Материаловедение. Коррозийная защита оборудования

 

 

 

 

 

 

 

 

       Материаловедение.

Коррозийная защита оборудования.

 

 

 

 

 

Содержание:         стр.

 

1. Как сделать бетон легким, пригодным  для теплоизоляции?

Какие марки по плотности можно изготовить, какими способами?   3

 

2. Какова огнестойкость применяемых в строительстве металлов?

Есть ли приемы, повышающие ее?      6

 

3. Почему красящие составы называют  композиционными?

Как повышают их долговечность?       9

 

4. Задача.          13

 

Список используемой литературы.      14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопрос № 1.  Как сделать бетон легким, пригодным для теплоизоляции? Какие марки по плотности можно изготовить, какими способами?

 

Лёгкий бетон - бетонная смесь, приготовленная из цемента, воды, крупных пористых заполнителей и песка. Легким считается бетон с удельной массой одного кубического метра до 1800 кг. Когда упоминается легкий бетон, чаще всего, речь идёт о керамзитобетоне или шлакобетоне. Монолитные плиты перекрытия из керамзитобетона, для первых этажей зданий без подвалов - дают существенную экономию в отоплении. Аналогично, при устройстве плит перекрытий чердаков. В категорию легких можно отнести пенобетон, газобетон, полимербетон, полистиролбетон. Хотя, в основе производства такого бетона, лежат несколько другие принципы. Но на лёгкость это не влияет.  

Легкий бетон отличается повышенной пористостью, лучшими характеристиками по теплосбережению, ну и конечно самый главный плюс - более низкий вес железобетонных конструкций ЖБК и железобетонных изделий ЖБИ, возводимых из легкого бетона. Легкость конструкций из легкого бетона - особенно актуальна в условиях монолитного высотного строительства. Дополнительную прочность конструкции обеспечивает арматура, присутствующая в каркасе железобетона.

Легкие бетона различаются по структуре и по назначению.

 По структуре различают: крупнопористые, поризованные, ячеистые. Теперь рассмотри  немного подробнее каждый вид.

Крупнопористые бетон в основном применяются для стен отапливаемых сооружений высотой до 5 этажей. Этот вид бетона обладает своими преимуществами, такими как малотеплопроводность и экономичность изготовления.

  Поризованные бетона применяются редко, а все потому, что их сложно изготавливать. Этот вид бетона обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, что и является его преимуществом.

Ячеистые бетон применяются в стеновых и ограждающих конструкциях. Главным преимуществом такого вида является огнестойкость. Также к достоинствам ячеистых бетонов относится их теплоизоляционные характеристики.

 По назначению различают  несколько видов: конструкционные, теплоизоляционные, конструкционно – теплоизоляционные.

Изготовляются легкие бетоны на пористых заполнителях при помощи добавления в качестве заполнителя, как природных, так и искусственных пород. Природный заполнитель для легких бетонов является самым дешевым видом заполнителя, он получается в следствии измельчения и фракционирования пористой горной породы, такой как пемза, вулканический и известковый туф.

 Если при изготовлении  бетона применяются искусственные  легкие заполнители для бетонов, тогда наблюдается незначительное возрастание бетона в своей цене, поскольку такие заполнители для легких бетонов дополнительно изготовляют методом отжига горных пород, которым свойственно вспучивание, а именно: керамзит, вспученный перлит, вермикулит. Их использование позволяет использовать легкие бетоны на пористых заполнителях в ограждающих конструкциях, а также для снижения массы несущих конструкций. Размер зерен, которые имеет заполнитель, указывает на мелкость или крупность самого заполнителя.

Основные требования, которым должны соответствовать   заполнители для легких бетонов сводятся к наличию определенного зернового состава, чтобы объемы межзерновых пустот были минимальными, поверхность же зерен должна  быть шероховатой без примесей пыли и грязи, чтобы обеспечивать хорошее сцепление, ну и, конечно же, заполнители не должны содержать специфических примесей, которые бы пагубно влияли на твердение, прочность и стойкость самого бетона.  Имеющиеся на строительной площадке легкие бетонные блоки, позволяют придать строению необходимую архитектурную форму и обеспечить его всеми необходимыми механическими характеристиками. Маркируются легкие теплоизоляционные бетоны согласно своей объемной массе в стандартном состоянии, которая характеризирует пористость бетона и принимает значения 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400. Увеличение массы указывает на снижение пористости, но на увеличение прочности и теплопроводности.

Основное применение легкого бетона - изготовление монолитных ограждающих конструкций (стены) и кладочных стеновых материалов - пенобетонные блоки, керамзитобетона, шлакобетона, газобетона и так далее. За счёт своей неплотной, пористой структуры, и соответственно - меньшей теплопроводности, стеновые материалы из легкого бетона - наиболее востребованы в современном строительстве. Они отвечают всем требованиям и нормам по теплосбережению. Естественно, легкий бетон не обладает такой прочностью и несущей способностью, как его массивный собрат тяжёлый бетон, но у легкого бетона совершенно другие задачи. Для обеспечения необходимой прочности, в конструкции из легкого бетона вводят дополнительные металлические каркасы из арматуры, балок, швеллеров и т.д; устраивают обвязывающие армопояса, несущие колонны, ригеля и т.д. из тяжёлго бетона. Общая несущая способность подобных строений не ухудшается, а теплосбережение у конструкций из лекгого бетона - на порядок лучше.

 

Основным показателем прочности легкого бетона является класс бетона по прочности при сжатии; установлены следующие классы, МПа - В 2; В 2,5; В 3,5; В 5; В 7,5; В 10; В 12,5; В 15; В 17,5; В 20; В 22,5; В 25; В 30; В 40; для теплоизоляционных бетонов предусмотрены кроме того классы: В 0,35; В 0,75; В 1.

 Для изделий и конструкций, запроектированных без учета  требований стандарта СЭВ 1406-78, показатели прочности легкого бетона на сжатие характеризуют марками, кгс/см2: М 35; М 50; М 75; М 100, М 150; М 200; М 250; М 300; М 350; М 400; М 450; М 500. Для теплоизоляционных бетонов предусмотрены марки: М 5; М 10; М15;М25.

  Для изготовления высокопрочных бетонов (плотностью 1600-1800 кг/м3) применяют более прочный пористый заполнитель с насыпной плотностью 600-800 кг/м3, а пористый песок частично или полностью заменяют плотным.

  Наряду с прочностью важной характеристикой легкого бетона является плотность. В зависимости от плотности в сухом состоянии (кг/м3) легкие бетоны подразделяют на марки: D 200; D 300; D 400; D 500; D 600; D 700; D 800; D 900; D 1000; D 1100; D 1200; D 1300; D 1400; D 1500; D 1600; D 1700; D 1800; D 1900; D 2000. Уменьшить плотность легких бетонов можно путем образования в цементном камне мелких замкнутых пор. Для поризации цементного камня, являющегося самой тяжелой составной частью легкого бетона, используют небольшие количества пенообразующих или газообразующих веществ. Мелкие и равномерно распределенные поры в цементном камне незначительно понижают прочность, но существенно уменьшают плотность и теплопроводность легкого бетона.

  Теплопроводность легких бетоновзависит в основном от плостности и влажности. Увеличение объемной влажности легкого бетона на 1% повышает его теплопроводность на 0,016-0,035 Вт/(м·°С). В зависимости от теплопроводности легкого бетона толщина наружной стены может изменяться от 20 до 40 см. Наружные ограждающие конструкции из легких бетонов подвергаются воздействию попеременного замораживания и оттаивания, увлажнения и высыхания, поэтому легкие бетоны, применяемые для наружных стен, покрытий зданий, а также для конструкций мостов, гидротехнических сооружений, должны обладать определенной морозостойкостью.

  По морозостойкости легкие бетоныделят на марки. F 25; F 35; F 50; F 75; F 100; F 150; F 200; F 300; F 400; F 500. Для наружных стен обычно применяют бетоны морозостойкостью не менее 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания.  Возможность получения легких бетонов высокой морозостойкостью и малой водопроницаемостью значительно расширяет области их применения. Бетоны на пористых заполнителях уже успешно используют в мостостроении, гидротехническом строительстве и даже в судостроении.

  Водонепроницаемость плотных конструкционных легких бетоновможет быть высокой. Керамзитобетон с расходом цемента 300-350 кг/м3 не пропускает воду даже при давлении 2 МПа. Малая водопроницаемость плотных легких бетонов подтверждается эксплуатацией возведенных из них гидротехнических сооружений (например, в Армении и Грузии), а также испытанием напорных железобетонных труб. Характерно, что со временем водонепроницаемость легких бетонов повышается.

