Лабораторна робота 5

Вибір захисту будівельних матеріалів від впливу радіоактивного та

нейтронного випромінювань

Територія України розташована на кристалічному щиті з наявністю великих родовищ гірських порід, наприклад, граніту, лабрадориту, габро, мармуру, вапняку тощо, що містять природні радіонукліди. Ці гірські породи використовуються як мінеральна сировина для виготовлення більшості неорганічних будівельних матеріалів. Радіоактивність будівельних матеріалів обумовлена природними довгоіснуючими радіонуклідами, переважно радієм-226, торієм-232 і калієм-40. Це супроводжується виникненням значної кількості питомої активності природних радіонуклідів (ПРН) на поверхню і підвищенням дози g-випромінювання в районах розробок. Крім того треба враховувати наявність радіоактивності у промислових відходах та техногенних продуктах, що активно застосовуються в будіндустрії, бо вони, як правило, більш радіоактивно небезпечні ніж природні матеріали. Дані про радіоактивність деяких будівельних матеріалів наведені в табл. 26.

Таблиця 26 – Радіоактивність деяких будівельних матеріалів України

Будівельний матеріал	Питома активність радіонуклідів, Бк/кг
радій-226	торій-232	калій-40	Аеф
Глина	41,0	78,0	574,0	204,0
Пісок	12,0	33,0	165,0	68,0
Щебінь	36,0	79,3	971,0	223,0
Гранітний відсів	43,0	118,2	1171,0	297,3
Вапно	58,0	44,0	139,0	127,0
Гіпс	38,0	8,0	194,0	65,0
Бетон	25,0	36,0	380,0	106,0
Цегла	44,0	51,0	704,0	171,0
Плитка керамічна	89,0	102,0	680,0	280,0
Гравій керамічний	37,0	28,0	658,0	130,0

 

Ефективна сумарна питома активність природних радіонуклідів (А_еф) є основною характеристикою радіоактивності будівельних матеріалів. Її величину визначають як виважену суму питомої активності радію-226 (А_Ra), торію232 (А_Th) і калію (А_к) за формулою

А_еф = А_Ra + 1,31 А_Th + 0,085 А_к, Бк/кг, (14)

де 1,31 і 0,085 – відповідно коефіцієнти активності торію-232 і калію-40 щодо радію-226.

За величиною ефективної сумарної питомої активності будівельні матеріали поділяють на класи, за якими визначають можливі області їх використання (табл. 27).

Таблиця 27 – Класи будівельних матеріалів за А_еф

Клас	Аеф, Бк/кг	Галузі використання
І	Не > 370	Для всіх видів будівництві без обмежень
ІІ	370-740	Для об’єктів дорожнього і промислового будівництва
ІІІ	740-1350	Для об’єктів промислового призначення, де виключається перебування людей; для об’єктів дорожнього призначення поза населеними пунктами; для об’єктів дорожнього призначення в межах населених пунктів за умови покриття шаром грунту або іншого матеріалу завтовшки не менше 0,5 м.

 

Будівельні об’єкти поділяють на дві категорії: обов’язкового й рекомендованого радіаційного контролю. Обов’язковому контролю підлягають деякі види матеріалів: природного походження (піски, глини, гравій, крейда, сланці, технічна вода); штучного походження (заповнювачі всіх видів, в’яжучі речовини), арматура і конструкційна сталь; відходи промислового виробництва (золи, шлаки, пуста порода та ін.). До об’єктів рекомендованого радіаційного контролю відносять будівельні вироби і конструкції, оздоблювальні матеріали і вироби.

Підприємства, які видобувають сировину або виготовляють будівельні матеріали, що підлягають обов’язковому радіаційному контролю, повинні на кожну партію поставки своєї продукції видавати паспорт радіаційної якості з визначеним класом за величиною А_еф. Якщо будівельні матеріали мають величину А_еф > 1350 Бк/кг, то питання про можливі сфери використання їх у будівництві вирішується в кожному випадку окремо з дозволу Міністерства охорони здоров’я України.

Процеси корозії, тобто руйнування будівельних матеріалів під дією радіоактивного випромінювання пов’язані із змінами їх структури і властивостей, насамперед міцності, густини тощо. На жаль природа цього явища повністю ще не вивчена. Здатність послабляти радіаційне й нейтронне випромінювання мають багато природних і штучних матеріалів, але з часом (години, роки) вона послаблюється, або й зовсім зникає. Це залежить від хімічних та фізичних властивостей матеріалу і характеризується радіаційною стійкістю. Радіаційна стійкість – властивість матеріалу протистояти дії радіоактивного випромінювання в часі, яке змінює його структуру і властивості. Ступінь захисту залежить від виду випромінювання, природи захисного матеріалу і товщини огороджувальної конструкції. У першу чергу необхідно захищати від g-променів й потоків нейтронів матеріали та конструкції споруд атомної енергетики, деяких науково-дослідних і лікувально-профілактичних установ. Для захисту від радіактивних випромінювань застосовують матеріали з великою густиною, наприклад, свинець, барит, важкі бетони на спеціальних видах в’яжучих із заповнювачами з металевих рудних матеріалів. На об’єктах, де мають вплив ще й високі температури, використовують алюмобарієвий цемент і бетон на його основі й бетони на основі рідкоземельних елементів. Для захисту від нейтронного випромінювання застосовують матеріали, які містять велику кількість хімічно зв’язаної води, наприклад, гідратні бетони.

Для порівняння радіаційно-захисних властивостей матеріалів введено термін „товщина шару подвійного послаблення”, який показує товщину шару захисного матеріалу, що забезпечує послаблення радіоактивного випромінювання удвічі порівняно з початковим.

Запитання до блоку

«Характеристика корозійних середовищ. Хімічна корозія»

1. Перелічіть властивості, що забезпечують довговічність будівельних матеріалів.

2. Які фактори враховують при проектуванні довговічних матеріалів?

3. Наведіть фактори, що призводять до фізичної корозії.

4. До яких наслідків призводить фізична корозія?

5. Яким будівельним об’єктам або конструкціям притаманна корозія, викликана циклічними нагріванням і охолодженням?

6. Від чого залежать температурні деформації бетонів?

7. Який механізм фізичної корозії внаслідок циклічного насичення водою та висихання?

8. Механізм морозного руйнування бетону.

9. Вплив структури бетону на його морозостійкість.

10. Принципи проектування морозостійкого бетону.

11. Як впливає присутність солей при циклічному заморожуванні й розморожуванні бетону?

12. Як призначають марку за морозостійкістю для бетонів?

13. Заходи підвищення морозостійкості бетонів.

14. Причини виникнення сольової фізичної корозії.

15. Механізм протікання сольової фізичної корозії.

16. Заходи захисту від сольової фізичної корозії.

17. Механічний знос будівельних матеріалів, як різновид фізичної корозії.

18. Перелічіть види рідких середовищ, в яких слугують будівельні матеріали.

19. Наведіть основні характеристики рідких середовищ, які враховують при оцінці їх агресивності.

20. Характеристика природних поверхневих вод.

21. Характеристика природних підземних вод.

22. Характеристика стічних і промислових вод.

23. Наведіть приклади складових газоповітряних середовищ.

24. Які показники треба врахувати при будівництві об’єкта для оцінки газоповітряного середовища?

25. Як оцінити ступінь агресивності газоповітряного середовища?

26. Наведіть приклади твердих середовищ, де слугують будівельні матеріали.

27. Як оцінити ступінь агресивності твердого середовища?

28. Дайте класифікацію хімічної корозії будівельних матеріалів.

29. Механізм корозії вилуговування.

30. Наведіть приклади первинного захисту від корозії вилуговування.

31. Наведіть приклади вторинного захисту від корозії вилуговування.

32. Механізм протікання вуглекислотної корозії.

33. Заходи захисту від вуглекислотної корозії.

34. Механізм протікання сірчанокислої корозії.

35. Заходи захисту від сірчанокислої корозії.

36. Механізм протікання магнезіальної корозії.

37. Заходи захисту від магнезіальної корозії.

38. Механізм корозійної дії органічних кислот.

39. Способи захисту від дії органічних кислот.

40. Механізм корозії у лужних середовищах.

41. Способи захисту бетону від дії лугів.

 

Запитання до блоку «Корозія металів»

1. У чому особливість корозії залізобетону?

2. Від чого залежить швидкість корозії арматури залізобетону?

3. Перелічіть умови протікання електрохімічної корозії залізобетону.

4. Чим пояснюється пасивність арматури в новому залізобетоні?

5. Поясніть механізм протікання електрохімічної корозії залізобетону.

6. Що сприяє протіканню анодного процесу арматури?

7. Особливості катодного процесу арматури.

8. Як пасивність металу залежить від величини потенціалу?

9. Як склад оксидних плівок арматури впливає на процес корозії залізобетону?

10. Назвіть критичні значення рН, при яких ще зберігається пасивність арматури.

11. Що є мірою швидкості електрохімічної корозії?

12. Як нестабільність фізико-хімічних властивостей бетону в залізобетоні впливає на процеси електрохімічної корозії?

13. Яка роль інгібіторів? Наведіть приклади.

14. Наведіть способи захисту арматури в залізобетоні.

15. Як впливає температура на процеси корозії залізобетону?

16. Наведіть приклади контракційних пар при корозії залізобетону.

17. Заходи захисту залізобетону від електрохімічної корозії.

18. Наведіть приклади об’єктів із залізобетону, які підпадають під вплив блукаючого струму.

19. Якими показниками оцінюють корозійний стан залізобетонних споруд, які підпадають під вплив блукаючого струму.

20. По яких складових залізобетону протікає струм і чому? Де анод і катод?

21. При яких умовах в залізобетонних конструкціях струм протікає по тілу бетону? До чого це призводить?

22. У чому полягає механізм протікання електрокорозії залізобетону?

23. Наведіть заходи захисту залізобетону від електрокорозії.

24. Наведіть види металоконструкцій, в яких може виникати електрохімічна корозія.

25. Механізм протікання електрохімічної корозії сталі.

26. У чому полягає процес поляризації?

27. Які внутрішні фактори впливають на швидкість корозії металів?

28. Які зовнішні фактори впливають на швидкість корозії металів?

29. Назвіть причини виникнення атмосферної корозії металів.

30. Особливості корозії металів у морському повітрі.

31. Захист металів від атмосферної корозії.

32. Причини виникнення підземної корозії металів.

33. Які фактори визначають інтенсивність підземної корозії металів.

34. Способи захисту металів від підземної корозії.

35. Особливості корозії металів у рідких середовищах.

36. Якими показниками характеризується агресивність води до металів?

37. Порівняйте ступінь агресивності води малої і великої жорсткості на метали.

38. Наведіть методи захисту металів від корозії в рідких середовищах.

39. Дайте характеристику анодних і катодних інгібіторів.

40. Механізм газової корозії металів.

41. Що таке процес ознезвуглерожування і як цьому протистояти?

42. Методи захисту металів від газової корозії.

43. Дайте визначення жаростійкості і жароміцності?

44. Чи підлягають метали корозії в середовищі неелектролітів?

45. Які домішки нафтопродуктів призводять до корозії металів?

46. Назвіть методи захисту металів від корозії в неелектролітах.

47. У чому полягає принцип катодного захисту металів?

48. У чому принцип протекторного захисту металів?

Запитання до блоку «Біокорозія будівельних матеріалів»

1. Які будівельні об’єкти зазнають ураження біокорозією?

2. Назвіть зовнішні ознаки біокорозії.

3. Назвіть фактори, що сприяють розвитку біокорозії.

4. В чому полягає механізм біокорозії, яка викликана мікроорганізмами?

