Пособие к СНиП 2.03.11-85 по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (НИИЖБ) ГОССТРОЯ СССР

Пособие

по проектированию защиты от коррозии бетонных

и железобетонных строительных конструкций

(к СНиП 2.03.11-85)

Утверждено

приказом НИИЖБ Госстроя СССР от 11 июня 1987 г. № 51

Рекомендовано к изданию решением секции № 4 Научно-технического совета НИИЖБ Госстроя СССР

Содержит основные положения по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций, эксплуатирую­щих­ся в агрессивных средах.

Приведены требования по защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций. Даны классификация степени агрессивного воздействия газообразных, твердых и жидких агрессивных сред, меры по первичной и вторичной защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций, защита от коррозии полов, емкостных сооружений, дымовых, газодымовых и вентиляционных труб, подземных трубопроводов, примеры технико-экономического обоснования выбора защитных мер.

Для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Разработано к СНиП 2.03.11—85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в части антикоррозионной защиты бетонных и железобетонных конструкций.

Пособие разработано на основе анализа и обобщения теоретических и экспериментальных исследований, натурных обследований, проведенных в последние годы с учетом накопленного опыта эксплуатации зданий и сооружений в агрессивных средах.

Содержит общие требования по защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций, классификацию степени агрессивного воздействия газообразных, твердых и жидких агрессивных сред, требования к материалам и конструкциям, меры по защите от коррозии надземных и подземных конструкций, защиту от коррозии полов, емкостных сооружений, дымовых, газодымовых и вентиляционных труб, подземных трубопроводов, особенности защиты железобетонных конструкций от электрокоррозии, технико-экономическое обоснование выбора защитных мер.

Приводятся примеры оценки агрессивного воздействия сред, создания коррозионно-стойких конструкций, выбора оптимальных мер защиты.

Для обеспечения ориентации при проектировании и более тесной увязки со СНиПом в пунктах и таблицах Пособия в скобках указаны соответствующие номера пунктов и таблиц СНиП 2.03.11—85. Это означает, что данный пункт или данная таблица Пособия повторяет или развивает указанный пункт или таблицу СНиПа.

Пособие разработано НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. С. Н. Алексеев, канд. техн. наук М. Г. Булгакова, доктора техн. наук, профессора Ф. М. Иванов, Е. А. Гузеев, В. И. Агаджанов, кандидаты техн. наук П. А. Михальчук, В. Ф. Степанова, Т. Г. Кравченко, Е. С. Силина, Г. М. Красовская, А. М. Подвальный, М. М. Капкин, Н. К. Розенталь, инженеры Г. В. Любарская, С. Е. Соколова) при участии ПИ «Проектхимзащита» Минмонтажспецстроя СССР (инженеры С. К. Бачурина, С. Н. Шульженко, Т. Г. Кустова), ВНИПИТеплопроекта Минмонтажспецстроя СССР (канд. техн. наук Б. Д. Тринкер), Госхимпроекта Госстроя СССР (инж. Л. М. Волкова), ЦНИИпромзданий Госстроя СССР (канд. техн. наук Л. Л. Лемыш), Ростовского ПромстройНИИпроекта (кандидаты техн. наук А. В. Чернов, И. Н. Карлина), Уральского ПромстройНИИпроекта (канд. техн. наук М. Ф. Тихомирова), Донецкого ПромстройНИИпроекта Госстроя СССР (кандидаты техн. наук Ю. П. Чернышев, О. А. Пристромко), ЦНИИЭПсельстроя Госагропрома СССР (канд. техн. наук В. И. Новгородский).

При составлении Пособия использованы материалы ВНИИЖТ МПС СССР и НИС Гидропроекта им. Жука Минэнерго СССР.

Замечания и предложения по содержанию настоящего Пособия просим направлять в НИИЖБ по адресу: 109389, Москва, 2-я Институтская ул., д. 6.

Дирекция НИИЖБ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Пособие составлено к СНиП 2.03.11—85 в части проектирования защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, подвергающихся химическому или физико-химическому воздействию агрессивных природных и производственных сред в промышленном, гидротехническом, энергетическом, транспортном, водохозяйственном, сельскохозяйст­венном, жилищно-гражданском и других областях строительства.

Пособие не распространяется на проектирование защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозии, вызванной радиоактив­ны­ми веществами, зданий и сооружений, подвергающихся интенсивному тепловому воздействию, воздействию жидких сред с высокими температурами и давлениями, а также на конструкции из специальных бетонов (полимербетонов, кислотостойких, жаростойких бетонов).

Примечание. Полимербетоны и кислотостойкие бетоны рассматриваются в Пособии только как материалы для защиты от коррозии поверхностей бетонных и железобетонных конструкций.

1.2. (1.4). При проектировании зданий и сооружений необходимо предусматривать меры, снижающие воздействие агрессивных сред на строительные конструкции.

С этой целью необходимо предусматривать соответствующие виду и условиям воздействия среды решения генерального плана, объемно-планировочные и конструктивные решения; выбирать технологическое оборудование с максимально возможной герметизацией; предусмат­ривать надежное уплотнение стыков и соединений в технологическом оборудовании и трубопроводах, а также приточно-вытяжную вентиляцию и отсосы в местах наибольшего выделения агрессивных газов, обеспечивающие удаление их из зоны конструкций или существенное уменьшение концентрации этих газов.

Здания и сооружения, являющиеся источниками агрессивных реагентов, следует располагать с подветренной стороны по отношению к зданиям, выделяющим меньшее количество реагентов.

Если годовая роза ветров не имеет ярко выраженного господствующего направления ветра, следует принимать во внимание господствующее направление ветра в теплый период года.

Размещать здания на площадке следует с учетом уровня и направления движения грунтовых вод, располагая цехи с агрессивными жидкостями на пониженных участках территории.

Технологическое оборудование, являющееся источником агрессивных реагентов, рекомендуется размещать на открытых площадках, предусматривая местные укрытия, если это допустимо по условиям эксплуатации.

Помещения с влажным или мокрым режимом работы следует изолировать от соседних помещений.

Наиболее рационально такие помещения размещать в средней части блока цехов, так как при этом снижается перенос влаги через наружные ограждающие конструкции.

В случае необходимости расположения этих помещений в крайних пролетах рекомендуется наружную стену здания с агрессивной влажной средой ориентировать так, чтобы направление господствующего ветра было параллельно наиболее протяженной стене здания.

Помещения, отнесенные к различным группам по агрессивности среды, рекомендуется разделять глухими перегородками и в случае необходимости оставлять в них проемы с воздушно-тепловыми завесами или предусматривать устройство шлюзов для обеспечения постоянства параметров воздушной среды в разделяемых помещениях.

В зданиях, совмещающих под одной крышей помещения с агрессивными и неагрессивными средами, в помещения без агрессивных сред следует подавать избыточный приток воздуха. Одновременно из помещений с агрессивными средами необходимо устраивать вытяжку, превышающую приток воздуха, подаваемого в эти помещения.

В цехах с агрессивными средами и значительными удельными тепловыделениями [84—125 кДж/(м³×ч)] рекомендуется устройство аэрации, а при тепловыделении более 170 кДж/(м³×ч) устройство аэрации обязательно.

При проектировании антикоррозионной защиты строительных конструкций должны учитываться гидрогеохимические и климатические условия площадки строительства, а также степень агрессивного воздействия среды, условия эксплуатации, свойства применяемых материалов и тип строительных конструкций.

Очертания конструкций и их сечения следует принимать такими, при которых исключается или уменьшается возможность застоя агрессивных газов, или скопление жидкостей и пыли на их поверхности.

В местах возможных проливов и газовых выделений следует предусматривать устройство поддонов, местных укрытий и отсосов и т. п.

Транспортирование агрессивных жидкостей предпочтительней осуществлять по закрытым каналам и трубопроводам.

1.3. Проектирование защиты строительных конструкций от коррозии рекомендуется выполнять в следующем порядке:

а) в техническом задании на проектирование объекта строительства указываются климатические и гидрогеохимические условия, технологические воздействия, условия контакта агрессивной среды и конструкций, продолжительность и периодичность агрессивного воздействия.

На основании этих данных, в соответствии с действующими нормами, устанавливаются вид и степень агрессивного воздействия сред на конструкции из разных материалов;

б) для данного вида и степени агрессивного воздействия среды согласно нормам установить дополнительные требования к материалам и конструкциям, которые должны быть учтены при ее проектировании; вид защиты.

