Новости

Новостройки Московской области

11:44 20.06.2018

Новостройки Московской области

Ближнее Подмосковье с улучшением транспортной доступности становится «более ближним». Новостройки Московской области в последние годы становятся все более и более востребованы. Причин тому несколько, Основная...

все новости →


Влияние активности (агрессивности) окружающей среды на разрушение материала



Факторы окружающей среды действуют равномерно или избирательно в одном или нескольких местах конструкции. Чаще всего такие процессы не вызывают немедленного разрушения, но сопровождаются интенсивным физическим износом материала конструкции. Интенсивность действия среды на процессы износа и разрушения материалов конструкции в значительной степени зависит от ее состояния. В одних случаях конструкции из одинаковых материалов служат надежно много лет, а в других случаях быстро выходят из строя.
К наиболее активным средам, вызывающих ускоренный износ конструкций, относятся естественные климатические факторы:
Солнечная радиация. Радиация, падающая на конструкцию, частично поглощается материалом, повышая его температуру, а частично отражается. Материал конструкции представлен отдельными кристаллитами разной ориентации. Бетонные, каменные, силикатные конструкции состоят из различных веществ, имеющих неодинаковую кристаллическую структуру и обладающих анизотропностью физических свойств в разных направлениях при наложении энергетического поля. Поэтому действие солнечной радиации вызывает значительные напряжения в теле конструкций, связанные с радиационной амплитудой.
– Атмосферная среда. Наличие в воздухе различных примесей, смена положительных и отрицательных температур, ветер, осадки в виде дождя и снега, ультрафиолетовые лучи, озон. К природным загрязнителям атмосферы относятся: пыль от эрозии почвы и горных пород; пыль растительного, вулканического и космического происхождения; капельно-жидкая вода (туман) и частицы морской соли, вулканические газы, газы от лесных и степных пожаров; продукты растительного, животного и микробиологического происхождения. Естественные процессы гниения, брожения и разложения органических веществ сопровождаются образованием угольной кислоты, сернистых соединений, метана, органических кислот, аммиака, сероводорода, взаимодействующих со строительными конструкциями.
Капиллярная влага влияет на износ конструкций как поверхностно-активное вещество или как растворитель. В капиллярах твердого тела жидкость имеет различную плотность из-за растворения материала конструкции. В этом случае наблюдается явление осмоса: перехода жидкости из области меньшей плотности в область большей плотности через перегородки капилляра, а следовательно, в теле материала возникает давление, которое тем больше, чем выше температура жидкости в порах и чем меньше объем раствора, создающего давление. Наличие осмотического давления приводит к напряжениям, способствующим в свою очередь разрушению материала. При всем многообразии гидроизоляционных материалов их можно разделить на две группы: традиционные (приклеиваемые рулоны; обмазочные, окрасочные, сварные) и проникающего действия (на основе минерального сырья). Недостатком традиционных материалов является то, что, создавая плотную защитную пленку, они работают отдельно от самой защищаемой конструкции из-за несовместимости реологических деформативно-прочностных свойств. Более перспективными являются материалы проникающего действия. Разработанные на основе минерального сырья сухие смеси представляют собой комплексный состав из цемента, песка с химически активными компонентами. При затворении водой и нанесении на поверхность бетона происходят сложные физико-химические реакции, в результате которых формируются малорастворимые и нерастворимые нитевидные кристаллические новообразования, заполняющие (кольматирующие) микротрещины, поры и капилляры бетона. Кольматируя поры, кристаллы уплотняют структуру бетона, глубина проникновения может достигать 100 мм и более в зависимости от его плотности. Вследствие предотвращения поступления влаги извне в тело бетона, покрытого со всех сторон защитным составом, повышается морозостойкость бетона.
Грунтовая среда. Горные породы и почвы имеют пористую структуру, поры заполнены газами и водой. Наибольшее влияние на износ подземных строительных конструкций оказывают находящиеся в грунте метан, тяжелые углеводороды, радон.
