книги из ГПНТБ / Ардаев, В. Б. Пескоструйщик

что все типы аппаратов (камеры, барабаны), действующие на строительстве и предприя­ тиях, могут быть переведены на очистку ме­ таллическим песком 'без существенных пере­ делок. В качестве таких аппаратов применя­ ют аппараты типов: Г-146, Г-147 (сдавлением воздуха от компрессора или воздухоподводя­ щей магистрали 4—5 ат), Г-93А, г -148, Г-47 (с давлением воздуха 6 ат). Практикой уста новлено, что почти все детали могут быть очи­ щены металлическим (чугунным) песком. Од­ нако для отдельных деталей и изделий чугун­ ный песок является непригодным.

Например, при очистке деталей из нержа­ веющих и жаропрочных сталей и сплавов мельчайшие частички чугунного песка вкрапливаются в поверхность обрабатываемого из­ делия, и детали начинают быстро ржаветь. Поверхность таких деталей после очистки и использования в обычных условиях строитель­ ства покрывается налетом, а при попадании, на нее влаги сразу возникает обильная по­ верхностная коррозия.

При очистке алюминиевых деталей чугун­ ным песком явления коррозии также прояв­ ляются, хотя и в меньшей степени. Поэтому для чистки таких деталей чугунный песок ре­ комендовать нельзя.

И. КОРРОЗИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Материалы, применяемые в строительных конструкциях,

и их свойства

Применяемые в строительстве материалы разделяют на металлические и неметалличе­ ские. Причем эти материалы обладают раз­ личными физцко-механическнми свойствами.

J0

НаприМер, металлы явлйютбя прочными Й плотными материалами, которые могут рабо­ тать в широком интервале температур, хоро­ шо обрабатываются и обладают хорошей стой­ костью в слабых агрессивных средах. Поэто­

Во всех случаях стали подвергаются са­ мым разнообразным воздействиям и оказыва­ ют им достаточное сопротивление.

За последнее время все шире начинают применять более стойкие легированные стали с небольшими присадками таких металлов, как медь, никель, хром, кремний, марганец, которые и придают стали повышенную кор­ розионную стойкость.

Цветные металлы используют в строитель­ стве в значительно меньших количествах. Однако за последнее время стали находить применение конструкции из сплава на основе алюминия и титана, более легких и более стойких, чем большинство сталей.

11

КроМё того, для обкладки И защитных по­ крытий по стали используют цинк, алюминий

и свинец.

Не менее широкое применение в строитель­ стве имеют и неметаллические материалы, как минеральные, так и органические, которые

также различаются по своим составу, проч* пости, плотности и стойкости. Для большин­ ства минеральных материалов характерны от­ носительно небольшая прочность, особенно на растяжение, высокая хрупкость, значительная пористость и неоднородность структуры, часто недостаточная стойкость к воде и циклично­ му замораживанию и нагреву, ограниченная стойкость к действию высоких температур и во многих агрессивных средах.

Органические материалы имеют малый удельный и объемный вес и часто хорошую теплоизолирующую способность.

Все органические материалы имеют низ­ кую теплостойкость, а часто и небольшую мо­ розостойкость, более или менее интенсивно го­ рят и, как правило, не подвергаются песко­ дробеструйной обработке.

Следовательно, указанные материалы и их составляющие имеют свои характеристики по физико-механическим свойствам и особенно по стойкости к физическим и химическим воз­ действиям.

Поэтому, рассматривая стойкость какоголибо материала в той или иной среде, следует учитывать вероятное поведение всех его со­ ставляющих и особенно определяющих его стойкость. В каменных материалах, в том чис­ ле и в различных формовочных изделиях, это обычно вяжущее или связующее вещество. Если отдельные кварцевые зерна в естествен-

12

ПыХ песчаниках сцементированы кремнегелёМ, получаются высокопрочные водостойкие и хи­ мически стойкие камни; при известняковой же связке песчаники менее прочны и некислото стойки, а глинистые песчаники легко разру­ шаются водой.

