плотного бетона толщиной 50…100 мм, наносимым по арматурной сетке. Однако во всех случаях при наличии высокой влажности и агрессивности воздушной среды цеха железобетонные конструкции (балки, фермы и др.) следует применять с учетом вида их армирования и степени трещино-стойкости.

Для защиты покрытий производственных зданий с высокой влажностью и агрессивными средами можно применять железобетонные плиты со стержневой арматурой при условии повышенной ее защиты. При соблюдении этих условий конструкции в утепленных кровлях обычно выполняют из плит шириной 3,0 м, замоноличенных плотным цементно-песчаным раствором с тщательной заделкой стыков. Пароизоляцией служит многослойный ковер из рубероида (2…4 слоя), гидроизола или безоосновного бризола.

Термоизоляцию покрытий производственных зданий с агрессивными средами и влажными процессами следует выполнять из негниющих и малоувлажняемых материалов, водостойких поропластов, минеральных матов, газо- и керамзитобетонов.

Гидроизоляционный ковер по выравнивающему слою можно выполнять в виде 2…6-СЛОЙНОГО ковра из толя, пергамина, рубероида, гидроизола, бризола, на дегтевых или битумных мастиках.

Снизу железобетонной плиты наносят защитное покрытие в 2…6 слоев и более (грунты, шпаклевки, окраски и лаки из химических материалов). При высокой влажности и агрессивности атмосферы помещения количество защитных слоев окраски увеличивают.

В зависимости от условий эксплуатации применяют различные конструкции полов (по грунту или по перекрытию). Например, конструкция пола по грунту состоит из уплотненного грунтового основания, слоя гидроизоляции, несущего и выравнивающего слоев бетона, химической гидроизоляции, подстилающего слоя и покрытия. При высоком уровне стояния агрессивных вод грунтовое основание уплотняют втрамбовыванием слоя щебня из изверженных пород с проливкой битумным расплавом или глино-битумной эмульсией.

Химически стойкую гидроизоляцию устраивают из 2…3 слоев пергамина, рубероида и бризола по битумной мастике. В местах примыкания к стенам, колоннам, фундаментам оборудования химическую гидроизоляцию устраивают на 150…200 мм выше уровня покрытия пола и защищают специальной облицовкой — плинтусом или панелью. Гидроизоляция должна проходить непрерывным слоем через сточные лотки и приямки. Покрытие можно выполнять из мягких релиновых плиток, рулонного линолеума, укладываемых на синтетических клеях, из керамических плиток или кислотоупорного кирпича, плиток каменного литья или в виде монолитного слоя. Швы между плитками следует заполнять мастиками на основе фенольных или эпоксидных смол. Монолитное покрытие пола выполняют из обычного или кислостойкого бетона на основе жидкого стекла; оно может состоять из химически стойкого асфальта или асфальтобетона.

Особенно тщательно надо выполнять такие детали пола, как водоотводные лотки, каналы, трапы и приямки, деформационные швы. Их конструкции, как и основные покрытия полов, должны обладать непроницаемостью для агрессивных сред и высокой стойкостью.

При проектировании промышленных вытяжных труб особое внимание должно быть уделено их противокоррозионной защите; от этого зависят размеры труб и выбор материалов для их изготовления. При строительстве тепловых электростанций и объектов в отрослях промышленности с незначительным выделением агрессивных газов можно применять железобетонные трубы.





Похожие статьи:
Основные направления совершенствования архитектурно-строительных решений промышленных зданий

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Архитектура промышленных зданий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум