Подписаться на email
рассылку
Подписаться
youtube dzen youtube vk ok instagram rutube
Пожарный календарь
Маклашов Владимир Валентинович
Данный раздел создан благодаря спонсорской помощи
ЧОУ ДПО "УЦ "Академия Безопасности"
и непосредственного участия
группы специалистов под руководством эксперта пожарной безопасности
Маклашова Владимира Валентиновича
Академия безопасности
prof.png

АГРЕССИВНАЯ СРЕДА

АГРЕССИВНАЯ СРЕДА

АГРЕССИВНАЯ СРЕДА — природная или технологическая среда любого агрегатного состояния, способная вступать в химическое взаимодействие с окружающими ее материалами или конструкциями, приводя их в состояние, при котором они не могут в дальнейшем выполнять свое функциональное назначение [1].

Агрессивная среда должна рассматриваться в сочетании с материалом, поскольку для одного материала среда является агрессивной, для другого — неагрессивной (например, соляная кислота, которая по отношению к железу является агрессивной, а по отношению к стеклу — неагрессивной).

Классификация агрессивных сред и их влияние на стойкость зданий

Агрессивная среда иначе называется коррозионно-активной средой. В зависимости от скорости коррозии эта среда делится на группы:

· весьма агрессивная — при скорости коррозии более 10 мм/год;

· сильно агрессивная — от 1 до 10 мм/год;

· агрессивная — от 0,1 до 1,0 мм/год;

· умеренно агрессивная — от 0,01 до 0,10 мм/год;

· малоагрессивная — от 0,001 до 0,010 мм/год;

· неагрессивная — менее 0,001 мм/год.

При воздействии агрессивной среды на технологические аппараты, резервуары и трубопроводы (см. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕТРУБОПРОВОДЫ) могут образовываться пирофорные вещества (например, сульфиды железа), которые при соприкосновении с воздухом (см. КИСЛОРОД) (при опорожнении аппаратов) могут привести к пожару (см. ПОЖАР).

Поэтому для обеспечения пожарной безопасности (см. ПОЖАРНАЯБЕЗОПАСНОСТЬ) принципиальное значение имеет правильный выбор конструкционных материалов для технологических аппаратов. [1]

В зависимости от физического состояния, среды распределяются на (Приложение Б, В, СП 28.13330.2017) [2]:

· газообразные (см. табл. 1, 2);

· твердые (см. табл. 3, 4);

· жидкие (см. табл. 5).

Первые две могут относиться к агрессивным, только если присутствует третья — жидкая фаза. В свою очередь жидкие среды классифицируют на органические и неорганические.

Таблица 1 — Классификация агрессивных газовых сред

Влажностный режим помещений

Группа газов

Степень агрессивного воздействия газовых сред на конструкцию из:

Зона влажности3)

Бетона

Железобетона

Сухой / Сухая

А

Неагрессивная

Неагрессивная

В

То же

То же

С

Слабоагрессивная

D

Среднеагрессивная

Нормальный / Нормальная

А

Неагрессивная

Неагрессивная

В

То же

Слабоагрессивная

С

"

Среднеагрессивная

D

Слабоагрессивная

Сильноагрессивная

Влажный или мокрый 4) / Влажная

А

Неагрессивная

Слабоагрессивная

В5)

То же

Среднеагрессивная

С5)

Слабоагрессивная

Сильноагрессивная

D5)

Среднеагрессивная

То же

1. Определяется по таблицам 1 и 2 СП 50.13330.2012.

2. При наличии в газовой среде нескольких агрессивных газов степень агрессивного воздействия среды определяется по наиболее агрессивному газу.

3. Определяется по приложению В СП 50.13330.2012.

4. Для конструкций отапливаемых зданий, на поверхностях которых допускается образование конденсата, степень агрессивного воздействия среды устанавливается как для конструкций в среде с влажным или мокрым режимом помещений.