В цементных растворах и бетонах элемен­ том, определяющим стойкость материала, яв­ ляется цементный камень, а в нем — известь, выделяющаяся при гидролизе клинкерных минералов.

В растворах на глиноземистом цементе элементом, определяющим стойкость, будет амфотерная гидроокись алюминия, а в бето­ нах на жидком стекле — кислая гидроокись кремния.

2. Особенности коррозионного разрушения металлических и неметаллических материалов

Коррозия металлов и сплавов делится на два вида: химическую и электромеханическую.

К химической коррозии относятся процес­ сы, протекающие при непосредственном хими­ ческом воздействии на металл агрессивной среды и не сопровождающиеся возникновени­ ем электрического тока. При химической кор­ розии на металлическую поверхность дей­ ствуют:

а) сухие газы и пары при невозможности конденсаций (осаждений) влаги на поверх­ ность металла — газовая коррозия. Такая кор­ розия наблюдается при высоких температурах (окисление металлов кислородом воздуха при нагреве). В большинстве случаев при газовой коррозии на поверхности металла образуется слой окислов;

13

б) жидкие неэлектролиты, не проводящие электрический ток (спирты, минеральные мас­ ла и различные органические соединения).

К электрохимической коррозии относятся коррозионные процессы, протекающие в воде, водных растворах электролитов, влажных га­ зах, растворах солей и щелочей. При электро­ химической коррозии процесс растворения ме­ талла сопровождается появлением электриче­ ского тока. При этом электрический ток воз­ никает вследствие протекания процесса кор­ розии, а не подвода тока от внешнего источ­ ника.

Одно из основных различий между этими двумя видами коррозии заключается в том, что при электрической коррозии одновремен­ но происходят два процесса — окислительный (растворение металла на одном участке) и восстановительный (выделение катиона из раствора и восстановление кислорода на дру­ гом участке).

Например, в результате растворения цинка в серной кислоте образуются ионы цинка и выделяется водород, при действии воды на ме­ талл восстанавливается кислород с образова­ нием ионов, а металл переходит в окисное со­ стояние.

Химическая коррозия в промышленном строительстве встречается редко.

Электрохимическая коррозия в зависимо­ сти от характера агрессивной среды:

а) атмосферная возникает от окисления металла водяными парами, находящимися в атмосфере;

б) кислотная происходит от воздействия кислотных растворов на поверхность металла;

14

в) щелочная образуется от влияния на ме­ таллы щелочных растворов;

г) водная происходит от концентрирован­ ных растворов большинства солей;

д) структурная возникает вследствие структурной неоднородности металла;

е) почвенная образуется от воздействия на металлы почвы или грунта; этому виду корро­ зии подвержены трубопроводы и подземные строительные сооружения;

ж) коррозия блуждающими токами наб­ людается у подземных сооружений и обуслов­ ливается тем, что часть токов, утекая от элек­ троустановок, проходит через землю в находя­ щиеся в ней сооружения. Этот вид коррозии наблюдается также и в железобетонных кон­ струкциях;

з) контактная образуется контактом двух разнородных металлов;

и) коррозия под напряжением возникает при одновременном воздействии агрессивной среды и механического напряжения;

к) биокоррозия протекает в подземных ус­ ловиях при участии микроорганизмов.

В зависимости от характера протекания коррозионного процесса, природы металла и агрессивной среды разрушения носят различ­ ный характер (равномерный или местный).

Коррозия неметаллических материалов вы­ зывается в основном механическим или хи мическнм воздействиями на них агрессивной среды.

При этом происходит выщелачивание лег­ корастворимых соединений материала агрес­ сивной средой, как это характерно для боль­ шинства материалов неорганического проис­ хождения, или окисление (старение) материа­

15

ла, что связано с падением его механической прочности. Такой вид разрушения характерен для всех материалов органического происхож­ дения (пластмассы, битума, резины, древе­ сины) .

Разрушение материалов неорганического происхождения происходит также вследствие физико-механических причин.

