автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Высолы и солевая коррозия кирпичных стен

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Изучено влияние производственно-технологических факторов на содержание растворимых солей в керамическом кирпиче.

Установлено, что вылеживание и вымораживание способствует уменьшению содержания солей в глинистом сырье более чем в три раза; повышает их дисперсность и пластичность, при этом содержание глинистых фракций с размерами менее 0,01 мм увеличивается с 50 до 90%.

Определено, что в процессе сушки кирпича-сырца происходит перераспределение солей в объеме материала и накопление сульфатов в переферийных слоях материала; сушка кирпича теплоносителем, содержащим SO,, приводит к образованию солевых налетов на обожженном материале, состоящим из ангидрита (а-форма; CaS04).

Выяснено, что при обжиге изделий из глин, содержащих пирит (FeS,). происходит увеличение содержания растворимых сульфатов в керамическом материале за счет образования S02; обжиг материалов при температуре 960-980°С не приводит к полной десульфатизации.

2. Установлено, что образование высолов на кирпичной кладке определяют следующие факторы: источники растворимых солей, влажност-но-температурный режим кирпичных стен, поровая структура кирпича и ионный обмен в кирпичной кладке.

3. Определен минералогический состав высолов, образующихся на кирпичной кладке, который характеризуется наличием мирабилита -Na2S04 10Н,0, тенардита - Na,S04,гипса - CaS04-2H,0 астраханита -MgS04 -Na,S04 •4Н,0,эпсомига- MgS04 • 7Н,0,волластонита- CaSi03.

4. Изучено распределение влаги в кирпичной стене в зависимости от ее глубины и изменения температуры. Выявлены критическая влажность стены (3-5%) и влажность наружного воздуха (более 60%), которые обуславливают образование высолов на кирпичной кладке;

5. Исследована поровая структура керамического кирпича, показывающая распределение объемов открытых пор по размерам их эффективных радиусов. Установлено, что образование высолов наиболее интенсивно на кирпичах, у которых преобладают поры, имеющие размеры эффективных размеров до 100 нм (мезопоры).

6. Установлен механизм ионного обмена, происходящий между минералогической частью керамического материала и мигрирующим в нем раствором, в результате чего происходит образование сульфатных высолов на кирпичной кладке.

7. Установлено, что развитие солевой коррозии кирпичной кладки определяют следующие факторы: концентрация и капиллярный подсос растворов солей, поровая структура компонентов кирпичной кладки, кристаллизационное давление, возникающее в поровом пространстве строительных материалов и микроорганизмы.

8. Показано, что во внештатных ситуациях в условиях предприятий с химическим производством вода и разбавленные кислоты (серная и уксусная) проникающие в строительные конструкции за короткий срок (6 мес.) могут понизить прочность компонентов кирпичной кладки от 5 до 12 %.

9. Обнаружены в кирпичной кладке кристаллогидраты солей, обладающие рарушающими свойствами: алуминит - A12(0H)4S04 -7Н20, алуноген - A12(S04)318H20, таумасит - CaSiO, -СаС03 - CaS04 15Н,0, натровые квасцы - NaAl(S04), 12Н,0,: определены условия и составлены уравнения реакций, показывающие их образование. Отмечено, что рост объемов кристаллогидратов прямо пропорционален количеству молекул присоединенной воды.

10. Установлено, что с увеличением суммарного объема открытых пор и размеров их эффективных радиусов (>100 нм) кристаллизация растворимых солей происходит главным образом внутри порового пространства керамического материала (кр иптокр исталлизация).

11. Показано, что тионовые и нитрифицирующие бактерии, образующиеся на строительных материалах, в результате своей жизнедеятельности обусловливают образование H,S04, HN03 и H,S, которые разрушают кирпичную кладку.

12. Установлено, что в условиях сульфатной коррозии (5%-ном растворе Na2S04) несущая способность кирпичных столбов через 6 мес. испытаний понижается не менее чем на 10%; модуль деформации - на 15%; упругая характеристика - на 10%.

13. Указано, что важнейшей характеристикой механизма солевой коррозии кирпичной кладки является кристаллизационное давление, возникающее в поровом пространстве строительного материала. С учетом величин кристаллизационного давления выявлен ряд солей в порядке уменьшения их деструктирующей способности:

Na2S04 > MgS04 > NaCl > Na,C03 > CaS04.

14. Показано, что количественной характеристикой солевой коррозии кирпичной кладки является изменение прочности кирпичных стен,. Установлено, что прочность кирпичной кладки зданий, сооружений и памятников архитектуры, эксплуатация которых проводилась в условиях сульфатной коррозии, через 100-150 лет уменьшается до 20%.

15. Установлена зависимость прочности кирпича от объема открытых пор материала и содержания в нем растворимых солей. На основании полученных данных составлена карта степени солевой коррозии кирпичной кладки.