Все данные по проектным решениям антикоррозионной защиты отражаются в разд. АК проекта.

1.4. (2.1). При проектировании бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, их коррозионная стойкость обеспечивается средствами первичной и вторичной защиты.

К мерам первичной защиты бетонных и железобетонных конструкций относятся:

применение материалов повышенной коррозионной стойкости;

применение добавок, повышающих коррозионную стойкость бетона и его защитную способность по отношению к стальной арматуре;

снижение проницаемости бетона различными технологическими приемами;

установление дополнительных требований при проектировании бетонных и железобетонных конструкций: по категории требований к трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, толщине защитного слоя бетона у арматуры, обеспечивающих сохранность арматуры.

К мерам вторичной защиты бетонных и железобетонных конструкций относятся:

лакокрасочные покрытия;

оклеечная изоляция из листовых и пленочных материалов;

облицовки и футеровки штучными или блочными изделиями из керамики, шлакоситалла, стекла, каменного литья, природного камня;

штукатурные покрытия на основе цементных, полимерных вяжущих, жидкого стекла, битума;

уплотняющая пропитка поверхностного слоя бетона конструкций химически стойкими материалами.

1.5. Выбор способа защиты должен производиться на основании технико-экономического сравнения вариантов с учетом заданного срока службы и минимума приведенных затрат, включающих расходы на возобновление защиты, текущий и капитальный ремонты конструкций и другие связанные с эксплуатацией затраты.

Заданный срок службы конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, должен обеспечиваться, в первую очередь, мерами первичной защиты.

Вторичная защита применяется в том случае, если при использовании первичной защиты не достигается требуемая долговечность конструкций.

1.6. (1.3; 2,2). Меры защиты железобетонных конструкций от коррозии должны проектироваться с учетом вида и особенностей защищаемых конструкций, технологии их изготовления, возведения и условий работы.

Защита строительных конструкций должна осуществляться преимущественно в заводских условиях на предприятиях, изготовляющих данные конструкции.

Проектирование защиты от коррозии строительных конструкций должно учитывать требования охраны окружающей среды от загрязнения.

2. СТЕПЕНЬ АГРЕССИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СРЕД

2.1. Природные и промышленные агрессивные среды по степени воздействия на строительные конструкции подразделяются на слабоагрессивные, среднеагрессивные и сильноагрессивные.

Агрессивные среды по физическому состоянию разделяются на газообразные, твердые и жидкие.

Степень воздействия агрессивных сред на конструкции определяется:

для газообразных сред — видом и концентрацией газов (группа газов) и температурно-влажностным режимом помещений или зоной влажности территории;

для жидких сред — наличием и концентрацией агрессивных агентов, температурой, величиной напора или скоростью движения жидкости у поверхности конструкции;

для твердых сред (соли, аэрозоли, пыль, грунты) — дисперсностью, растворимостью в воде, гигроскопичностью, температурно-влажностным режимом помещений или зоной влажности.

При определении степени агрессивного воздействия среды на конструкции, находящиеся внутри отапливаемых помещений, температурно-влажностный режим следует принимать по табл. 1 СНиП II-3-79**, а на конструкции, находящиеся внутри неотапливаемых зданий, на открытом воздухе и в грунтах выше уровня грунтовых вод, — по прил. 1 СНиП II-3-79**.

2.2. (2.4). Степени агрессивного воздействия сред на конструкции из бетона и железобетона приведены:

газообразных — в табл. 1(2);

твердых сред — в табл. 2(3);

грунтов выше уровня грунтовых вод — в табл. 4(4);

жидких неорганических сред — в табл. 5(5), 6(6), 7(7);

жидких органических сред — в табл. 8(8).

В вышеуказанных таблицах приведены наиболее типичные и распространенные агрессивные среды. При наличии газообразных, жидких или твердых сред с компонентами, не указанными в таблицах, их агрессивность по отношению к бетонным или железобетонным конструкциям может устанавливаться на основании опыта эксплуатации конструкций в таких средах, а в случае отсутствия опыта — на основании консультаций специализированной научно-исследова­тельской организации или прямых экспериментальных исследований.

Примечание. Степень агрессивного воздействия сред может корректироваться при наличии конкретных уточняющих данных по степени ответственности сооружения, периодичности действия агрессивной среды, постоянства ее состава и концентрации, а также уровню технологии приготовления бетона и качества изготовления конструкций на конкретных предприятиях и т. п.

Таблица 1(2)

Примечания: 1. Для конструкций отапливаемых зданий, на поверхности которых допускается образование конденсата, степень агрессивного воздействия среды устанавливается как для конструкций в среде с влажным режимом помещений. 2. При наличии в газообразной среде нескольких агрессивных газов степень агрессивного воздействия среды определяется по наиболее агрессивному газу.

Таблица 2(3)

* Перечень наиболее распространенных растворимых солей и их характеристики приведены в прил. 2(2). В качестве агрессивных солей по отношению к бетону следует рассматривать хлориды, сульфаты, нитраты и нитриты, карбонаты щелочных металлов, гидроксиды натрия и калия, а по отношению к арматуре только хлориды и сульфаты. Нитриты и нитраты агрессивны к арматуре, склонной к коррозионному растрескиванию под напряжением.

** Соли, содержащие хлориды, следует относить к сильноагрессивной среде.

Таблица 3(1)

Примечания: 1. Коэффициент фильтрации и марку бетона по водонепроницаемости следует определять по ГОСТ 12730.5—84; водопоглощение бетона — по ГОСТ 12730.3—78.

Для оперативного контроля водонепроницаемости бетона может быть использован прибор фильтратометр ФМ-3 (разработка Донецкого ПромстройНИИпроекта).

2. Показатели водопоглощения и водоцементного отношения, приведенные в табл. 3(1), относятся к тяжелому бетону. Водопоглощение легких бетонов следует определять умножением значений, приведенных в табл. 3(1), на коэффициент, равный отношению средней плотности тяжелого бетона к средней плотности легкого бетона. Водоцементное отношение легких бетонов следует определять умножением значения, приведенного в табл. 3(1), на 1,3.

3. Эффективный коэффициент диффузии углекислого газа в бетоне определяется по прил. 4А.

4. Далее в тексте оценка проницаемости бетона приведена по показателю водонепроницаемости.

Таблица 4(4)

Примечания: 1. Показатели агрессивности по содержанию сульфатов приведены для бетона марки по водонепроницаемости W4. При оценке степени агрессивного воздействия сульфатов на бетон марки по водонепроницаемости W6 показатели следует умножать на 1,3, для бетона марки по водонепроницаемости W8 — на 1,7.

2. Показатели агрессивности по содержанию хлоридов учитываются только для железобетонных конструкций толщиной до 250 мм.

Таблица 5(5)

* При любом значении бикарбонатной щелочности среда не агрессивна по отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости W6 и более, а также W4 при коэффициенте фильтрации грунта К_f ниже 0,1 м/сут.

** Оценка агрессивного воздействия среды по водородному показателю рН не распространяется на растворы органических кислот высоких концентраций и углекислоту.

*** При превышении значений показателей агрессивности, указанных в табл. 5(5), степень агрессивного воздействия среды по данному показателю не возрастает.

**** Содержание сульфатов в зависимости от вида и минералогического состава цемента не должно превышать пределов, указанных в табл. 4(4) и 6(6).

***** Оценка агрессивности дана по отношению к бетону на любом из цементов, отвечающих требованиям ГОСТ 10178—85 и ГОСТ 22266—76*.

Примечания: 1. При оценке степени агрессивного воздействия среды в условиях эксплуатации сооружений, расположенных в слабофильтрующих грунтах с К_f менее 0,1 м/сут, значения показателей табл. 5(5) должны быть увеличены, а значения водородного показателя рН уменьшены в 1,3 раза.

Таблица 6(6)

* При оценке степени агрессивности среды в условиях эксплуатации сооружений, расположенных в слабофильтрующих грунтах с К_f менее 0,1 м/сут, значения показателей табл. 6(6) должны быть умножены на 1,3.

** При оценке степени агрессивности среды для бетона марки по водонепроницаемости W6 значения показателей табл. 6(6) должны быть умножены на 1,3, для бетона марки по водонепроницаемости W8 — на 1,7.

Таблица 7(7)

Примечания: 1. Понятие периодического смачивания охватывает зоны переменного горизонта жидкой среды и капиллярного подсоса.

2. Коррозионная стойкость конструкций, подвергающихся действию морской воды средней и сильной степени агрессивности, должна обеспечиваться мерами первичной защиты, приведенными в п. 1.4.

Таблица 8(8)

* Степень агрессивного воздействия к элементам конструкций резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов приведена в разд. 5 настоящего Пособия.

2.3. Оценка агрессивного воздействия газообразных сред по отношению к бетону определяется свойствами кальциевых солей, образующихся при взаимодействии газов с составляющими цементного камня, а по отношению к арматуре возможностью возникновения процессов коррозии арматуры при контакте растворяющихся в поровой жидкости газов или образующихся кальциевых солей с поверхностью арматуры.

Газы в порядке возрастания их агрессивности располагаются следующим образом:

1) газы, образующие при взаимодействии с гидроксидом кальция практически нерастворимые и малорастворимые соли, кристаллизующиеся с небольшим изменением объема твердой фазы. Типичными газами этой группы являются фтористый водород, фтористый кремний, фосфорный ангидрид, двуокись углерода, пары щавелевой кислоты;

2) газы, образующие слаборастворимые кальциевые соли, которые при кристаллизации присоединяют значительное количество воды. Типичными представителями второй группы газов являются сернистый и серный ангидриды, сероводород;

3) газы, которые, реагируя с гидроксидом кальция, образуют хорошо растворимые соли, обладающие высокой гигроскопичностью:

а) не вызывающие коррозии стали в щелочной среде бетона (оксиды азота, пары азотной кислоты);

б) вызывающие коррозию стали в щелочной среде бетона (хлористый водород, хлор, двуокись хлора, пары брома, иода).

Наиболее характерные по указанным признакам группы газов приведены в прил. 1(1).

Концентрация газов группы А соответствует наибольшему допустимому их количеству, содержащемуся в незагрязненном воздухе. Концентрация газов группы В соответствует количеству их в пределах от незагрязненного воздуха до предельно допустимых концентраций на рабочих местах при загрязненном воздухе.

Концентрация газов группы С и Д превышает предельно допустимые концентрации на рабочем месте в 20 и 100 раз.

Примеры пользования табл. 1(2) и прил. 1(1)

Пример 1. В цехе по производству сборных железобетонных конструкций отсутствуют выделения кислых газов, в воздухе имеется лишь нормальное количество углекислого газа — около 600 мг/м³. Относительная влажность воздуха в цехе 65—98 % и в среднем превышает 75 % при температуре 20—24 °С.

Углекислый газ указанной концентрации относится согласно прил. 1(1) к группе А.

Влажностный режим помещения по табл. 1 СНиП II-3-79** оценивается как «мокрый». При газах группы А и «мокром» режиме помещений среда классифицируется по отношению к конструкциям из бетона как неагрессивная, а из железобетона как слабоагрессивная.

Пример 2. Содержание СО₂ в воздухе цеха равнялось 1500 — 1900 мг/м³, а сернистого ангидрида — 17 мг/м³; относительная влажность воздуха в отдельных зонах под покрытием составляла 75 — 99 % при температуре 30 °С. Следует определить степень агрессивного воздействия газовой среды на железобетонные конструкции цеха. Согласно прил. 1(1) углекислый газ концентрации до 2000 мг/м³ относится к группе газов А, а сернистый ангидрид концентрации 10 — 200 мг/м³ к группе С. Таким образом, более агрессивным в данном случае является сернистый ангидрид. По табл. 1 СНиП II-3-79** режим помещения «мокрый». По табл. 1(2) при мокром режиме и наличии газов группы В среда по отношению к железобетонным конструкциям оценивается как сильноагрессивная.

Пример 3. В цехе электролиза водных растворов хлористого натрия содержание хлора в воздухе под покрытием в среднем 2 мг/м³. При такой концентрации хлор относится к группе газов С. Относительная влажность воздуха в той же зоне не превышает 60 % при температуре воздуха 21°С. По табл. 1 СНиП II-3-79** режим помещения «нормальный».

Степень агрессивного воздействия среды в цехе электролиза по отношению к железобетонным конструкциям по табл. 1(2) оценивается как среднеагрессивная.

Пример 4. В атмосфере производственного цеха присутствуют пары монохлоруксусной кислоты. В прил. 1(1) отсутствуют данные по этому веществу.

Пары монохлоруксусной кислоты при действии на бетон в качестве одного из продуктов реакции образуют хлористый кальций. Из приведенных в прил. 1(1) газов аналогичные соли образует хлористый водород.

Следовательно, действие монохлоруксусной кислоты можно приравнять к действию хлористого водорода и оценить ее агрессивность по показателям, приведенным для НСl в прил. 1(1).

2.4. Твердые среды агрессивны по отношению к железобетону только в присутствии жидкой, туманообразной или пленочной влаги.

Степень агрессивного воздействия твердых сред определяется содержанием солей, их гигроскопичностью, растворимостью, а также влажностью среды [прил. 2(2)]. Гигроскопичность зависит от равновесной упругости водяного пара над кристаллогидратами солей. Высокогигроскопичные соли имеют низкую упругость пара и, следовательно, в среде с относительной влажностью, при которой упругость водяных паров в воздухе выше равновесной, происходит поглощение солью влаги из воздуха и образование на поверхности конструкций концентрированного солевого раствора, способного оказать коррозионное воздействие.

К малорастворимым относятся соли с растворимостью менее 2 г/л, к хорошо растворимым более 2 г/л. К малогигроскопичным относятся соли, имеющие равновесную относительную влажность при температуре 20 °С 60 % и более, а к гигроскопичным — менее 60 %. Присутствие растворимых веществ не влияет на агрессивность среды.

В прил. 3 дана упругость паров воды над насыщенными водными растворами некоторых хорошо растворимых солей при температуре 20 °С.

Пример 5. Требуется определить степень агрессивного воздействия хлористого кальция для проектирования фермы производственного здания (температура в межферменном пространстве 18 °С, относительная влажность воздуха 60 %).

Хлористый кальций имеет упругость пара 819,8 Па (6,15 мм рт. ст.) (прил. 3). Равновесная упругость водяного пара при температуре 20 °С составляет 17,4 мм. Равновесная относительная влажность при температуре 20 °С составит (6,15´100)/17,4 = 35 %, т.е. менее 60 %.

Растворимость хлористого кальция составляет 745 г/л, более 2 г/л (прил. 3). Следовательно, это гигроскопичная, хорошо растворимая соль. Режим помещения по влажности (табл. 1 СНиП II-3-79**) нормальный.

По табл. 2(3) при нормальном режиме помещений по влажности хорошо растворимые гигроскопичные твердые среды по отношению к железобетону являются среднеагрессивными.

2.5. Агрессивное воздействие грунтов выше уровня грунтовых вод, а также жидких неорганических и органических сред по отношению к бетону конструкций оценивается в зависимости от проницаемости бетона.

Проницаемость бетона характеризуется прямыми показателями (маркой бетона по водонепроницаемости, коэффициентом фильтрации и эффективным коэффициентом диффузии). Косвенные показатели (водопоглощение бетона и водоцементное отношение) являются ориентировочными и дополнительными к прямым.

Проницаемость бетона конструкций, предназначенных для эксплуатации в жидких агрессивных средах, характеризуется коэффициентом фильтрации или маркой по водонепроницаемости, а в газовых средах — эффективным коэффициентом диффузии углекислого газа в бетоне.

Показатели проницаемости бетона приведены в табл. 3(1).

Примечание. В случаях, когда по ряду каких-либо причин (в элементах конструкций, работающих под давлением, при использовании бетона в качестве изолирующей оболочки от излучений и т. п.) необходимо применять бетон более высоких марок по водонепроницаемости (W10 и более), оценка степени агрессивного воздействия сред должна производиться на основании экспериментальной проверки или имеющегося практического опыта.

2.6. Оценка степени агрессивного воздействия грунтов производится для конструкций, располагающихся выше уровня грунтовых вод, по содержанию солей сульфатов и хлоридов по табл. 4(4):

по отношению к бетону конструкций только по показателю содержания сульфатов в пересчете на ;

по отношению к арматуре железобетонных конструкций толщиной до 250 мм: а) по показателю содержания хлоридов в пересчете на Сl^¾, б) при одновременном содержании хлоридов и сульфатов по показателю содержания Сl^¾, путем суммирования с содержанием сульфатов, уменьшенным в четыре раза. При этом сульфаты следует учитывать только в тех случаях, когда показатель агрессивности хлоридов в пересчете на Сl^¾ свыше 400 для сухой и свыше 250 для нормальной и влажной зоны.

Содержание сульфатов и хлоридов в грунте определяется путем химического анализа отобранных проб грунта по водной вытяжке и выражается в мг на 1 кг сухого грунта.

Количество лабораторных определений характеристик грунтов для химического анализа следует назначать в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07—87, а подготовку грунтов к анализу и приготовление водной вытяжки выполнять по ГОСТ 9.015—74*.

Пример 6. На участке строительства в Куйбышевской обл. грунтовые воды обнаружены на глубине 14 м. Глубина заложения железобетонного резервуара со стенками толщиной 200 мм — 7 м.

Содержание ионов и Сl^¾ по результатам анализа водной вытяжки грунта приведено в табл. 9.

Таблица 9

Требуется произвести оценку степени агрессивного воздействия грунта по отношению к бетону и железобетону фундаментов, выполненных из бетона марки по водонепроницаемости W6 на портландцементе по ГОСТ 10178—85.

По СНиП II-3-79** район строительства относится к зоне нормальной влажности. Для бетона марки по водонепроницаемости W6 показатель агрессивности по содержанию сульфатов увеличивается в 1,3 раза [см. примеч. к табл. 4(4)]. Для среднеагрессивной среды показатели сульфатной агрессивности составят от 500×1,3 = 650 до 1000×1,3 = 1300 мг/кг; в нашем случае 650<930<1300, среда среднеагрессивная.

При содержании хлоридов, превышающих в пересчете на Сl^¾ 250 мг/кг, следует учитывать наличие сульфатов.

Вычисляем суммарное содержание хлоридов и сульфатов в пересчете на Сl^¾: 1500 + 930×0,25 = 1732 мг/кг.

В зоне нормальной влажности среда по отношению к арматуре стенок железобетонного резервуара среднеагрессивна.

2.7. Оценка агрессивности природных и технологических жидких сред производится: по отношению к бетону конструкций — по табл. 5(5), 6(6), 8(8); по отношению к арматуре железобетонных конструкций — по табл. 7(7).

При наличии в жидкой среде нескольких агрессивных компонентов оценка агрессивного воздействия среды производится по наиболее агрессивному.

Степень агрессивного воздействия сред, указанных в табл. 5(5), 6(6) и 7(7), приведена для сооружений при величине напора жидкости до 10^-1 МПа (1 атм).

А. При действии жидких неорганических сред на бетон коррозионные процессы подразделяются на три основных вида:

а) коррозия I вида характеризуется выщелачиванием растворимых компонентов бетона [представлена в табл. 5(5) показателем бикарбонатной щелочности)];

б) коррозия II вида — образованием растворимых соединений или продуктов, не обладающих вяжущими свойствами, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня и жидкой агрессивной средой [представлена в табл. 5(5) водородным показателем рН, содержанием агрессивной углекислоты, магнезиальных, аммонийных солей и едких щелочей].

Оценку степени агрессивного воздействия среды по содержанию агрессивной углекислоты (см. прил. 4Б) следует производить только при значениях рН свыше 5. При рН до 5 степень агрессивного воздействия оценивается по водородному показателю;

Примечание. Изменение рН на единицу соответствует изменению концентрации водородных ионов — кислотности на один десятичный порядок (в 10 раз):

в) коррозия III вида — образованием и накоплением в бетоне малорастворимых солей, характеризующихся увеличением объема при переходе в твердую фазу без химического взаимодействия при наличии испаряющих поверхностей [представлена в табл. 5(5) показателем суммарного содержания солей хлоридов, сульфатов, нитратов и др.] и в результате химического взаимодействия с сульфатами [представлена показателем содержания сульфатов в табл. 6(6)].

В табл. 6(6) оценка степени агрессивного воздействия сульфатов дана в зависимости от содержания бикарбонатов (в пересчете на ион HCO₃ ), присутствующих наряду с сульфатами в большинстве природных вод и способствующих замедлению процессов сульфатной коррозии. Положительное влияние бикарбонатов на замедление скоростей коррозионных процессов проявляется при концентрации ионов HCO₃  от 3 до 6 мг×экв/л и более.

Оценку агрессивного воздействия среды при сульфатной коррозии следует производить с учетом влияния вида катионов сульфата. Показатели агрессивности табл. 6(6) для сульфатов натрия, калия, кальция, магния и никеля остаются без изменения; для сульфатов меди, цинка, кобальта, кадмия умножаются на коэффициент 1,3.

Сульфатная агрессивность жидкой среды по отношению к бетону зависит от вида применяемого цемента и проницаемости бетона. Вид цемента и проницаемость бетона могут быть заранее заданы в проекте, а могут быть назначены как средство первичной защиты бетона после анализа данных о степени агрессивности среды с учетом технико-экономических соображений.

Степень агрессивного воздействия сред, указанных в табл. 5(5) и 6(6), следует снижать на одну ступень для бетона массивных малоармированных конструкций (толщина свыше 0,5 м, процент армирования до 0,5).

В табл. 4(4), 5(5) и 6(6) значения показателей агрессивности меняются ступенчато. Вблизи границ значений показателей табл. 6(6) и 7(7) при оценке степени агрессивного воздействия среды допускается не учитывать в пределах +10 % отклонения от нормируемых величин.

Например, для бетона нормальной проницаемости на портландцементе по ГОСТ 10178—85 при фактическом содержании сульфатов до 275 мг/л среда может считаться неагрессивной.

В случаях, когда жидкая среда агрессивна по содержанию сульфатов, основным средством придания стойкости бетону является применение цементов повышенной сульфатостойкости.

Если в агрессивной жидкой среде помимо сульфатов присутствуют другие агрессивные компоненты, их воздействие следует учитывать отдельно и исходя из этого назначать способы защиты.

Б. Агрессивность жидких органических сред к бетону определяется химической активностью при взаимодействии с составляющими бетон компонентами и растворимостью в воде.

Перечень наиболее распространенных жидкостей и оценка степени их агрессивного воздействия на бетон в зависимости от его проницаемости приведены в табл. 8(8).

Примечание. При оценке агрессивного воздействия жидких органических сред, не упомянутых в табл. 8(8), следует иметь в виду способность некоторых органических сред самопроизвольно полимеризоваться, их высокую адсорбционную активность, способность к активному гидролизу с выделением газообразных веществ и др., что приводит к специфическим процессам коррозии бетона.

В. Степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды по отношению к арматуре железобетонных конструкций толщиной до 250 мм (трубы, стенки подвалов, резервуаров и т. п.) определяется содержанием хлоридов по табл. 7(7). Для более массивных конструкций оценка агрессивности среды, содержащей хлориды, дается только к бетону по табл. 5(5).

Агрессивность жидкой среды, содержащей сульфаты, по отношению к арматуре устанавливается только в тех случаях, когда наряду с сульфатами присутствуют хлориды в количестве свыше 250 мг/л в пересчете на Сl^¾. При этом оценка степени агрессивного воздействия среды производится по табл. 7(7) при условии, что количество сульфатов пересчитывается на содержание хлоридов умножением на 0,25 и суммируется с содержанием хлоридов.

Для железобетонных конструкций, подвергающихся действию жидких сред, агрессивных к бетону и арматуре, следует назначать комплекс мер первичной и вторичной защиты, обеспечивающих коррозионную стойкость железобетона в этих средах.

2.8. Оценка степени агрессивного воздействия жидких сред производится путем сопоставления данных химического анализа жидкостей или растворов с показателями предельного содержания агрессивных компонентов по табл. 4(4)—8(8).

Для оценки агрессивности грунтовых вод необходимы следующие данные: химический анализ воды; характеристика условий контакта воды и бетона (свободное смывание, напор); коэффициент фильтрации грунта; наличие испаряющих поверхностей конструкций; температурные условия работы конструкций; предполагаемая проницаемость бетона; вид цемента, намечаемого к применению.

Примечание. Два последних параметра могут быть уточнены при оценке степени агрессивности.

Химический анализ грунтовой воды производится с помощью отбора проб воды. Места отбора проб, их количество и глубина отбора должны приниматься в соответствии с требованиями нормативных документов по инженерным изысканиям для соответствующих видов строительства (СНиП 1.02.07—87).

Пробы должны характеризовать все водоносные горизонты, воды которых будут контактировать с проектируемыми сооружениями. При этом должны быть учтены возможности: подъема уровня грунтовых вод в процессе эксплуатации проектируемых сооружений, попадания в грунт технологических растворов и изменения гидрогеохимической обстановки после возведения сооружений.

