Коррозионное разрушение элементов металлоконструкций и способы их предотвращения

1. Причины выхода из строя грунтовых сооружений могут быть:

Резкие перепады температур;

Неоднородность грунта;

Превышение допустимых нагрузок;

Промерзание;

Неровная местность и др.

Ошибки, допущенные при возведении

Неблагоприятные влияния внешней среды (например, влияние поверхностных или подземных вод)

Не правильные расчеты при геолого- и геодезических исследований;

Расчет оснований по несущей способности

Расчеты на постоянные и временные нагрузки

Основные причины разрушения (силы: а — тяжести, б — сопротивления грунта, в — морозного пучения): 1. Проседание грунта; 2. Выталкивание фундамента; 3. Морозное пучение; 4. Опрокидывание фундамента.

Правильно выявленная причина разрушения основы здания непосредственно влияет на выбор технологии восстановления. Многочисленными лабораториями был проведен ряд исследований, которые выявили основные причины разрушения:

· увеличение нагрузки;

· ошибки при проектировании здания;

· деформация кладки вследствие потери ею гидроизолирующих свойств;

· повреждение цоколя или применение для его облицовки некачественного материала;

· разрушение отмостки либо неправильное расположение гидроизоляции (ниже отмостки на 10-15 см);

· отсутствие второго гидроизолирующего слоя на цоколе;

· постоянное развитие перемещений конструкций;

· потеря устойчивости фундамента из-за деформации грунта;

· строительство рядом со старыми зданиями новых и устройство сооружений на глубине (гаражи, переходы);

· промерзание и последующее оттаивание грунта;

· аварии на проходящих по соседству инженерных сетях;

· изменение уровня грунтовых вод.

Отсутствие гидроизоляции – причина, которую устранить проще всего. Для этого достаточно пробить в цоколе прямоугольное отверстие высотой в пару кирпичей, выровнять раствором поверхность и положить на нее двойную гидроизоляцию. Затем все заложить кирпичом. Исправление иных повреждений требует времени и связано с большими трудозатратами.

2. Демонтаж каменных конструкций представляет собой сложный технологический процесс, состоящий из двух периодов: подготовительного и основного.

До начала подготовительного периода производитель работ должен получить всю проектно-сметную документацию: рабочие чертежи, смету, ППР, ситуационный план подземных коммуникаций и наряд-заказ на ведение демонтажных работ. Весь инженерно-технический персонал, бригадиры и рабочие должны быть ознакомлены с документацией и безопасными методами ведения работ. В этот период все жильцы и обслуживающий персонал должны быть выселены.

В подготовительный период выполняются следующие работы:

обследование зданий и сооружений, подлежащих демонтажу;

изучение и согласование условий выполнения работ;

разработка технологии демонтажных работ;

проверка отключения инженерных сетей, расположенных в зданиях и сооружениях;

подготовка подъездных путей:

доставка и установка лесов, подмостей, мусоропроводов, бункеров и другого оборудования для демонтажа конструкций и инженерного оборудования и вывоза материалов;

доставка и монтаж грузоподъемного оборудования;

подготовка оснастки для временного закрепления конструкций в ходе демонтажных работ;

прокладка и подключение временных инженерных сетей.

Основной период или собственно демонтажные работы включает три этапа:

на первом этапе выполняется демонтаж конструкций путем отделения их отдельных элементов друга от друга; снятия разделенных элементов и их осмотр, сортировка и укладка в штабеля; разрушение, разрыхление монолитных бетонных, железобетонных и каменных конструкций.

на втором этапе производится сортировка материалов после демонтажа конструкций и инженерного оборудования, погрузка и транспортирование их к местам для повторного использования или на свалку.

на третьем этапе осуществляется подготовка фронта для выполнения последующих строительно-монтажных работ.

Технология демонтажных работ для каменных зданий и сооружений имеет специфические особенности в зависимости от принятой схемы производства работ и типа применяемых машин и механизмов. Работы в этом случае могут выполняться по двум схемам:

- первая схема предусматривает демонтаж конструкций сверху вниз - кровельное покрытие, крыша, перекрытия и т.д. Подача и удаление материалов осуществляется сверху в колодец, как правило, с помощью подъемно-транспортных механизмов (башенных кранов, переставных кранов и т.п.).

- по второй схеме крыша сохраняется при выборочном ее ремонте. Подача и удаление материалов осуществляется через оконные проемы. В этом случае подъемные механизмы (подъемники и т.п.) используются как транспортные средства, а все строительно-монтажные работы выполняются вручную.

Демонтаж производят в ручную или механизировано.