16. Доказана целесообразность и эффективность использования побочных продуктов промышленности, на основе которых разработаны: способы предупреждения солевых налетов на обожженном лицевом кирпиче с использованием отходов, содержащих ВаСОэ, BaS,

BaSi03,5Ba0-8Si02. 2Ba0 Si02, а также минерала гетит - FeOOH и гематит a-Fe203: способ предупреждения высолов на кирпичной кладке, путем введения отходов литопонного производства в кладочные растворы. способ гидрофобизации керамического лицевого кирпича, предупреждающий образование высолов на кирпичной кладке и повышающий его морозостойкость, с использованием кубовых остатков от ректификации кремнийорганических соединений; способ гидроизоляции кирпичных стен путем инъекции в кладку гидрофобных растворов с использованием электроосмоса.

17. Показано, что комплексное использование побочных продуктов промышленности экономически оправдано, повышает качество кирпича, улучшает эстетичность и увеличивает долговечность кирпичных зданий, сооружений, памятников архитектуры, способствует охране окружающей среды.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ АВТОРА

1 .Монография. Высолы и солевая коррозия кирпичных стен. СПбГА-СУ, СПб., 1998 - 324 с.

2. Высолы на кирпичной кладке и пути их устранения. Краткое содержание докладов на XXVI научн. конф. ЛИСИ, Л., 1968. (Соавтор Я.А.Соколов)

3. Условия образования высолов на кирпичных сооружениях. Краткое содержание докладов к XXVIII научн. конф. ЛИСИ, Л., 1970. (Соавтор Я.А.Соколов)

4. К вопросу об ионном обмене в глиняном кирпиче. Краткое содержание докладов к XXVIII научн. конф. ЛИСИ. Л., 1970. (Соавтор А.Е.Егорова)

5. К вопросу о факторах, влияющих на устранение высолов с кирпичной,кладки. Краткое содержание докладов к XXX научн. конф. ЛИСИ, Л., 1972. (Соавтор В.Н.Крылов)

6. К вопросу о влиянии некоторых добавок в шихту на высолы и физико-химические свойства кирпича. Краткое содержание докладов к XXXI научн. конф. ЛИСИ. Л., 1973. (Соавтор В.Н.Крылов)

7. Исследование пористой структуры керамических материалов в зависимости от температурной обработки и добавок в шихту. Сб. трудов ЛИСИ №92, Л., 1974. (Соавтор В.Н.Крылов)

8. Исследование склонности стеновых керамических материалов ленинградских кирпичных заводов к высолообразованию. Сб. трудов ЛИСИ № 115, Л., 1976. (Соавтор В.Н.Крылов)

9. Предупреждение миграции растворимых солей в кирпичной кладке путем введения добавок кремнийорганических соединений в строительные растворы. Сб. трудов ЛИСИ № 115, 1976.

10. Повышение долговечности конструкции стен из кирпича. Межвузовский тематич. сб. тр. № 1(121), Л., 1976. (Соавтор Л.М.Титов)

11. Влияние некоторых добавок в шихту на свойства керамических строительных материалов. Межвузовский тематич. сб. тр., Л., 1978.

12. Причины образования высолов на бетоне. Межвузовский тема-тич. сб. тр., Л., 1978.

13. Гидрофобизации строительного кирпича заводов г. Ленинграда. Межвузовский тематич. сб. тр., Л., 1981. (Соавтор А.А.Варлыго)

14. Исследование причин образования высолов на кирпичных сооружениях и разработка основ технологии по борьбе с ними. Автореферат диссертации на соиск. уч. ст. канд. техн. наук.

15. Исследование причин образования цветных пятен на облицовочной керамической плитке. Межвузовский тематич. сб. тр. № 1, Л., 1983. (Соавтор ИАМатусов)

16. Источники образования высолов на кирпичных сооружениях и меры борьбы с ними. Межвузовский тематич. сб. тр. № 1, Л., 1985.

17. К вопросу о технологии устранения высолов с кирпичных и бетонных поверхностей. Межвузовский тематич. сб. тр. № 1, Л., 1985.

18. О взаимодействии попутных продуктов литопонного производства с компонентами керамической шихты. Межвузовский тематич. сб. тр. №2, Л., 1986.

19. Влияние пористости строительных материалов на образование высолов. Акутальные проблемы технол. строит, материалов. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1988. (Соавтор В.Н.Крылов)

20. Влияние технологии производства на образование солевых налетов на обожженном кирпиче. Актуальные проблемы технол. строит, материалов. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1988.

21. Причины дефектов керамических облицовочных материалов. Актуальные проблемы технол. строит, материалов. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1989.

22. Лицевой кирпич с добавкой попутных продуктов в промышленности. Актуальные проблемы технол. строит, материалов. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1990. (Соавтор Л.М.Титов)

23. Влияние технологии производства на образование высолов на керамических изделиях. Актуальные проблемы технол. строит, материалов. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1990. (Соавторы В.И.Хренов, Кайс ДжаватФрик)

24. Влияние технологии производства на содержание растворимых солей в обожженном керамическом материале. Строительные материалы и изделия из техногенного сырья. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1991.