При изменении химического состава воды в зависимости от времени года для проектирования следует принимать наибольшую агрессивность за период продолжительностью не менее месяца.

При наличии нескольких результатов химического анализа из одного и того же водоносного горизонта, скважины или водоема оценка агрессивности производится по усредненным показателям химических анализов при условии, что отклонения единичных показателей от среднего значения не превышают 25 %. При большем отклонении от средних значений оценка агрессивности определяется по наиболее неблагоприятному анализу.

Срок давности анализов должен быть не более трех лет до разработки проекта и не более пяти лет до начала строительства.

По истечении указанных сроков необходимо провести повторный отбор проб для химического анализа. Если по первым данным не выявлено существенного отличия химического состава воды, число проб может быть сокращено в 2—3 раза.

Оценка агрессивности промышленных сточных вод производится: для вновь проектируемых предприятий на основании анализа химического состава сточных вод, указанного в технологической части проекта; для действующих предприятий — по фактическим средним данным химического состава вод за последние три месяца или на основании данных специального обследования.

Степень агрессивности жидкой среды сооружений, предназначенных для технологических жидкостей (очистные сооружения, коллекторы сточных вод и т.п.), определяется с учетом нейтрализации кислых и щелочных стоков.

Химический анализ природных вод следует выполнять в соответствии со следующим минимальным перечнем определений: сухой остаток (общее содержание солей), содержание водородных ионов — рН (кислотность), содержание агрессивной углекислоты — СО_{2 агр.}, содержание ионов: HCO₃ , (бикарбонатная щелочность), , Mg²⁺, , Cl .

В промышленных водах дополнительно определяют общее содержание щелочей и, при необходимости, органических соединений, перечисленных в табл. 8(8).

Коэффициент фильтрации грунтов, прилегающих к сооружению, допускается принимать по справочным данным, если он не определен опытным путем. При этом к слабофильтрующим грунтам могут быть отнесены только связанные уплотненные грунты — глины и плотные суглинки.

Пример 7. Произвести оценку степени агрессивного воздействия грунтовых вод по отношению к немассивным железобетонным фундаментам, расположенным в уровне грунтовых вод и в зоне капиллярного подсоса. Коэффициент фильтрации грунтов в районе строительства К_ф = 0,12 м/сут. Химический анализ грунтовой воды:

бикарбонатная щелочность, HCO₃  — 3,8 мг×экв/л;

водородный показатель, рН — 6,6;

агрессивная углекислота, СО_{2 агр.} — 12 мг/л.

Содержание ионов, мг/л; Mg²⁺ — 1718; Са²⁺ — 461; nа⁺ + k⁺ — 2568; Сl  — 3546; — 4604;

Суммарное содержание солей по сухому остатку — 14768 мг/л.

Из анализа перечисленных компонентов показателями агрессивности к бетону могут являться HCO₃ , рН, СО_{2 агр.}, Mg²⁺, nа⁺ + k⁺, , суммарное содержание солей агрессивных к арматуре — Сl  и .

Для оценки агрессивности среды по отношению к бетону запишем данные в табл. 10 и сопоставим их с показателями табл. 5(5) и 6(6), которые справедливы при коэффициенте фильтрации грунта более 0,1 м/сут.

Для оценки агрессивного воздействия среды по отношению к арматуре элементов фундаментов толщиной до 250 мм определяем суммарное содержание хлоридов и сульфатов в пересчете на Сl  и :

Сl  + 0,25 Сl  = 3546 + 0,25×4604 = 4697 мг/л.

По табл. 7 (7) определяем, что среда не агрессивна для элементов фундаментов, расположенных в уровне грунтовых вод, и среднеагрессивна — в зоне капиллярного подсоса.

Таблица 10

3. ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ И КОНСТРУКЦИЯМ (ПЕРВИЧНАЯ ЗАЩИТА)

3.1. Для бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений с агрессивными средами должны предусматриваться материалы, обеспечивающие коррозионную стойкость конструкций на весь период их эксплуатации с учетом своевременного возобновления мероприятий по защите поверхности конструкций (если таковые необходимы).

А. (2.10, 2.11). Бетон конструкций должен изготавливаться с применением следующих видов цементов:

портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178—85;

сульфатостойкие цементы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22266—76*;

глиноземистый цемент, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 969—77;

напрягающий цемент.

Выбор вида цемента должен производиться с учетом вида агрессивного воздействия.

В газообразных и твердых средах [см. табл. 1(2) и 2(3)] следует применять цементы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178¾85.

В жидких и твердых средах с содержанием сульфатов [см. табл. 4(4) и 6(6)] следует применять сульфатостойкие цементы, шлакопортландцементы и портландцемент нормированного минералогического состава (С₃S не более 65 %, С₃А не более 7 %, С₃А + С₄АF не более 22%). Не допускается применение этого цемента с отклонением от указанных требований по минералогическому составу.

В жидких средах, агрессивных к бетону по показателю бикарбонатной щелочности [см. табл. 5(5)], предпочтительнее применять портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент.

Бетоны на шлакопортландцементе и пуццолановом портландцементе обладают пониженной морозостойкостью.

В жидких средах, агрессивных к бетону по суммарному содержанию солей [см. табл. 5(5)], эффективно применение глиноземистого цемента при условии соблюдения требования к температурному режиму твердения бетона.

Не допускается применение глиноземистого цемента в средне- и сильноагрессивных по показателям Mg²⁺ и NH₄⁺ жидких средах, а также в конструкциях с предварительно напряженной арматурой.

В жидких средах, агрессивных по содержанию щелочей, не допускается применение портландцемента с содержанием С₃А более 8 % и глиноземистого цемента.

В конструкциях, к бетону которых предъявляются требования по водонепроницаемости марок свыше W6, наравне с сульфатостойким портландцементом допускается применение напрягающего цемента марок свыше НЦ-10.

В жидких средах, агрессивных по содержанию Mg²⁺ и NH₄⁺ применение напрягающего цемента допускается после экспериментальной проверки.

Не допускается применение в агрессивных средах гипсоглиноземистых расширяющихся и водорасширяющихся (ГГРЦ и ВРЦ) цементов для изготовления железобетонных конструкций и замоноличивания армированных стыков.

В одной железобетонной конструкции не должны применяться цементы различных видов.

Инъецирование каналов предварительно напряженных конструкций с натяжением арматуры на бетон должно производиться раствором только на портландцементе.

Б (2.12, 2.13). В качестве мелкого заполнителя для бетона следует предусматривать кварцевый песок (отмучиваемых частиц не более 1 % по массе по ГОСТ 10268—80 а также пористый песок, отвечающий требованиям ГОСТ 9759—83.

При отсутствии местных крупных песков имеющиеся пески должны обогащаться искусственными или крупными песками других месторождений.

Применение чистых мелких песков с модулем крупности не менее 1,7 допускается при соответствующем технико-экономическом обосновании.

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона следует предусматривать фракционированный щебень изверженных пород, гравий и щебень из гравия, отвечающие требованиям ГОСТ 10268—80. Следует использовать щебень изверженных пород марки не ниже 800, гравий и щебень из гравия — не ниже Др12.

Щебень из осадочных пород (водопоглощением не выше 2 % и марки не ниже 600), если они однородны и не содержат слабых прослоек, допускается применять для конструкций, эксплуатируемых в газообразных, твердых и жидких средах при любой степени агрессивного воздействия [кроме жидких сред, имеющих водородный показатель ниже, чем в слабоагрессивной среде, см. табл. 5(5)].

Для конструкционных легких бетонов следует предусматривать заполнители по ГОСТ 9757—83.

При этом показатели водопоглощения по массе в течение 1 ч не должны превышать для: естественных пористых заполнителей 12 %, искусственных — 25 %.

При применении в качестве заполнителей отходов промышленности (например, золы, золошлаковые смеси, металлургические шлаки и т.д.) необходима проверка коррозионной стойкости бетонов на этих заполнителях к агрессивным воздействиям (сульфатостойкости, морозостойкости, кислотостойкости и т.д.), а также оценка пассивирующего действия бетона к стальной арматуре.

В (2.15). Воду для затворения бетонной смеси необходимо применять в соответствии с ГОСТ 23732—79.

Применение морской воды допускается для затворения бетона неармированных или малоармированных конструкций при отсутствии требований к появлению высолов; болотные и сточные воды не допускаются к применению.

Допускается применять воду с содержанием эмульгированных масел в количестве до 20 мг/л (например, конденсат пропарочных камер). При этом не допускается применение воды с пленкой масла на ее поверхности.