Воздействие на минеральные строительные материалы пористой структуры воды и растворимых соединений снижает долговечность сооружений, что является формой солевой коррозии. Существует три пути скопления избыточной влаги: в виде воды затворения из кладочного раствора; в виде атмосферных осадков при косом дожде или нарушении кровельной изоляции; в результате капиллярного подсоса грунтовых вод вследствие неправильной гидроизоляции. Капиллярный подсос растворов солей и минеральных грунтовых вод является одной из первостепенных причин накопления солей в порах материалов зданий, что при соответствующих температурных условиях приводит к образованию трещин и отслоений в них. Мигрирующая в структуре стены вода растворяет содержащиеся в материале соли и выносит их к поверхности, испаряясь в атмосферу и оставляя соли в верхних слоях штукатурки. При увлажнении такой штукатурки в ее порах из насыщенного раствора солей происходит рост кристаллов. Высолы представляют собой смесь многих химических соединений – карбонатных, кальциевых, хлоридов, оксидов металлов и др. Редко встречаются высолы солей ванадия зеленоватого цвета, часть их водорастворима, часть растворяется кислотами или щелочами. Интенсивное солевое воздействие на ограждающие конструкции наблюдается в зданиях химической промышленности, воздушная среда которых характеризуется высоким содержанием солевого аэрозоля. Гигроскопичный аэрозоль солей оседает на поверхности стен, смещает точку росы, благоприятствует образованию конденсата, а следовательно, образующиеся растворы легко проникают в толщу стен. При присоединении безводными солями воды объем твердой фазы увеличивается, а это является причиной возникновения больших давлений в порах строительного материала, вследствие чего снижается его долговечность. Появление трещин в защитном слое железобетонных конструкций приводит к коррозии стальной арматуры. Одним из методов защиты строительных материалов от накопления солей в результате капиллярного всасывания грунтовых вод является объемная гидрофобизация их порового пространства кремнийорганическими соединениями.
Перед началом любых работ по защите материалов конструкции следует определить природу явления, вызвавшего сырость, т. к. от этого зависит принятие технического решения.
Биологическая среда. Материалы разрушаются под действием среды, создаваемой грибками, низшими споровыми растениями. Биоповреждения следует рассматривать как эколого-технологическую проблему, так как биоповреждающие агенты являются биокомпонентами среды (экологический фактор), действие которых определяется в зависимости от окружающей среды. В то же время объектом повреждений (технологический фактор) могут быть создаваемые человеком материалы, конструкции, технические устройства, транспортные средства. Круг биоповреждающих агентов довольно широк, начиная от бактерий, грибов, лишайников, мхов, высших растений, кишечнополостных и заканчивая рыбами, птицами и млекопитающими. Более 40 % общего объема биоповреждений связано с деятельностью почти всех групп микроорганизмов (бактерии, грибы, актиномицеты, водоросли). Характер вызываемых повреждений определяется эксплуатационными условиями, в которых оказывается тот или иной материал или конструкция. Интенсивность взаимодействия материалов и экологических факторов зависит не только от их природы, но и от условий контакта, скорости движения и напора жидких и газообразных сред, температуры, силовых нагрузок (напряженного состояния материала конструкции) и др. Объектами биоповреждений в строительстве являются древесина, кирпич, горные породы (строительный камень), бетон, металл, металлоизделия, материалы на основе полимеров и др. Физический, химический и биологический факторы коррозии строительных растворов и бетонов находятся в тесной взаимосвязи. Так как бетон является капиллярно-пористым телом, на его поверхности имеются микротрещины, колонии микроорганизмов легко поселяются на поверхности и затем распространяются вглубь, вызывая продуктами своей жизнедеятельности коррозионные процессы. Основные процессы разрушения обусловлены действием кислот, выделяемых в процессе жизнедеятельности микроорганизмов. В благоприятных условиях (высокая относительная влажность воздуха (j = 85 %, температура 20-30 °С, застой воздуха) споры прорастают. Наружная оболочка споры разрывается, и из нее начинает расти гифа, невидимая невооруженным глазом. Самым надежным доказательством начала поражения древесины грибами является присутствие в ней гифов гриба (тонкие простые или ветвящиеся нити, из которых формируется тело гриба). Гифы грибов можно увидеть на срезах пораженной древесины под микроскопом, применяя различные способы окрашивания: на места, подозреваемые в поражении грибом, наносят несколько капель десятипроцентного водного раствора азотнокислого серебра, через несколько часов пораженный грибом участок окрашивается в красно-бурый цвет, древесина – в светло-коричневый.
Искусственные технологические процессы – техногенные загрязнители атмосферы, которые также влияют на износ строительных конструкций (сжигание жидкого и твердого топлива ТЭЦ, выбросы от автотранспорта и промышленных предприятий).



Назад в раздел