5. При наличии в газовой среде сульфида водорода степень агрессивного воздействия среды к бетону принимается как сильная.

Примечание — Степень агрессивного воздействия указана для бетона марки по водонепроницаемости

Таблица 2 — Группы агрессивных газов в зависимости от их вида и концентрации

Наименование

Концентрация, мг/м2, для газов группы

А

В

С

D

Диоксид углерода

До 2000

Св. 2000

-

-

Аммиак

До 0,2

Св. 0,2 до 20

Св. 20

-

Диоксид серы

До 0,5

Св. 0,5 до 10

Св. 10 до 200

Св. 200 до 1000

Фторид водорода

До 0,05

Св. 0,05 до 5

Св. 5 до 10

Св. 10 до 100

Сульфид водорода

До 0,01

Св. 0,01 до 5

Св. 5 до 100

Св. 100

Оксиды азота 1)

До 0,1

Св. 0,1 до 5

Св. 5 до 25

Св. 25 до 100

Хлор

До 0,1

Св. 0,1 до 1

Св. 1 до 5

Св. 5 до 10

Хлорид водорода

До 0,05

Св. 0,05 до 5

Св. 5 до 10

Св. 10 до 100

1. Растворяющиеся в воде с образованием растворов кислот.

Примечания

1. В чистом воздухе содержание диоксида углерода около 600 мг/м3.

2. При концентрации газов, превышающей пределы, указанные в графе D настоящей таблицы, возможность применения материала для строительных конструкций следует определять на основании результатов экспериментальных исследований. При наличии в среде нескольких газов принимается более агрессивная (от А к D) группа.

Таблица 3 — Классификация агрессивных твердых сред

Влажностный режим помещений1)

Растворимость твердых сред в воде и их гигроскопичность

Степень агрессивного воздействия твердых сред на конструкции из

Зона влажности4)

Бетона

Железобетона

Сухой / Сухая

Хорошо растворимые малогигроскопичные

Неагрессивная

Слабоагрессивная

Хорошо растворимые гигроскопичные

Слабоагрессивная

Среднеагрессивная

Нормальный / Нормальная

Хорошо растворимые малогигроскопичные

То же

Слабоагрессивная

Хорошо растворимые гигроскопичные

"

Среднеагрессивная5)

Влажный или мокрый / Влажная

Хорошо растворимые малогигроскопичные

"

Среднеагрессивная6)

Хорошо растворимые гигроскопичные

Среднеагрессивная5)

Среднеагрессивная6)

1. Определяется по таблицам 1 и 2 СП 50.13330.2012.

2. Перечень наиболее распространенных растворимых веществ и их характеристики приведены в таблице Б.4.

3. Присутствие малорастворимых веществ не влияет на агрессивность среды.

4. Определяется по приложению В СП 50.13330.2012.

5. Степень агрессивного воздействия следует уточнять по таблицам В.3–В.5, Г.1, Г.2.

6. Соли, содержащие хлориды, следует относить к сильноагрессивной среде.

Примечания

1 При воздействии хорошо растворимых гигроскопических сред в помещениях с влажным и мокрым режимами и периодическом воздействии отрицательных температур следует учитывать морозную деструкцию бетона по таблице Ж.1.

2 Степень агрессивного воздействия указана для бетона марки по водонепроницаемости W4.

Таблица 4 — Характеристика твердых сред (солей, оксидов, гидроксидов, органических соединений, аэрозолей и пыли)

Растворимость твердых сред в воде и их гигроскопичность

Наиболее распространенные соли, оксиды, гидроксиды, органические соединения, аэрозоли, пыли

Малорастворимые

Силикаты, фосфаты (вторичные и третичные) и карбонаты магния, кальция, бария, свинца; сульфаты бария, свинца; оксиды и гидроксиды железа, хрома, алюминия, кремния, суперфосфат

Хорошо растворимые, малогигроскопичные

Хлориды и сульфаты натрия, калия, аммония; нитраты кальция, бария, свинца, магния; карбонаты щелочных металлов, карбамид