3.2. (2.14). Мелкий и крупный заполнители должны быть проверены на содержание потенциально реакционноспособных (ПРС) пород, характеризующихся содержанием активного кремнезема.

Реакционноспособный кремнезем заполнителя при взаимодействии с водорастворимыми щелочами, содержащимися в бетоне (в цементе, добавках, воде затворения), образует соединения, вызывающие внутренние напряжения, приводящие к разрушению бетона.

Потенциальная реакционная способность заполнителей должна устанавливаться на стадии геологического опробования месторождений горных пород, предназначенных для применения в качестве заполнителей бетона, и определяться химическим методом по ГОСТ 8735—75 и ГОСТ 8269—87 (заполнители относятся к ПРС, если количество растворимого кремнезема превышает 50 ммоль/л), а также до начала строительства прямым методом измерения деформаций образцов бетона во времени по "Рекомендациям по определению реакционной способности заполнителей бетона со щелочами цемента" (М., НИИЖБ, 1972).

Примечание. Наиболее опасно содержание ПРС кремнезема в виде частиц свыше 5 мм, тонкодисперсный кремнезем в виде природных или искусственных активных минеральных добавок к цементу (трепел, опока, туф, пылевидный кремнезем и т. п.) наоборот способствует связыванию щелочей и снижает опасность внутренней коррозии бетона. Аналогичный эффект достигается введением тонкомолотого доменного гранулированного шлака или применением шлакопортландцемента.

При наличии ПРС кремнезема условия возникновения коррозии бетона зависят от содержания щелочей, определяемого в расчете на Na₂O (содержание К₂О приводится к содержанию Na₂O умножением на 0,65), и влажности бетона в процессе эксплуатации конструкций.

Допустимое содержание щелочей в цементе в зависимости от расхода цемента приведено в табл. 11.

Таблица 11

В случае применения в качестве вяжущего пуццоланового портландцемента в соответствии с ГОСТ 22266—76* ограничения по применению ПРС заполнителей снимаются.

В качестве мер защиты от внутренней коррозии за счет потенциально реакционноспособных пород и снижения взаимодействия заполнителя со щелочами цемента следует предусматривать:

подбор состава бетона при минимальном расходе цемента;

изготовление бетона на цементах с содержанием щелочи в расчете на Na₂О не более величин, приведенных в табл. 11;

изготовление бетона на портландцементах с минеральными добавками, пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе;

введение в состав бетона воздухововлекающих и газовыделяющих добавок.

При потенциально реакционноспособных заполнителях не допускается введение в бетон в качестве добавок солей натрия или калия.

3.3. (2.16). Повышение коррозионной стойкости железобетонных конструкций в агрессивных средах может достигаться применением химических добавок, повышающих коррозионную стойкость и защитную способность бетона по отношению к стальной арматуре.

При применении добавок следует руководствоваться "Пособием по применению химических добавок при производстве сборных железобетонных изделий и конструкций" (М.: Стройиздат, 1987), «Каталогом выпускаемых в СССР добавок для бетонов и строительных растворов» (М., 1986) и требованиями настоящего раздела.

Коррозионная стойкость бетона повышается добавками за счет: упорядочения структуры; гидрофобизации стенок пор и капилляров; уменьшения структурной пористости; обеспечения однородности смеси при укладке; придания бетону специальных свойств и т. п.

В зависимости от вида коррозионного воздействия агрессивной среды с целью повышения стойкости конструкций следует применять добавки:

для повышения морозостойкости бетона — воздухововлекающие, пластифицирующие-воздухововлекающие, газообразующие, гидрофобизирующие-воздухововлекающие, гидрофобизирующие-газовыделяющие;

для повышения стойкости бетона при воздействии солей, в том числе в условиях капиллярного подсоса и испарения — те же, что для повышения морозостойкости, гидрофобизирующие, суперпласти­фикаторы, пластифицирующие и уплотняющие;

для повышения непроницаемости бетона — уплотняющие, суперпластификаторы, пластифицирующие, пластифицирующие-воздухововлекающие, гидрофобизирующие-воздухововлекающие, возду­хо­вовлекающие;

для повышения защитного действия по отношению к стальной арматуре — ингибиторы коррозии стали: НН, ННК — для конструкций, предназначенных для эксплуатации в слабоагрессивных средах; НН+ТБН, НН+БХН, НН+БХК — для конструкций, предназначенных для эксплуатации в средне- и сильноагрессивных средах;

для повышения однородности и связности бетонной смеси — стабилизирующие, пластифицирующие-воздухововлекающие, воздухо­вовлекающие, гидрофобизирующие-воздухововлекающие.

Ориентировочные свойства бетонов с химическими добавками приведены в прил. 5.

В состав бетона, в том числе в составы вяжущего, заполнителей и воды затворения, не допускается введение хлористых солей, вызывающих коррозию арматуры в железобетонных конструкциях: с напрягаемой арматурой; с ненапрягаемой проволочной арматурой класса В-I, Вр-I диаметром 5мм и менее; эксплуатируемых в условиях влажного или мокрого режима; изготовляемых с автоклавной обработкой; подвергающихся электрокоррозии.

Не допускается также введение хлористых солей в состав бетонов и растворов для инъецирования каналов, а также для замоноличивания швов и стыков сборных и сборно-монолитных конструкций.

Допускаемые области применения добавок, оказывающих влияние на коррозионное поведение арматуры в бетоне, приведены в прил. 5.

3.4. (2.9). К бетонным и железобетонным конструкциям, эксплуатирующимся при воздействии отрицательных температур, должны предъявляться требования по морозостойкости.

Марка бетона по морозостойкости F в зависимости от конструкций и условий эксплуатации назначается:

в отсутствие воздействия жидких агрессивных сред или при воздействии жидких агрессивных сред в виде растворов хлоридов сульфатов, нитратов и других солей-электролитов в количестве до 5 г/л включительно по СНиП 2.03.01—84 «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 2.05.03—84 «Мосты и трубы», СНиП 2.05.02—85 «Автомобильные дороги», СНиП 2.05.08—85 «Аэродромы», СНиП 2.06.08—87 «Бетонные и железобетонные инструкции гидротех­нических сооружений».

при воздействии названных выше жидких агрессивных сред в количестве свыше 5 г/л по табл. 12 настоящего Пособия, но не менее значений, приведенных в нормативных документах, перечисленных выше.

При этом указанные выше марки бетона по морозостойкости определяются по ГОСТ 10060—87 при испытании в пресной воде.

3.5. (2.18; 2.22—2.24). Для армирования железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, допускается применять те же виды арматуры, что и для конструкций, эксплуатируемых в неагрессивных условиях по СНиП 2.03.01—84 с учетом требований настоящего раздела.

Арматурные стали по степени опасности коррозионного повреждения подразделяются на три группы [табл. 13(9)].

При выборе арматурной стали необходимо учитывать следующие положения:

в предварительно напряженных конструкциях следует преимущественно применять термически упрочненную арматуру, стойкую против коррозионного растрескивания, высокопрочную проволочную арматуру класса В-II и Вр-II диаметром 4 мм и более, арматурные канаты К-7 диаметром 12 мм и более, обеспечивающие наряду с коррозионной стойкостью экономию стали;

арматурные канаты следует предусматривать из проволоки диаметром не менее 2,5 мм в наружных и не менее 2 мм — во внутренних слоях;

применение проволоки классов В-I и Вр-I диаметром менее 4 мм не допускается в конструкциях третьей категории требований к трещиностойкости;

в предварительно напряженных железобетонных конструкциях, изготовленных из шлакопемзобетона или с применением шлакопортландцемента, рекомендуется преимущественно применять термически и термомеханически упрочненную арматуру, стойкую против коррозионного растрескивания;

не рекомендуется применять арматуру класса Ат-IIIc, упрочненную вытяжкой;

арматуру класса Ат-IIICH (Н — немерные длины) не рекомендуется использовать.

Применение высокопрочной проволочной арматуры в предварительно напряженных конструкциях из ячеистых, пористых легких и тяжелых силикатных бетонов не допускается без специальных мер защиты независимо от условий эксплуатации. Возможно применение высокопрочной проволоки при армировании предварительно напряженными железобетонными брусками из тяжелого бетона.

Предварительно напряженные конструкции для зданий с агрессивными средами не допускается изготавливать способом натяжения арматуры на затвердевший бетон.