  Установлены следующие марки бетона на пористом заполнителе по водонепроницаемости: W 0,2; W 0,4; W 0,6; W 0,8; W 1; W 1,2 (в МПа гидростатического давления).

 

 

 

Вопрос № 2.  Какова огнестойкость применяемых в строительстве металлов? Есть ли приемы, повышающие ее?

 

Зависимость предела огнестойкости статически определимых металлоконструкций без огнезащиты от приведенной толщины при нормативной нагрузке.

 

Приведенная толщина металла, мм     3, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 60.

Предел огнестойкости, мин.        7, 9, 15, 18, 21, 27, 34, 43.

  Примечание. Промежуточные значения пределов огнестойкости определяются методом линейной интерполяции. Для приведенной толщины менее 3 мм собственный предел огнестойкости принимается равным 5 мин.

Фактический предел огнестойкости стальных конструкций при так называемом стандартном пожаре в зависимости от толщины элементов и величины действующих напряжений равен 6-15 минутам. Значение требуемых пределов огнестойкости основных строительных конструкций, в том числе металлических, составляет от 15 минут до 4 часов в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкций. Однако большинство незащищенных стальных конструкций может удовлетворять минимальным требованиям по пределу огнестойкости лишь до 15 минут. Это позволяет сделать вывод о том, что область применения металлических конструкций ограничена по огнестойкости, так как не обеспечивается выполнение следующего условия безопасности:

Пф > или = Птр , где:

Пф - фактический предел огнестойкости конструкций;

Птр - требуемый (нормативный) предел огнестойкости.

 Это условие безопасности является основным критерием обоснования необходимости огнезащиты металлических конструкций, то есть если значение показателя Пф больше или равно значению Птр, то огнезащита не требуется, а при Пф меньше Птр огнезащита обязательна.

Необходимые пределы огнестойкости строительных конструкций определяются исходя из требуемой степени огнестойкости зданий (сооружений) по таблице 4* СНиП 21-01-97".

Фактические пределы огнестойкости строительных конструкций можно установить двумя способами: огневыми испытаниями (REI) и расчетным методом (RI).

В соответствии с методикой расчета, изложенной в"Пособии по определению пределов огнестойкости, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов" (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Госстроя СССР, Москва, 1985 г.), следует считать, что металлические конструкции не распространяют огонь (предел распространения огня здесь нужно приравнивать к нулю).

Пределы огнестойкости большинства незащищенных металлических конструкций очень малы и находятся в пределах:

(R10 - R15) для стальных конструкций;

(R6 – R8)* для алюминиевых конструкций.

Исключение составляют колонны массивного сплошного сечения, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать R 45, но применение таких конструкций в строительной практике встречается крайне редко.

Примечание: * В случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) указан R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R 8 (п. 5.4.2 СП 2.13130.2009)

Причина столь быстрого исчерпания незащищенными металлическими конструкциями способности сопротивляться воздействию пожара заключается в больших значениях теплопроводности  ( ) и малых значениях теплоемкости , что, соответственно, ведет к большим значениям коэффициента температуропроводности ( ) металла, характеризующего скорость распространения тепла внутри конструкции (здесь - плотность металла).

Высокая теплопроводность металла практически не вызывает температурного градиента  внутри сечения металлической конструкции.

Это приводит к тому, что при пожаре температура незащищенных металлических конструкций быстро достигает критических температур прогрева металла, при которых происходит снижение прочностных свойств материала до такой величины, что конструкция становится неспособной выдерживать приложенную к ней внешнюю нагрузку, в результате чего наступает предельное состояние конструкции по признаку потере несущей способности (R).

Значения критической температуры Tcr прогрева различных металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке приведены в таблице.

                                                                         

Материал конструкции	Tcr, oC
Сталь углеродистая Ст3, Ст5	470
Низколегированная сталь марки 25Г2С	550
Низколегированная сталь марки 30ХГ2С	500
Алюминиевые сплавы марок АМг-6, АВ-Т1	225
Алюминиевые сплавы марок Д1Т, Д16Т	250
Алюминиевые сплавы марок B92Т	165