3. Коррозия металлов — процесс разрушения металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой, в результате которого металлы окисляются и теряют присущие им свойства. Коррозия — враг металлических изделий. Ежегодно в мире в результате коррозии теряется 10…15% выплавляемого металла, или 1… 1,5% всего металла, накопленного и эксплуатируемого человеком.

Химическая коррозия — разрушение металлов и сплавов в результате окисления при взаимодействии с сухими газами при высоких температурах или с органическими жидкостями — нефтепродуктами, спиртом и т. п.

Электрохимическая коррозия — разрушение металлов и сплавов в воде и водных растворах. Для развития коррозии достаточно, чтобы металл был просто покрыт тончайшим слоем адсорбированной воды (влажная поверхность). Из-за неоднородности строения металла при электрохимической коррозии в нем образуются гальванические пары (катод — анод), например между зернами (кристаллами) металла, отличающимися один от другого химическим составом. Атомы металла с анода переходят в раствор в виде катионов. Эти катионы, соединяясь с анионами, содержащимися в растворе, образуют на поверхности металла слой ржавчины. В основном металлы разрушаются от электрохимической коррозии.

Для повышения долговечности и сохранения декоративности металлоконструкции защищают от коррозии. Сущность большинства способов защиты от коррозии — предохранение поверхности металла от проникновения к ней влаги и газов путем создания на металле защитного слоя. Существуют и другие методы, например электрохимическая защита.

Наиболее простой, но недолговечный метод защиты металла — нанесение на его поверхность водонепроницаемых неметаллических покрытий (битумных, масляных и эмалевых красок). В последние годы все большее применение находит метод защиты от коррозии покрытием металла тонким слоем пластмассы.

Защитить металл от коррозии можно также, покрывая его слоем другого более коррозионностойкого металла: оловом, цинком, хромом, никелем и др. Защитный слой металла наносят путем никелирования, хромирования, лужения, цинкования и свинцевания. Покрытие цинком используют для защиты от коррозии закладных деталей железобетонных изделий, водопроводных труб, кровельной жести. Защитный слой наносят гальваническим (электролитическим осаждением из раствора солей) или термическим (окунанием в расплав металла или распылением расплава) методами.

Применяют химические способы образования покрытий (плотных оксидных пленок) на металле: фосфатирование (для черных металлов) и анодирование (для алюминиевых сплавов).

Для получения металлов, хорошо противостоящих корне розии, применяют легирование. Так, вводя в сталь хром и никель в количестве 12…20 %, получают нержавеющие стали, стойкие не только к воде, но и к минеральным кислотам.

Способы защиты от коррозии

1. Шлифование поверхностей изделия, чтобы на них не задерживалась влага.2. Применение легированных сплавов, содержащих специальные добавки: хром, никель, которые при высокой температуре на поверхности металла образуют устойчивый оксидный слой(например Cr2O3).Общеизвестные легированные стали – «нержавейки», из которых изготовляют предметы домашнего обихода(ножи, вилки, ложки), детали машин, инструменты.

3.Нанесение защитных покрытий

Неметаллические – неокисляющиеся масла, специальные лаки, краски, эмали. Правда, они недолговечны, но зато дешевы.Химические – искусственно создаваемые поверхностные плёнки: оксидные, нитридные, силицидные, полимерные и др. Например, все стрелковое оружие и детали многих точных приборов подвергают воронению – это процесс получения тончайшей плёнки оксидов железа на поверхности стального изделия.

Металлические – это покрытие другими металлами, на поверхности которых под действием окислителей образуются устойчивые защитные плёнки. Нанесение хрома- хромирование, никеля - никелирование, цинка - цинкование и т.д. Покрытием может служить и пассивный в химическом отношении металл – золото, серебро, медь.

4. Электрохимические методы защиты*Протекторная (анодная) – к защищаемой металлической конструкции присоединяют кусочек более активного металла (протектора), который служит анодом и разрушается в присутствии электролита. В качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей и др. стальных изделий используются магний, алюминий, цинк.

*Катодная – металлоконструкцию подсоединяют к катоду внешнего источника тока, что исключает возможность её анодного разрушения.

Введение веществ - ингибиторов, замедляющих коррозию. Примеры использования современных ингибиторов: соляная кислота при перевозке и хранении прекрасно «укрощается» производными бутиламина, а серная кислота –азотной кислотой; летучий диэтиламинвпрыскивают в различные ёмкости. Ингибиторы действуют только на металл, делая его пассивным по отношению к среде. Науке известно более 5 тыс. ингибиторов коррозии. Удаление растворённого в воде кислорода (деаэрация). Этот процесс используют при подготовке воды, поступающей в котельные установки.

5. Специальная обработка электролита или другой среды, в которой находится защитная металлическая конструкция

БИЛЕТ № 14