В конструкциях, предназначенных к эксплуатации в агрессивных условиях, сварные стыки арматурных стержней рекомендуется располагать «вразбежку». Площадь поперечного сечения стержней, стыкуемых в одном сечении, не должна превышать 25 % площади общего сечения.

3.6 (2.17). Расчет железобетонных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред, следует производить по СНиП 2.03.01—84 с учетом настоящих норм по категории требований к трещиностойкости и предельно допустимой ширине раскрытия трещин, которые ужесточаются с повышением степени агрессивного воздействия среды.

Допустимая ширина раскрытия трещин назначается из условий долговечности и непроницаемости и обусловливается степенью агрессивного воздействия среды, длительностью действия внешней нагрузки и видом применяемой арматуры.

В агрессивной газовой среде ограничение ширины раскрытая трещин вызвано, главным образом, опасением коррозии арматуры, а так как коррозионные процессы протекают во времени, то при назначении ширины раскрытия трещин контролирующим фактором является длительность воздействия нагрузки, вызывающей трещины в конструкции.

В связи с этим ограничиваются два значения предельно допустимой ширины раскрытия трещин.

В конструкциях третьей категории требований к трещиностойкости первое значение ограничивает непродолжительное раскрытие трещин, соответствующее раскрытию трещин при совместном действии постоянных, длительных и кратковременных нагрузок. Второе значение ограничивает продолжительное раскрытие трещин, соответствующее раскрытию трещин при действии только постоянных и длительных нагрузок.

Таблица 12

Примечания: 1. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки по СНиП 2.01.01—82. 2. Марка бетона по водонепроницаемости должна приниматься не менее W4 и назначаться исходя из условий стойкости бетона в жидкой агрессивной среде по табл. 4(4), 5(5), 6(6) и 8(8). 3. Марки бетона по морозостойкости, указанные в табл. 12, приведены к определению по первому методу ГОСТ 10060—87. 4. Табл. 12 не распространяется на бетоны дорожных и аэродромных покрытий.

В конструкциях второй категории требований к трещиностойкости допускается непродолжительное раскрытие трещин при условии обеспечения надежного закрытия (зажатия) трещин при длительно действующих нагрузках. При этом на растягиваемой внешними постоянными и длительными нагрузками грани элемента обжатие должно составлять не менее 0,5 МПа.

В конструкциях первой категории требований к трещиностойкости раскрытие трещин не допускается.

При эксплуатации конструкций в агрессивных средах предельно допустимая ширина раскрытия трещин контролируется также условиями непроницаемости, особенно для жидких агрессивных сред.

При определении ширины непродолжительного раскрытия трещин допускается:

принимать ветровую нагрузку в размере 30 % нормативного значения;

учитывать крановую нагрузку от одного мостового или подвесного крана на каждом крановом пути. При этом ширина непродолжительного раскрытия трещин от нагрузок, предусмотренных СНиП 2.01.07—85, не должна превышать значений, нормируемых СНиП 2.03.01¾84.

Примечание. При расчете сооружений типа башен, дымовых труб, опор ЛЭП, мачт, для которых ветровая нагрузка является определяющей, ветровую нагрузку необходимо учитывать полностью.

3.7. Категория требовании к трещиностойкости, значения предельно допустимой ширины непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин, толщина защитного слоя бетона, минимальные марки бетона по водонепроницаемости для конструкций, предназначенных к эксплуатации в газообразных и твердых агрессивных средах, приведены в табл. 13(9) и 14(10); в жидких агрессивных средах — в табл. 15(11).

Условия, определяющие необходимость защиты поверхностей конструкций, и варианты защитных мер приведены в разд. 4.

Категория требований к трещиностойкости и предельно допустимая ширина непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин железобетонных конструкций, приведенные в табл. 13(9) и 15(11), увязаны с требованиями по толщине защитного слоя бетона и маркой бетона по водонепроницаемости.

В конкретном проектировании можно учитывать взаимозаменяемость отдельных параметров первичной защиты, в том числе роль защиты арматуры оцинкованием, некоторые особенности конструктивного характера и т. п.

При надлежащем технико-экономическом обосновании можно учитывать следующие положения.

Таблица 13(9)

* Над чертой приведена категория требований к трещиностойкости: под чертой — допустимая ширина непродолжительного и продолжительного (в скобках) раскрытия трещин.

** Конструкции должны быть отнесены к 1-й категории требований по трещиностойкости при наличии сред, содержащих хлор, пыль хлористых, азотнокислых и роданистых солей, хлористый водород, сероводород.

*** В случае когда среднеагрессивная степень воздействия определяется только влажностью и наличием углекислого газа, категорию требований по трещиностойкости и ширине раскрытия трещин допускается принимать как слабоагрессивную среду.

Примечания: 1. Табл. 13(9) необходимо пользоваться совместно с табл. 18(13). 2. Термически упрочненная стержневая арматура с индексами «К» является стойкой против коррозионного растрескивания, «С» — свариваемой, «СК» — свариваемой, стойкой против коррозионного растрескивания.

Таблица 14(10)

* При проволочной арматуре классов В-II, Вр-II, К-7 и К-19 следует предусматривать применение бетона марки W8.

Примечание. См. примеч. 1 к табл. 13(9).

Увеличение толщины защитного слоя бетона несколько снижает опасность возникновения коррозии арматуры в трещинах ограниченного раскрытия. При увеличении толщины защитного слоя бетона на 10 мм и более сверх значений, указанных в табл. 14(10) и 15(11), допускается для арматурной стали I и II групп увеличить предельно допустимую ширину непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин на 10 %.

При применении оцинкованной арматуры требования табл. 13(9), 14(10), 15(11) допускается корректировать следующим образом:

снижать водонепроницаемость бетона на одну марку (при этом марка должна быть не менее W4), или уменьшать толщину защитного слоя бетона на 5 мм, или увеличивать предельно допустимую ширину непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин для конструкций с арматурной сталью I и II групп на 15%.

При применении в конструкциях арматурных сталей I группы большого диаметра допускается увеличивать предельно допустимую ширину непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин для диаметров 28 — 32 мм на 10 %, а для диаметров свыше 36мм — на 15 %.

Таблица 15(11)

* Над чертой — категория требований к трещиностойкости, под чертой — допустимая ширина непродолжительного и продолжительного (в скобках) раскрытия трещин.

** Степень агрессивности жидкой среды по табл. 8(8) следует учитывать только для сырой и сернистой нефти и сернистого мазута.

*** Сталь класса Ат-IIIC не допускается к применению.

Примечания: 1. Табл. 15(11) необходимо пользоваться совместно с табл. 18(13). 2. Требования настоящей таблицы не распространяются на проектирование железобетонных труб для подземных трубопроводов.

В случаях одновременного изменения нескольких параметров первичной защиты (повышение толщины защитного слоя бетона, применение оцинкования и арматурных стержней большого диаметра) увеличение предельно допустимой ширины непродолжительного и продолжительного раскрытия трещин не должно превышать 30 % значений, нормируемых табл. 13(9) и 15(11), при этом ширина раскрытия трещин не должна превышать значений, указанных в СНиП 2.03.01—84.

Если при проектировании нет уверенности, что предложенные отступления от требований табл. 13(9)—15(11) будут выполнены, то в проекте непременно должны присутствовать чертежи конструкций, рассчитанных по требованиям табл. 13(9)—15(11). Особенно это положение необходимо учитывать при разработке чертежей типовых конструкций.

Примеры пользования табл. 13(9)—15(11) приведены ниже.

Пример 1. Условия приняты по примеру 3 разд. 2.

Требуется определить проектные требования для предварительно напряженных железобетонных ферм, армированных стержневой арматурой класса А-IV, принятых в качестве несущей конструкции покрытия цеха электролиза водных растворов хлористого натрия. Среда цеха — среднеагрессивная.

По табл. 13(9) для среднеагрессивной среды находим, что нижний пояс фермы, армированный сталью масса A-IV I группы, должен рассчитываться как элемент третьей категории требований к трещиностойкости. Предельно допустимая ширина непродолжительного раскрытия трещин в нижнем поясе не должна превышать 0,15 мм, а при длительно действующих нагрузках должна быть не более 0,1 мм. Величина защитного слоя бетона до поверхности арматуры по табл. 14(10) составляет 20 мм, бетон марки по водонепроницаемости W6.

Элементы решетки и верхнего пояса фермы, выполненные без предварительного напряжения арматуры, рассчитываются как элементы третьей категории требований к трещиностойкости с предельно допускаемой шириной непродолжительного раскрытия трещин не более 0,2 мм, а продолжительного раскрытия трещины не более 0,15 мм. Защитный слой для элементов решетки и верхнего пояса ферм должен приниматься не менее 20 мм, бетон марки по водонепроницаемости W6.

