ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
3. ВЛИЯНИЕ ЖИДКИХ АКТИВНЫХ СРЕД
НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
В процессе эксплуатации строительные материалы часто подвергаются воздействию жидких активных сред. При
этом происходит существенное изменение их механических свойств. Эти изменения могут быть связаны с появлением
эффекта Ребиндера вследствие снижения энергии образования свободных поверхностей или вызваны химическими
реакциями, протекающими в материале [23, 24].
Кроме того, некоторые полимеры склонны к распаду при действии агрессивных сред. При этом сам распад идёт под
влиянием теплового движения, а внешние факторы подобно нагрузке только облегчают его течение [10], например наличие
на границах раздела поверхностно-активных сред приводит к изменению энергии образования новых поверхностей. Кроме
того, при проникновении в устье трещины жидкой среды наблюдается присутствие расклинивающих эффектов, влияние
которых на кинетику процесса разрушения определяется скоростью миграции среды вдоль поверхности трещин (скоростью
поверхностной диффузии) и скоростью проникновения среды вглубь материала (скоростью объёмной диффузии) [7].
3.1. ВЛИЯНИЕ ЖИДКИХ АГРЕССИВНЫХ СРЕД
НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Воздействие среды может быть неагрессивным и малоагрессивным, при которых тот или иной материал сохраняется
столетиями или даже тысячелетиями, или столь агрессивным, что конструкции разрушаются через несколько лет и даже
месяцев. Следует также отметить, что окружающая среда, в условиях которой эксплуатируются строительные
конструкции, может иметь весьма разнообразный состав. В одних случаях это могут быть атмосфера, газ, вода, почва;
кислоты, щёлочи, соли и их растворы; различные металлы; минеральные и органические вещества в жидком и твёрдом
состояниях. В других – это различные комбинации указанных сред, и также их сочетания с электрическим током,
световыми и радиоактивными излучениями [1].
Коррозионные процессы в строительных материалах происходят преимущественно при воздействии на них жидких
сред. Сухие газы и твёрдые среды при нормальных условиях в большинстве своём являются неагрессивными.
Растворение газов и твёрдых сред в парах влаги воздуха приводит к образованию растворов солей, кислот и оснований,
конденсация которых в капельно-жидком состоянии на строительные материалы приводит к развитию коррозионных
процессов [1].
К химически стойким строительным материалам относятся: стекло, сера, каменные и полимерные материалы и др.
Рассмотрим данный вопрос более подробно.
Химическая стойкость стекла зависит от его состава. Силикатное стекло обладает высокой химической стойкостью
к большинству агрессивных сред за исключением плавиковой и фосфорной кислот. Органическое стекло
(полиметилметакрилат) не стойко в растворах кислот и щелочей, а также легко растворяется в органических
растворителях (например, ацетоне).
Изделия из изверженных и метаморфических кислых горных пород стойки к действию кислот любых
концентраций, кроме плавиковой и фтористоводородной; из плотных осадочных карбонатных пород – действию
щелочей.
Большинство полимерных материалов и пластмасс обладает высокой химической стойкостью и устойчивостью к
коррозионным воздействиям. Наиболее эффективными являются перхлорвиниловые, хлоркаучуковые, эпоксидные,
полиуретановые, полиэфирные материалы, а также материалы на основе хлорсульфированного полиэтилена, тиоколов и
наирита.
Поливинилхлорид стоек к действию кислот, щелочей, спиртов, бензина и смазочных масел. Полистирол водостоек, а
также сопротивляется действию концентрированных кислот (кроме азотной и ледяной уксусной) и растворам щелочей
(до 40 % концентрации). Полиизобутилен стоек к воде, кислотам и щелочам. Эпоксидные полимеры обладают высокой
химической стойкостью за исключением сильных окислителей и влажного хлора. Полиэфиры наоборот стойки к
влажному хлору и концентрированным растворам окисляющих кислот, но теряют до 40 % прочности от длительного
воздействия воды. Стеклопластики обладают высокой химической стойкостью и малым водопоглощением (менее 1,5 %).
Водопоглощение полиэтилена ещё ниже 0,03…0,04 %, а пенополиуретана чуть выше – 2…5 %. Кроме того, оба
материала являются химически стойкими. Следует также отметить, что высокой химической стойкостью обладают и
материалы на основе фурановых смол [1].
Органические вяжущие (битумы, дёгти и т.д.) и материалы на их основе обладают гидрофобностью и хорошо
сопротивляются действию щелочей с концентрацией до 45 % и растворам кислот: фосфорной – до 85 %, серной – до 50
%, соляной – до 25 %, уксусной – до 10 %. Они менее стойки в атмосфере, содержащей окислы азота. Однако их нельзя
использовать в условиях действия сильных окислителей, органических растворителей (кроме низкомолекулярных
спиртов), масел и концентрированных щелочей.
Растворители по отношению к асфальто-смолистым веществам можно разделить на три группы. К первой группе
относятся растворители с высокой растворяющей способностью (83…90 %) и практически с нулевой избирательностью к
асфальтенам (ароматические растворители, четырёххлористый углерод и сероуглерод). Вторая группа характеризуется
высокой растворяющей способностью, как и первая, но отличается от них выраженной избирательностью (хлороформ и
трихлорэтилен). Третья большая группа растворителей характеризуется умеренной растворяющей способностью (27…40
%) и резко выраженной отрицательной избирательностью. К ним относятся алифатические углеводороды С
5
–С
8
, низшие
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