25. Химические методы защиты и восстановления конструкционных и других материалов. Технология, организация и планирование строит, материалов. Межвузовский темат. сб. тр., Л., 1991. (Соавтор В.В.Мазалов)

26. Исследование агрессивности грунтовых вод на территориях заводов с химическим производством. ЛИСИ, 1992; НИИТЭИ, № 144, XII.92, 24.04.92. (Соавтор Р.Салех)

27. Дефекты облицовки зданий, вызываемые растворимыми солями. СПбГАСУ, 1993; НИИТЭИ, № 38, XII.93, 12.02.93.

28. Борьба с высолами на строительном кирпиче в процессе его проризводства. СПбГАСУ 1993; НИИТЭИ, № 37, XII.93, 12.02.93.

29. Гидрофобные строительные растворы. СПбГАСУ, 1993; ВНИ-ИТПИ, № 29, МП.93, 25.05.93. (Соавтор Р. Салех)

30. Дефекты облицовки зданий и меры борьбы с ними. СПбГАСУ, 1993; НИИТЭИ, № 30, МП.93, 24.05.93. (Соавтор Р. Салех)

31. Влияние поровой структуры глиняного кирпича на миграцию растворимых солейв нем. СПбГАСУ 1993; НИИТЭИ, № 31, МП.93,26.06.93.

32. Реставрация старых кирпичных зданий Петербурга неразрушающим методом. Сб. докладов «Реконструкция Санкг-Петербурга-2005», СПб., 1993.

33. Строительная химия. - СПб.: ЛИСИ, 1995.

34. Использование отходов химического производства при реставрации зданий Санкт-Петербурга. Краткое содержание докладов 51-й научн. конф. СПбГАСУ, СПб., 1994.

35. О роли микроорганизмов в коррозии строительных материалов. Краткое содержание докладов 51-й научн. конф. СПбГАСУ СПб., 1994.

36. Кладочный раствор. Авт. Свидетельство № 1622324. (Соавторы В.И.Хренов, УИ.Макитов)

37. Сырьевая смесь для изготовления лицевого кирпича. Патент С 04В 33/00, 10.07.97.

38. Способ изоляции строительных сооружений от воздействия влаги. Патент Е 04В 1/70, 20.04.95. (Соавтор Р. Салех)

39. Строительная химия. (Второе издание). СПб.; М.: СПбГАСУ, 1995.

40. Новый способ гидроизодяции кирпичных стен. //Материалы конференции «Строительство и реконструкция Санкт-Петербурга в рамках федеральных целевых строительных программ», 21-22 мая 1997 г., СПб.

41. Обследование и разработка неразрушающих методов восстановления старых кирпичных зданий Санкт-Петербурга. // Материалы конф. «Проблемы строительства и реконструкции в Санкт-Петербурге», 17-18 декабря 1997 г., СПб.

42. Высолы и солевая коррозия облицовочных материалов.// Материалы конф. «Особенности работы строительного комплекса Санкт-Петербурга в сложных финансово-экономическихусловиях», 2-3 декабря 1998 г, СПб.

43. Причины образования высолов на кирпичной кладке и пути улучшевия качества керамического кирпича. // Материалы конф. «Актуальные проблемы строительства и реконструкции Санкт-Петербурга», 2021 мая 1998 г., СПб.

44. Использование отходов химического производства для гидро-фобизации строительных материалов. // Строительные материале, № 11(98), 1998.

45. Причины солевой коррозии кирпичных стен. // Строительство и реконструкция, №3(46), 1999.

46. Биоповреждения каменных конструкций. // Строительство и реконструкция, № 5(48), 1999.

47. Солевая корроз|^сир1щчных // Докл. 56-й научн. конф. Профессоров, преподавЯтоей, научн. рЩтников, инженеров и аспирантов университета. Часть Д. СПбГАСУ СПб., 1999.

48. К вопросу о солевой коррозии кирпичных стен. // Труды молодых ученых. Часть П. СПбГАСУ СПб., 1999.

49. Высолы на кирпичной кладке и способы их предупреждения. // Строительство и реконструкция, № 3(52), 2000.

50. Ионный обмен в кирпичной кладке. И Труды молодых ученых. Часть 1. СПбГАСУ, СПб., 2000.

51 .Испытание прочностных и деформационных характеристик кирпичных столбов, подвергшихся солевой коррозии. // Строительство и реконструкция, № 4(53), 2000. (Соавтор А. Васин)

52. Солевая коррозия кирпичной кладки. // Строительные материалы, № 8(548), 2000.

53. Гидрофобизация кирпичной кладки. // Строительство и реконструкция, № 5(54), 2000.

Подписано к печати . 10.2000. Усл. печ. л. 2,75. Тир. 10

СПб государственный архитектурно-строительный университет. 198005, С.-Петербург, 2-я Красноармейская, 4.

Ротапринт СПбГАСУ. 198005, С-Петербург, ул. Егорова, 5