Хорошо растворимые, гигроскопичные

Хлориды кальция, магния, алюминия, цинка, железа; сульфаты магния, марганца, цинка, железа; нитраты и нитриты натрия, калия, аммония; все первичные фосфаты; вторичный фосфат натрия; оксиды и гидроксиды натрия, калия

Примечание — К малорастворимым относятся соединения растворимостью менее 2 г/дм3, к хорошо растворимым — свыше 2 г/дм3. К малогигроскопичным относятся соединения, имеющие при температуре 20 °С равновесную относительную влажность 60 % и более, а к гигроскопичным — менее 60%.

Таблица В.3 — Степень агрессивного воздействия жидких неорганических сред на бетон

Показатель агрессивности

Показатель агрессивности жидкой среды для сооружений, расположенных в грунтах с коэффициентом фильтрации свыше 0,1 м/сут, в открытом водоеме и для напорных сооружений из бетона марки по водопроницаемости

Степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды на бетон

W4

W6

W8

W10-W12

Бикарбонатная щелочность НСО-3, мг-экв/дм3 (град)2).

Водородный показатель рН3)

Св. 0 до 1,05

-

-

-

Слабоагрессивная

Св. 5,0 до 6,5

Св. 4,0 до 5,0

Св. 3,5 до 4,0

Св. 3,0 до 3,5

То же

Св. 4,0 до 5,0

Св. 3,5 до 4,0

Св. 3,0 до 3,5

Св. 2,5 до 3,0

Среднеагрессивная

4,0 и менее

3,5 и менее

3,0 и менее

2,0 и менее

Сильноагрессивная

Содержание агрессивной углекислоты СO2, мг/дм3

Св. 10 до 40

Св. 40 до 100

Св. 100

-

Слабоагрессивная

Св. 40 до 100

Св. 100

-

-

Среднеагрессивная

Содержание солей магния, мг/дм3, в пересчете на ион Mg2+

Св. 1000 до 2000

Св. 2000 до 3000

Св. 3000 до 4000

Св. 4000 до 5000

Слабоагрессивная

Св. 2000 до 3000

Св. 3000 до 4000

Св. 4000 до 5000

Св. 5000 до 6000

Среднеагрессивная

Св. 3000

Св. 4000

Св. 5000

Св. 6000

Сильноагрессивная

Содержание солей аммония, мг/дм3, в пересчете на ион NH4+

Св. 100 до 500

Св. 500 до 800

Св. 800 до 1000

4)

Слабоагрессивная

Св. 500 до 800

Св. 800 до 1000

Св. 1000 до 1500

4)

Среднеагрессивная

Св. 800

Св. 1000

Св. 1500

4)

Сильноагрессивная

Содержание едких щелочей мг/дм3, в пересчете на ионы Na+ и K+

Св. 50000 до 60000

Св. 60000 до 80000

Св. 80000 до 100000

4)

Слабоагрессивная

Св. 60000 до 80000

Св. 80000 до 100000

Св. 100000 до 150000

4)

Среднеагрессивная

Св. 80000

Св. 100000

Св. 150000

4)

Сильноагрессивная

Суммарное содержание хлоридов, сульфатов5), нитратов и др. солей, мг/дм3, при наличии испаряющих поверхностей

Св. 10000 до 20000

Св. 20000 до 50000

Св. 50000 до 60000

4)

Слабоагрессивная

Св. 20000 до 50000

Св. 50000 до 60000

Св. 60000 до 70000

4)

Среднеагрессивная

Св. 50000

Св. 60000

Св. 70000

4)

Сильноагрессивная

Самой опасной для строительных конструкций является кислая жидкая среда, именно поэтому на химических предприятиях (см. ОПАСНЫЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ОБЪЕКТ) 40 % расходов занимают мероприятия по ремонту и обслуживанию оборудования и конструкций здания, поврежденных коррозией.