5. У чому полягає механізм протікання біокорозії, яка викликана впливом дінітріфікуючих бактерій?

6. У чому полягає механізм протікання біокорозії, яка викликана впливом азотфіксуючих бактерій?

7. У чому полягає механізм протікання біокорозії, яка викликана впливом уролітичних бактерій?

8. У чому полягає механізм протікання біокорозії, яка викликана впливом тіонових бактерій?

9. Як пори року впливають на розвиток процесів біокорозії?

10. Особливості протікання біокорозії у трубах?

11. Наведіть методи пасивного захисту від біокорозії?

12. Наведіть методи активного захисту від біокорозії?

13. Особливості протікання біокорозії в градирнях.

14. Способи боротьби з біокорозією на підприємствах харчової промисловості?

15. Наведіть об’єкти ураження біокорозією на підприємствах харчової промисловості.

16. У чому полягає небезпека стічних вод підприємств харчової промисловості?

17. Наведіть приклади біостійких будівельних матеріалів, які застосовують на підприємствах харчової промисловості.

18. Наведіть заходи захисту будівельних матеріалів, які застосовують на підприємствах харчової промисловості.

19. Поясніть принцип впливу гідрофобізаторів на будівельні матеріали.

20. Дайте класифікацію гідроізоляційних будівельних матеріалів.

21. Які компоненти полімерних будівельних матеріалів зазнають руйнування під впливом біокорозії?

22. Охарактеризуйте механізм біокорозії полімерних матеріалів.

23. Назвіть зовнішні признаки біокорозії полімерних матеріалів.

24. Наведіть заходи захисту полімерних матеріалів від біокорозії.

25. У чому полягає біокорозія герметиків і їх захист.

26. Назвіть види лакофарбової продукції, які зазнають руйнуючу дію біокорозії.

27. Наведіть приклади прямого і непрямого ураження лакофарбових матеріалів біокорозією.

28. Наведіть заходи захисту лакофарбових матеріалів від біокорозії.

29. Назвіть умови, що викликають біокорозію деревини.

30. Зовнішні ознаки біокорозії деревини.

31. Назвіть види грибів, які уражають будівельну деревину, які види уражень це викликає.

32. У чому полягає механізм руйнування деревини грибами?

33. Назвіть комах, які уражають будівельну деревину.

34. Назвіть заходи захисту деревини від біокорозії.

35. Назвіть конструкційні міри захисту деревини від біокорозії.

36. При яких умовах конденсується волога в деревині, які її різновиди?

37. Наведіть приклади систематичної конденсацїї вологи в деревних конструкціях?

38. Як запобігти зволоженню деревини при улаштуванні х неї підлоги?

39. У чому полягає хімічний захист деревини.

40. Назвіть вимоги до антисептиків.

41. Що таке пестициди, для чого їх застосовують?

42. Наведіть види пестицидів.

43. Яка кількість пестицидів називається бактерицидною?

44. Яка кількість пестицидів називається бактеріостатичною?

45. У чому полягає комплексний захист деревини і конструкцій з неї?

Навчальне видання

Методичні вказівки до вивчення курсу „Корозія і захист будівельних матеріалів та конструкцій” (для студентів 5 курсу всіх форм навчання спец. 7.092101 „Промислове і цивільне будівництво”, 7.092103 „Міське будівництво та господарство”).

 

 

Укладачі:

Кондращенко Олена Володимирівна,

Юшко Володимир Андрійович.

 

 

Редактор: М.З. Аляб’єв

 

План 2006, поз. 263

Підп. до друку 6.03.06 Формат 60х84 1/6 Папір офісний

Друк на ризографі Умовн.-друк. арк. 1,2 Обл.-вид. арк. 2,0

Замовл. №_______ Тираж 200 прим.

 

61002, Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12

 

Сектор оператив>Замовл. №_______ Тираж 200 прим.

 

61002, Харків, ХНАМГ, вул. Революції, 12

 

Сектор оперативної поліграфії ІОЦ ХНАМГ

61002, Харків, вул. Революції, 12