В ряде случаев механическое разрушение материалов неорганического происхождения обусловлено напряжениями, возникающими в материале. Этот вид разрушения характерен для пористых материалов вследствие кристал­ лизации в порах солей, отложения продуктов коррозии или замерзания в порах воды. При заполнении объема пор происходит их расши­ рение и механическое разрушение материала.

Кристаллизация солей в открытых порах строительных материалов чаще наблюдается

в сухом жарком климате при соприкоснове-- нии деталей сооружений с засоленными грун­ тами. Содержащаяся в последних влага испа­ ряется, а осаждающиеся соли постепенно заполняют поры. Развивающееся в указанных условиях кристаллизационное давление мо­ жет быть значительным н вызвать разруше­ ние материала. Данному виду разрушения подвержены бетон, кирпич, недостаточно плотные горные породы и некоторые другие материалы. Например, разрушение цементных и бетонных полов на содовых заводах объяс­ няется процессами, связанными с кристалли­ зацией гидратированных углекислых щело­ чей.

Разрушение материалов неорганического происхождения может происходить и при рез­ ких сменах температуры, что часто наблюдэ-

16

ностн конструкций капельно-жидкой влаги (тумана или конденсата). Поэтому усиливаю­ щим фактором коррозионных процессов, воз­

никающих в поверхностных слоях строитель­ ных материалов, работающих при наличии

кислых газов, является влажность воздуха. При этом довольно отчетливо различают­

ся три степени влагонасыщения. Первой сте­ пенью насыщения является относительно низ­ кое влагосодержание — до 60 %j относитель­ ной влажности, при которой кислые газы практически не действуют разрушающе на бе­ тон. а во многих случаях даже его уплотняют.

Например, известно уплотняющее действие на бетон углекислого газа, или карбонизация.

Еще более благоприятное действие на бе­ тон оказывает газообразный четырехфтори­ стый кремний.

Металл в сухом воздухе практически не под­ вергается коррозии. Вторая степень имеет по­ вышенное влагонасыщение (60—75%) и яв­ ляется уже агрессивной. Третья степень, кото­ рую можно назвать наиболее агрессивной, особенно в отношении углеродистой стали, на­ ходится в интервале влагосодержания от 75

до 95%,.

Капельно-жидкая влага, насыщенная кислы­ ми газами, или, иначе, растворы кислот раз­ ной концентрации и активности, отличаются высокой, но ие всегда наибольшей агрессив­ ностью. Коррозия стали в кислой воде иног­ да протекает менее интенсивно, чем в сильно увлажненном газе.

Действие газа на пористые материалы — бетон, кирпич, штукатурку, древесину — от­ мечается не только на поверхности, что харак­ терно для металла и плотных камней, но и на

18

более глубокие слои. По нмсющИМбм дашШМ, проникание газа в бетон невысокой плотности за длительный период может достигать 10 см,

ав плотный бетон — 1—2 см.

Впористых материалах газы могут поглощаться не только химическим, но адсорбцион­ ным путем (в последнем случае может погло­ щаться до 10 объемов газа на 1 объем бето­ на). При увеличении влажности бетона этот газ образует раствор кислоты и взаимодей­

ствует с составляющими цементного камня или кирпича, приводя увлажненные конструкции к быстрому разрушению. Так, относительно прочные бетонные плиты перекрытий при на­ личии сухих газов в промышленных цехах быстро разрушаются в местах неисправных кровель вследствие увлажнения атмосферы помещения.

Агрессивные свойства воды определяют степень ее минерализации, жесткости, а также кислотности или щелочности. Обычно вода рек и озер имеет слабощелочную реакцию. Об­ щее содержание солей в речных водах, как правило, не превышает 0,3—0,5 г!л.

Грунтовые и подземные естественные воды содержат минеральные соли и другие приме­ си. Их агрессивность по отношению к цемент­ ным бетонам оценивается нормами агрессив­ ности воды — среды бетона.

Промышленные стоки или воды могут со­ держать самые различные примеси, в том чис­ ле кислоты и щелочи.

Кислоты являются наиболее агрессивными по отношению к металлам, обычным бетонам на щелочной основе, силикатному кирпичу и осадочным горным породам (известнякам, до­ ломитам и т. д.).

19