Отличие опасных агрессивных сред состоит в следующем:

· присутствие значительных объемов жидких кислот или щелочей;

· выработка газов сернистого ангидрида, хлора и хлористого водорода, окислов азота (см. ТОКСИЧНОСТЬ ПРОДУКТОВ ГОРЕНИЯ);

· перепады температур (см. ТЕМПЕРАТУРА) от замораживания до оттаивания в условиях высокой влажности или в присутствии воды (см. ОГНЕТУШАЩЕЕ ВЕЩЕСТВО).

Все эти факторы, безусловно, воздействуют на все типы строительных материалов (см. ПОКАЗАТЕЛИ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХМАТЕРИАЛОВ): ж/б, монолитные и металлоконструкции, деревянные и алюминиевые элементы.

Самыми стойкими к различным видам агрессивных сред являются материалы из стекла и высоколегированной стали (нержавейки), поэтому их используют чаще всего в местах непосредственного и постоянного контакта с источником агрессивного влияния.

Выделяют такие виды коррозии бетона:

1) влияние жидкой среды, при которой из цементного камня вымываются конструкционно-важные химические элементы;

2) химические процессы, проходящие между составом цементного камня и составом воздействующего раствора (например, кислоты или соли);

3) поры бетона наполняются кристаллизовавшимися продуктами реакций (в твердой фазе), которые увеличиваются в объеме и повышают внутренние напряжения толщи бетонной конструкции. Так проявляется воздействие на бетон сульфатами.

Скорость процесса коррозии и его интенсивность зависят как от состава и качества, бетона, так и от характеристики внешней среды (химический состав, солесодержание воды, коэффициент фильтрации ее через грунт, условия омывания бетона водой и др.).

В зависимости от химической природы коррозионного агента различают следующие виды коррозии бетона в воде:

1) кислотную;

2) углекислотную;

3) выщелачивающую;

4) магнезиальную;

5) сульфатную.

Примеры воздействия на бетон: нефтепродукты, впитываясь в бетон, снижают его сопротивляемость динамическим нагрузкам в 10 раз, а также понижается сцепление цементно-щебеночной массы с арматурой внутри бетонных конструкций. Именно предотвращением таких реакций заняты проектировщики зданий для ТЭС и ТЭЦ, нефтяных заводов, нефтебаз, бункеров для хранения жидкого топлива (см. ПРЕДПРИЯТИЕ), с теми же проблемами встречаются и при эксплуатации цехов по ремонту авто- и мототехники, прокатных цехов, цехов металлообработки — везде, где есть соприкосновение с мазутом, дизельным топливом, минеральными маслами, бензин и керосин (см. ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩАЯСЯ ЖИДКОСТЬ (ЛВЖ).

Для продления срока эксплуатации таких зданий применяются особо прочные марки бетона в комбинации с защитой поверхности при помощи лакокрасочных материалов толщиной слоя от 200 до 300 мкм. (см. ОГНЕЗАЩИТА КОНСТРУКТИВНАЯ). Для этих целей подходят эпоксидные, эфироцеллюлозные, алкидные, поливинилацетатные, полусульфидные и фуриловые покрытия. Для них применяется специальная маркировка:

· м — маслостойкие;

· б — бензостойкие;

· мб — масло- и бензостойкие.

Основные материалы для промышленного строительства: железобетонные, монолитные и металлические конструкции — весьма уязвимы перед воздействием агрессивных сред условий их эксплуатации. Но минимальные меры по их защите на этапе строительства могут в разы снизить дальнейшие расходы на ремонт и обслуживание [3].

Литература

1. Пожарная безопасность. Энциклопедия. М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2007.

2. СП 28.13330.2017 Защита строительных конструкций от коррозии. Актуализированная редакция СНиП 2.03.11-85.

3. Перельман В. И. Краткий справочник химика. М., 1964.





PW-1409
просмотры2446
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт