Антропогенний вплив на навколишнє середовище виробництва залізобетонних виробів

ВСТУП

Залізобетонні вироби разом із стіновими матеріалами становлять основу сучасного будівництва. Будинок починають зводити із фундаменту, який викладають із фундаментних блоків, прорізи вікон і дверей закріплюють залізобетонними перетинками, перекриття роблять із залізобетонних плит. Основна продукція галузі виробництва збірного залізобетону та залізобетонних конструкцій : для промислового, цивільного, гідротехнічного, шляхового та інших видів будівництва (виробництво стінових матеріалів, блоків для фундаментів будинків, міжповерхових перекриттів, архітектурних деталей, несучих арок, цехів, залізобетонних паль. мостових балок тощо).

Основними чинниками  розміщення підприємств галузі є  територіальне зосередження виробництва, наявність будівельної мінеральної сировини, трудових ресурсів, транспортних комунікацій. Виробничі галузі тяжіють до великих промислових центрів і вузлів, населених пунктів із значним обсягом житлового і цивільного будівництва.

В країні діють 25 виробничих об'єднань з виготовлення комплектів збірних залізобетонних конструкцій  і деталей, основними з яких є  Харківське, Львівське, Криворізьке, Луганське, Сумське.

Підприємства, що виробляють збірний залізобетон для гідротехнічного будівництва, є в Каховці (Херсонська область), Новомосковську (Дніпропетровська область), Арцизі (Одеська область). Збірні залізобетонні конструкції для мостів та шляхового будівництва виготовляють у Києві, Вінниці, Житомирі, Львові; залізобетонні опори та інші конструкції для спорудження ліній електропередач і зв'язку - у Світловодську (Кіровоградська область), Тернополі, Білій Церкві (Київська область), Мерефі (Харківська область). Домобудівні комбінати, які є в усіх областях країни, найпотужніші - у Києві, Донецьку, Луганську, Запоріжжі, Одесі. В 1998р. вони виробляли 2496 тис. м³ збірних залізобетонних конструкцій. Основні підприємства великопанельного та об'ємно-блокового домобудування в Київській, Харківській, Полтавській, Херсонській,

Дніпропетровській, Запорізькій; підприємства для виробництва сталевих конструкцій - у Донецькій, Дніпропетровській, Луганській, Запорізькій, Житомирській, Львівській областях; виробництво алюмінієвих будівельних конструкцій - переважно на Броварському заводі (Київська область).

Промисловість монолітного  залізобетону являє собою сильну індустріальну базу будівництва. На неї розповсюджуються всі вимоги – високі темпи росту продуктивності праці, підвищення якості продукції , краще  використання виробничих фондів. Це повинно  бути досягнуто, головним чином , на основі розвитку науки, яка виступає як безпосередньо  виробнича сила суспільства , широкого використання досвіду попередників і новаторів виробництва і  більш повного використання резервів .

При оцінці способів виробництва виробів, які виготовляються будіндустрією, перевага надається  найбільш економічному способі формування , який знайшов широке впровадження у виробництві. При цьому за еталон рекомендується прийняти технологію, яка добре відпрацьована, укомплектована всім необхідним обладнанням .

1 Характеристика залізобетонних виробів

Залізобетонні вироби( ЗБВ)  – це армований сталевими стрижнями бетон. Це матеріал, в якому сталь і бетон працюють спільно. Бетон при твердінні на повітрі зменшується в об’ємі, щільно охоплюючи арматуру. Міцність зчеплення бетону з арматурою досягає великих значень. Зчеплення сталі з бетоном не порушується і при сильних перепадах температури, так як коефіцієнт теплового розширення стали і бетону майже однакові. Гарне зчеплення сталі з бетоном призводить до того, що під навантаженням ці два матеріали працюють як одне ціле. У сучасному будівництві все більше застосування знаходить напружено-армований бетон. Сутність цього армування полягає в тому, що до завантаження конструкції ЗБВ корисним навантаженням її арматуру розтягують на зразок гумового джгута; упором при цьому служить бетон. В даний час застосовують два способи отримання напружено-армованого бетону. Один з них полягає в тому, що арматуру натягують і закріплюють на спеціальних анкерах, а потім укладають бетон. Після того як бетон досить затвердіє, арматуру звільняють і вона, стискаючись, стискає бетон. Інший спосіб: у бетоні залишають спеціальні канали для напруженої арматури. Після затвердіння бетону арматуру вводять в канали і натягують, використовуючи як опори затверділий бетон. При цьому в бетоні виникають стискаючі напруги. Після натягу арматури канали заповнюють цементним розчином. У попередньо напружених конструкціях ЗБВ більш повно використовується міцність сталі і бетону, тому зменшується маса виробів. Крім того, попереднє обтиснення бетону, перешкоджаючи утворенню тріщин, підвищує його довговічність.Також до позитивних якостей залізобетонних конструкцій відносяться:

• невисока ціна – залізобетонні конструкції значно дешевше сталевих;
• велика пожежостійкість, порівняно зі сталлю і деревом;
• технологічність – при бетонуванні можна отримати будь-яку форму конструкції;
• хімічна та біологічна стійкість – мало схильний до корозії, старіння.

Залізобетонні вироби (ЗБВ), також як і залізобетонні конструкції (ЗБК), - один з основних матеріалів у будівництві на сьогоднішній день. Виробництво ЗБК і ЗБВ почалося ще наприкінці XIX століття, і до сьогоднішнього часу стало дуже затребуваним. Для їх з виготовлення використовують сучасні технології, які роблять залізобетонні конструкції та вироби довговічними і дуже міцними.

Залізобетонні конструкції по суті являють собою спеціальну арматуру із сталі, залиту бетоном. Завдяки арматурі, ЗБК мають високу міцність і несучу здатність. Вони також стійкі до розтягування і вигинів. Бетонна заливка істотно знижує корозійний процес в арматурі і надійно захищає її від можливого впливу вогню.

Залізобетонні вироби та конструкції поділяються на такі групи:

• Збірні, монолітні та збірно-монолітні;
• Легкі або важкі, спеціальні та комірчасті;
• Попередньо напружені і звичайні.
• ЗБК також класифікуються на такі види:
• Лінійні ЗБК (балки, прогони, колони, ферми та ін);
• ЗБК у вигляді площин (плити перекриттів, панелі перекриттів, стінки різних видів і т.п.);
• Блокові ЗБК (фундаментні блоки, блоки для стін та підвалів);
• Просторові ЗБК (кільця, перекриття, днища).

Процес виробництва  конструкцій із залізобетону складається  з наступних етапів:

 заготівля арматури, опалубні роботи, армування, бетонування,  догляд за загусає бетоном.  Конструкції із залізобетону  відрізняються від монолітних  тим, що перші виробляються  на підприємствах ЗБВ, слідом  за цим транспортуються на  будівельний ділянку і вже  там піддаються зборці. Великим  плюсом виготовлення ЗБВ на  заводах є те, що технологічний  процес виробництва піддається  посиленому контролю. Внаслідок  цього якісні характеристики  виробленого продукту зростають,  а час виробництва зменшується. 

Для прикладу наведемо коротку  характеристику заводу з виробництва  ЗБВ.

Завод залізобетонних виробів  — спеціалізоване підприємство, яке  випускає збірні залізобетонні та бетонні  конструкції, виробляє товарний бетон  і розчинно-бетонні суміші.  Завод ЗБВ ВАТ «ДБК-3» — це сучасне, велике підприємство, яке виробляє більше 3000 найменувань залізобетонних виробів: фундаментні блоки, плити перекриття суцільні, перемички, кільця колодязів, лотки і т. д. Залізобетонні вироби, що виробляються заводом, дозволяють комплектувати будинки різних модифікацій і планування.

Цех готової продукції  завод ЗБВ ВАТ «ДБК-3» використовує для зберігання виробів, що випускаються. Завдяки цьому завод ЗБВ ВАТ  «ДБК-3» пропонує послуги по зберіганню продукції та відвантаженню її в зручний для замовника термін.

Бетонозмішувальний цех — це два розчино-бетонні вузли, обладнані бетонозмішувачами гравітаційної дії (вільного падіння) з автоматизованою системою управління, пневмотранспортуванням цементу і конвеєрною подачею заповнювачів: щебеню, керамзитового гравію, піску.

Для виробництва арматурних виробів та каркасів працює два арматурних відділення в кожному формувальному цеху. Вони обладнані верстатами й пристроями для виробництва всіх видів арматурних виробів: високоточні верстати RF-10 компанії МЕР (Італія) для виправлення й розрізання арматурних сталей, точного та економного згинання з ЧПУ, автоматизований центр STEP WELD для зварювання каркасів з комп'ютерним управлінням, виробничою потужністю до 90 ударів на хвилину, одноточкові верстати й багатоточкове обладнання для зварювання сіток та каркасів; верстати для згинання петель до ø40P140E та гнутих елементів всіх форм до ø12 Fokus-12, верстати для дугового зварювання закладних деталей, автоматизований склад моделі Flexiplus-250/40 для переробки арматурної сталі з програмним управлінням для ефективного виконання

завдань. Завод виробляє збірні залізобетонні конструкції, які  монтуються на об`єкті. Збірні залізобетонні  конструкції дозволяють прискорити будівництво і підвищити якість кінцевої продукції. Якість залізобетонних виробів, що випускаються, підтверджується сертифікатами відповідності національним стандартам. Необхідний контроль при виробництві залізобетонних виробів здійснюється у виробничій лабораторії, де професійно використовується нормативна документація, засоби вимірювання, випробувальне обладнання.

У виробництві залізобетонних виробів використовуються тільки якісні матеріали. Основні матеріали, які  використовуються при виробництві  залізобетонних виробів, є щебінь, пісок, арматура і цемент. На кожному етапі виробництва проводиться ретельна перевірка, що забезпечує високу якість залізобетонних виробів. Матеріали, які використовуються для виготовлення залізобетонних виробів, відповідають усім сучасним стандартам якості. Готова продукція проходить також ретельний контроль міцності на розтяг, стиск, вигин, водонепроникність, морозостійкість і зносостійкість. Якість залізобетонних виробів є найбільш важливим критерієм у сучасному будівництві.

1.1 Негативний вплив на виробництві

На підприємствах, де виготовляються ЗБК негативний вплив мають бетонозмішувальний цех,основний фактор пилоутворення  та цех зварювання металоконструкцій. У зварювальних цехах небезпечними наступні фактори.

Хімічні фактори:

• підвищений рівень зварювального аерозолю і газів у повітрі робочої зони і в зоні дихання зварника;

Фізичні фактори:

• Підвищена запиленість повітря робочоПідвищений рівень ультрафіолетового випромінювання
• Підвищений рівень інфрачервоного випромінювання
• Підвищена температура поверхні обладнання, матеріалів
• Підвищена або знижена температура, відносна вологість та швидкість руху повітря на робочому місці зварника
• Підвищений рівень шуму на робочому місці
• Недостатня освітленість робочої зони
• Небезпечний рівень напруги в електричному ланцюгу, замикання якого може відбутися через тіло людини
• Іскри, бризки і викиди розплавленого металу та шлаку
• Системи, що знаходяться під тиском більшим від атмосферного або з газоподібним паливом
• Розміщення робочого місця на висоті відносно поверхні землі (полу)
• Рухомі машини та механії зони дрібнодисперсним пилом флюсів
• Підвищена яскравість світла
• Підвищений вміст позитивно та негативно заряджених іонів
• Магнітні та електричні поля
• Психофізіологічні фактори
• Фізичне перевантаження:статична перенапруга,динамічна перенапруга
• Нервово-психічне перевантаження: напруження зорових   аналізаторів,   нервово-емоційне  напруження .

Кількість шкідливих речовин  у повітрі при зварюванні залежить від видів і режимів технологічного процесу, властивостей зварювальних ( електродів та флюсів )  та зварюваних матеріалів.

1.1.2   Зварювальні аерозолі, процеси їх утворення

Зміст різних шкідливих газів і аерозолів є головним небезпечним чинником у процесі дугового зварювання.Зварювальний аерозоль представляє собою сукупність найдрібніших частинок, що утворилися в результаті конденсації парів розплавленого металу, шлаку і покриття електродів. Склад зварювального аерозолю залежить від складу зварювальних і зварюваних матеріалів. В силу своїх дрібних розмірів (іноді менше 1 мікрометра) зварювальний аерозоль безперешкодно проникає в глибинні відділи легенів (легеневі альвеоли) і частково залишається в їх стінках, викликаючи професійнезахворювання - «пневмоконіоз зварника», а частково всмоктується в кров. Якщо зварювальний аерозоль містить значну кількість марганцю, а так буває при зварюванні легованих і нержавіючих сталей якісними електродами, то, поширюючись з кров'ю по організму, цей надзвичайно токсичний елемент викликає важке захворювання - марганцеву інтоксикацію. При цьому страждає, головним чином, центральна нервова система. Зміни в організмі при марганцевої інтоксикації незворотні.Інші елементи зварювального аерозолю, а також так звані зварювальні гази, маючи сильний дратівливою дією, здатні викликати хронічний бронхіт.

Пил або рідини можуть бути присутні в повітрі робочої  зони у вигляді аерозолю, тобто  у вигляді твердих часток або  краплин, які рухаються в повітрі  під дією повітряних потоків. При  певних умовах аерозолі осідають і  повітря очищується. Тверді частки, що випали з повітря на поверхню, називають аерогель. Пил з розмірами частинок від тисячних мкм до 10 мкм завдяки аеродинамічним силам, створеним повітряним потоком, тривалий час може знаходитися у вигляді аерозолю в повітрі у зваженому стані. Аерозолі являють собою дисперсну систему, в якій дисперсною фазою є дрібні частинки твердої речовини, а дисперсійним середовищем газ або суміш газів.

Дисперсний склад  характеризує пилові частки за розміром і значною мірою обумовлює  властивості пилу. Експериментальні дослідження осідання аерозолів  в дихальній системі людини привели  до таких важливих результатів. Частинки аерозолів більші 10 мкм повністю осідають в порожнині носа, а при  диханні через рот не проникають далі верхніх бронхів. В носі та в  бронхіолах внаслідок седиментації також затримується більшість частинок з розмірами більшими 5 мкм та незначна кількість частинок дрібніших 5 мкм і тільки дуже невелика їх частка проникає в альвеоли легень. Максимальну  проникаючу здатність мають частинки діаметром 0,8...1,6 мкм, які осідають в  тонких бронхіолах та альвеолах легень. Зі зменшенням розмірів частинок відсоток їх осадження в альвеолах знижується. Так,                             близько 80 % частинок діаметром 0,2...0,3 мкм видихаються з легенів назад в повітря. Частинки аерозолю менші 0,2 мкм  також осідають в бронхах та легенях, причому їх осідання збільшується при зменшенні розмірів частинок внаслідок броунівського руху. Для організму людини найбільш небезпечний пил (аерозоль), що складається з частинок розміром 0,015 мкм, тому що погано затримується слизовими оболонками верхніх дихальних шляхів і потрапляє далеко в легеневу тканину.

В залежності від  розміру частинок аерозолю вини можуть осідати в трахеї, бронхах та бронхіолах, а потім видалятися з цих органів  за допомогою волосків. Якщо осілий пил погано розчиняється в слизистій  оболонці та тканинах органів дихання, то він не викликає пневмоконіозу. Якщо ж осілі частинки пилу розчинні, то їх загальна токсична дія на організм може виявлятися в залежності від  хімічного складу цього пилу.

Також має значення форма частинок пилу. Частинки зазубреної колючої форми небезпечніші за сферичні, бо подразнюють шкіру, легеневі тканини  та слизові оболонки, даючи змогу  просмоктуватися в організм інфекційним  мікроорганізмам, що супроводжують  пил або знаходяться в повітрі. Це призводить до атрофічних, гіпертрофічних, гнійних, виразкових та інших змін слизових оболонок, бронхів, легень, шкіри, що веде до катару верхніх дихальних шляхів, виразкового захворювання носової  перетинки, бронхіту, пневмонії, кон’юнктивіту, дерматиту та іншим захворюванням. Довгострокове вдихання пилу, що попадає  в легені, викликає пневмоконіоз. Найбільш небезпечна його форма – силікоз  – розвивається при систематичному вдиханні пилу, що містить вільний  діоксид кремнію SiO₂. Металевий пил та інший може викликати іншу форму пневмоконіозу – сидероз, а також хронічний бронхіт.

Деякі види пилу (свинцевий, миш’яковий, марганцевий і т.п.) обумовлюють  отруєння і ведуть до функціональних змін ряду органів і систем. Отрути, що надходять до організму через  дихальні шляхи, створюють підвищену  небезпеку, тому що потрапляють безпосередньо  у кров.

ГДК основних шкідливих речовин (у вигляді аерозолів та газів), що утворюються при зварюванні, наведені в табл. 1.2.

Пилові частинки здатні сприймати електричний заряд  як безпосередньо із газового середовища (пряма адсорбція іонів з повітря), так і в результаті тертя часток пилу між собою або безпосереднього  контакту з якою-небудь зарядженою поверхнею.

Таблиця 1.2.1.1 Основні забруднюючі речовини,що утворюються при зварюванні

Примітка: *ГДК для загальної маси аерозолю; ** в чисельнику максимальна, а в знаменнику – середньозмінна ГДК

Встановлено, що із загальної кількості пилових  часток, які заносяться із повітрям в дихальні шляхи, затримуються слизовими  оболонками переважнозаряджені частки.

Основним способом усунення шкідливого впливу ЗА на організм є застосування вентиляції. Однак  безперечний інтерес становить  і інший не менш важливий спосіб оздоровлення повітряного середовища - технологічний, що полягає в удосконаленні зварювальних технологій та матеріалів, а також у виборі відповідних режимів зварювання. Для розробки таких способів зниження рівня виділення ЗА необхідно більш глибоко вивчити процеси їх утворення при дуговому зварюванні.

В останні роки встановлено, що багато компонентів зварювального  аерозолю, хоч і не викликають професійних  специфічних хвороб, але при тривалій дії збільшують ризик виникнення серцево-судинних і онкологічних захворювань, а також зменшують тривалість життя.

1.1.2 Гази, що утворюються при зварюванні

Разом з пилом  в виробничому середовищі розповсюджуються і шкідливі гази, які при певних умовах можуть призвести до раптового  отруєння людей. Як правило, вони не визначаються візуально і в багатьох випадках не мають запаху – тому є небезпечними. Деякі досить поширені у виробничому  процесі гази мають питому вагу більшу запитому вагу повітря і накопичуються  у низьких ділянках приміщень (підвалах, шахтах та ін.), досягаючи значних  концентрацій. Це дуже небезпечно, бо може привести до отруєння, а в разі горючого чи вибухового газу – до вибуху або  пожежі.

Підприємства, на яких використовується зварювання, пов’язані  з використанням таких газів, як діоксид вуглецю (СО₂), аргон (Ar), ацетилен (С₂Н₂), або з утворенням оксиду вуглецю (СО), оксидів азоту (NO, NO₂), озону (0₃),

фтористого водню (НF), тетрафтористого кремнію (SiF₄) та ін.

1.1.3 Токсичність газів

Діоксид вуглецю  – наркотик, подразнює слизові  оболонки, викликає шум у вухах, запаморочення. Не горить і не підтримує горіння. СО₂ в півтора рази важчий за повітря – тому може накопичуватись в нижніх шарах приміщення, внаслідок цього знижувати вміст необхідного для дихання кисню в зоні дихання і призвести до отруєння людини. В середовищі чистого СО₂ настає миттєва смерть внаслідок паралічу дихального центру, а його концентрація вище 60 % дуже небезпечна. Значення ГДК – 9000 мг/м³. Перевищення ГДК має місце в зачинених не вентильованих приміщеннях. Симптоми отруєння: млявість, нудота; повітря, що видихається містить 4..5% об. СО₂.

Велику небезпеку  для людини становить оксид вуглецю. Це типовий представник промислових, транспортних та побутових забруднень повітря. При зварювальних процесах він утворюється в результаті термічній дисоціації СО₂ або неповного окиснення вуглецю. Згідно з санітарними нормами ГДК СО становить 20 мг/м³. Він має специфічний запах. Отруюча дія СО базується на здатності створювати з гемоглобіном крові стійку комплексну сполуку – карбоксигемоглобін, що перевищує більше ніж у 200 разів здатність гемоглобіну приєднувати кисень. Тому 0,1% СО в повітрі зв’язує таку ж кількість гемоглобіну (50%), що й кисень повітря. Присутність СО призводить до кисневого голодування організму, що при значних концентраціях СО в повітрі і тривалому часі може спричинити серйозні захворювання або смертельний наслідок.  

Оксиди азоту (ГДК  в перерахунку на NO₂ - 5 мг/м³) можуть викликати гостре отруєння. Симптоми: спочатку  невелике подразнення слизових оболонок очей, носа, незначний кашель, головна біль. Проявлення швидко стихають, можуть пройти непоміченими. Через деякий час на фоні, начебто, нормального стану раптово розгортається токсичний набряк легень. При хронічних отруєннях відзначаються біль в грудях, кашель, біль в ділянці серця, головні болі.

Озон (ГДК - 0,1 мг/м³) чинить на організм переважно подразнюючу дію. При гострому отруєнні відзначається сухість у роті, подразливість слизових очей і носа, біль за грудьми, кашель. Більш висока концентрація (біля 20 мг/м³) може викликати запаморочення, почуття сильної втоми, серцево-судинні порушення. Працюючі в умовах хронічної дії озону скаржаться на головні болі, підвищену дратівливість, плаксивість, зниження пам’яті, поганий сон; відзначаються вегетативні порушення (схильність до брадикардії та гіпотонії, приглушення тонів серця); явища подразнення верхніх дихальних шляхів, хронічний бронхіт, іноді астмоїдного характеру; можливо розвинення пневмосклерозу.

Фтористий водень (максимальна  ГДК - 0,5 мг/м³, середньозмінна - 0,1  мг/м³) чинить подразнюючу дію внаслідок утворення в організмі токсичного фтор-іона; уражає опорно-рухальний апарат, є протоплазматичним та ферментною отрутою багаторазової дії; порушує процеси мінерального обміну. Остре отруєння фтористим воднем характеризується різким подразненням очей та верхніх дихальних шляхів, виразковим кон’юнктивом, опуханням носа, важко заживляючою виразкою слизових очей, носа, ротової порожнини, носовими кровотечіями, кашлем, бронхітом, токсичним набряком легень та іншими проявленнями. При хронічному отруєнні виникають ранні признаки порушення чутливості зубів та ясел, зазубреність і стертість зубів, парадонтози, пекучі болі та опухання носа, астмоїдний бронхіт та інші захворювання; в виражених випадках – хронічна пневмонія, бронхіальна астма та інші захворювання.

Випадки отруєння ацетиленом бувають дуже рідко. Ацетилен - наркотична речовина, але причиною отруєння є не сам ацетилен, а присутні в ньому домішки: фосфористий водень (PH₃), оксид вуглецю (СО), діоксид азоту (NO₂), аміак (NH₃) та сірководень (Н₂S). Ацетилен сприймається в легенях кров’ю, але на відміну від оксиду вуглецю, не здійснює в ній прямих змін. Його впливу головним чином підлягає нервова система. В результаті тривалої дії наступає ураження центра дихання, яке стає неправильним, потім настає смерть.

Аргон - інертний газ, не засвоюється організмом; але при надходженні в

легені, що можливо  при аргоно-дуговому зварюванні, через  більшу від повітря вагу може накопичуватись в нижній частині легень, що завдає труднощів при його виведенні  з легень. Внаслідок цього присутність нетоксичного аргону в

легенях призводить до зменшення в них необхідного  для дихання кисню. Практика показала, що для ефективного видалення  аргону з легень зварнику доводиться низько нахилятися, що створює необхідні  умови для витікання аргону.

Отже, інтенсивність  праці та параметри мікроклімату впливають на стан людини, що працює в запиленому та загазованому приміщенні. При цьому посилена дихальна діяльність призводить до поглинання підвищених доз повітря, а разом з ним  – шкідливих речовин; високі температури  повітря посилюють шкідливу дію  отрут на організм людини.

Статистика профзахворювань  зварників

• Інтоксикація марганцем....................................................... 40-45 %
• Пневмоконіоз...............................................................................35 %
• Захворювання опорно-рухомого апарата верхніх кінцівок......9 %
• Неврит слухового апарата........................................................... 7 %
• Отруєння:

зварювальними аерозолями (крім марганцю)............................4 %

газами.............................................................................................2 %

Супутні захворювання:

• Функціональний розлад нервової системи...........................46 %
• Зміни верхніх дихальних шляхів (фарингіт)........................30 %
• Бронхіти, емфізема легенів....................................................10 %
• Шлунково-кишкові захворювання (гастрит, виразка).........14 %