Поверхностная защита фермы назначается в соответствии с требованиями разд. 4.

3.8 (2.20). Толщина защитного слоя бетона в конструкциях для агрессивных сред определяется как минимальное расстояние от поверхности конструкции до поверхности любого ближнего арматурного стержня. При этом защитный слой бетона в конструкциях должен быть не менее величин, указанных в СНиП 2.03.01—84.

Минимальную толщину защитного слоя бетона конструкций полок ребристых плит и полок стеновых панелей допускается принимать равной 15 мм для слабоагрессивной и среднеагрессивной степеней воздействия газообразной среды и равной 20мм — для сильноагрессивной степени независимо от класса арматурных сталей.

Минимальную толщину защитного слоя монолитных конструкций следует принимать на 5 мм более значений, указанных в табл. 14(10), 15(11).

Для торцов поперечных и продольных стержней арматурных каркасов толщина защитного слоя бетона до арматуры должна быть не менее 10 мм.

Толщина защитного слоя бетона у арматуры второстепенных ребер плит может приниматься не менее величины защитного слоя полок этих плит.

Защитный слой бетона до арматуры или стальных закладных деталей в замоноличиваемых узлах конструкций, а также проницаемость бетона должны удовлетворять требованиям табл. 14(10) и 15(11).

При невозможности выполнения этого условия следует предусматривать защиту арматуры и стальных закладных деталей, находящихся в пределах стыка, металлическими покрытиями.

Для обеспечения требуемой толщины защитного слоя бетона и проектного положения арматуры следует предусматривать установку под арматуру специальных прокладок из пластмассы, полиэтилена, капрона и др. или из плотного цементно-песчаного раствора.

При использовании пластмассовых фиксаторов следует учитывать возможность образования трещин в растянутой зоне бетона и коррозии арматуры в агрессивных средах.

Уменьшить опасность коррозии арматуры можно применением фиксаторов, конструкция которых уменьшает возможность образования трещин, например, фиксаторов с развитой боковой поверхностью, а также фиксаторов из цементно-песчаного раствора (состава 1:1,5 или 1:2 с В/Ц = 0,5), проницаемость которого должна быть не выше проницаемости бетона конструкции.

К фиксаторам предъявляются также следующие общие требования: легкость установки, устойчивость в рабочем положении, способность выдерживать без деформаций вес арматурного каркаса и нагрузок от бетонной смеси при заполнении формы.

3.9 (2.25; 2.26). Применение конструкционных легких бетонов в несущих конструкциях, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, допускается при условии соответствия бетонов требованиям норм по проницаемости и способности пассивировать стальную арматуру. Марка легких бетонов по водонепроницаемости должна удовлетворять требованиям табл. 14(10) и 15(11).

Для бетонов на пористых заполнителях допускается отклонение показателя водопоглощения в большую сторону от значений, приведенных в табл. 3(1) при условии соответствия по проницаемости бетонам по прямым показателям (для жидких сред по показателю водонепроницаемости и коэффициенту фильтрации, для газообразных сред — по эффективному коэффициенту диффузии).

При этом водопоглощение по объему не должно превышать 14 %.

Косвенным показателем проницаемости легких бетонов также является «истинное» водоцементное отношение, которое определяется как отношение разности количества воды затворения бетона и количества воды, поглощаемой пористым заполнителем в течение 1 ч, к массе цемента.

«Истинное» водоцементное отношение для легких бетонов марок по водонепроницаемости W4, W6 и W8 не должно превышать соответственно 0,5; 0,4 и 0,35.

В случаях, когда нет возможности экспериментальной проверки «истинного» В/Ц, показатель В/Ц принимается по табл. 3(1) с учетом примеч. 2.

Пассивирующая способность бетона на пористых заполнителях может быть снижена за счет гидравлической активности самого заполнителя, усиливающейся при тепловой обработке, особенно при автоклавном твердении.

Гидравлическая активность заполнителя зависит от химического состава и крупности зерен заполнителя. Определяющим в химическом составе заполнителя является содержание активных алюминатов Аl₂O₃ и двуокиси кремния SiO₂ Наибольшей активностью обладают мелкие фракции пористого заполнителя £ 0,3 мм.

Гидравлическая активность мелкого пористого заполнителя устанавливается ускоренным методом, приведенным в прил. 6. Мелкий пористый заполнитель по гидравлической активности подразделяется на три группы в соответствии с табл. 16.

Таблица 16

* Расход цемента в зависимости от состава бетона и активности заполнителей определяется расчетом.

Для обеспечения первичного (на стадии изготовления и твердения) пассивирующего действия бетона для средне- и сильно-гидравлически активного мелкого заполнителя необходимо рассчитывать минимальное количество цемента по формуле

Ц = К S П а 100/(0,43a С₃S + 0,11 b С₂S),

где содержание С₃S и С₂S в %; К — коэффициент запаса, принимаемый 1,25; П — количество отдельных фракций активных заполнителей, кг/м³ бетона; а — количество СаО, которое может быть связано 1 кг заполнителя различных фракций, кг/кг; a и b — степень гидратации алита и белита к моменту окончания термообработки бетона (принимается соответственно 0,8 и 0,6); С₂S учитывается при количествах свыше 25 %.

Пример 2. В 1 м³ бетона содержится 354 кг пористого песка. Гидравлическая активность (средняя по фракциям), определенная по прил. 6, составила 120 мг/г, т. е. 1 кг пористого песка связывает 0,12 кг СаО. Количество С₃S в цементе 62%, С₂S —17%. Отсюда по формуле

Ц = 100×1,25×354×0,12/(0,43×0,8×62) = 249 кг.

При принятых в расчете параметрах такое содержание цемента обеспечит первичную пассивность арматурной стали в бетоне.

3.10 (2.27). Конструктивно-теплоизоляционные легкие и ячеистые бетоны в ограждающих конструкциях зданий с агрессивными средами имеют ограниченную область применения. Область применения и требования к таким конструкциям приведены в табл. 17(12).

Таблица 17(12)

Примечания: 1. Марка по водонепроницаемости изолирующего слоя из тяжелого или легкого конструкционного бетона должна соответствовать требованиям табл. 14(10).

2. Группы лакокрасочных покрытий приведены в табл. 18(13).

В зданиях с влажным или мокрым режимом помещений при наличии в качестве агрессивного компонента только углекислого газа (например, производственные помещения животноводческих зданий) допускается применение ограждающих конструкций из легких и ячеистых бетонов с защитными мерами, как для слабоагрессивной среды, табл. 17(12).

Кроме того, в конструкциях из легких бетонов можно заменить изолирующий слой на фактурный (однослойные конструкции) при толщине защитного слоя бетона не менее 30 мм.

При этом необходимо применять следующие дополнительные защитные меры:

в слабоагрессивной среде в бетонную смесь следует вводить ингибиторы коррозии стали или наносить на поверхность конструкции со стороны помещения цементно-латексное покрытие толщиной 2 мм;

в среднеагрессивной среде защиту конструкций следует осуществлять одним из следующих способов: введением в бетонную смесь ингибиторов коррозии стали с гидрофобизацией внутренней поверхности конструкций кремнийорганическими жидкостями; цементно-латексным покрытием конструкций со стороны помещения толщиной 3 мм; защитой стальной арматуры специальными обмазками при гидрофобизации внутренней поверхности конструкций кремнийорганическими жидкостями.

3.11 (2.28). Конструкции из армоцемента допускается применять в слабоагрессивной газообразной и твердой средах. В газообразной среде толщина защитного слоя должна быть не менее 4 мм, водопоглощение бетона — не более 8 % при защите арматурных сеток и проволок цинковым покрытием толщиной не менее 30 мкм или при защите поверхности конструкций лакокрасочным покрытием III группы. В твердой среде в дополнение к указанным мерам следует осуществлять одновременно защиту арматуры цинковым покрытием и поверхности конструкции лакокрасочными материалами.

4. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ ПОВЕРХНОСТЕЙ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (ВТОРИЧНАЯ ЗАЩИТА)

4.1 (2.31). Защита от коррозии поверхностей бетонных и железобетонных конструкций предусматривается со стороны непосредственного воздействия агрессивной среды и осуществляется:

лакокрасочными покрытиями — при действии газообразных и твердых сред (аэрозоли);

лакокрасочными толстослойными (мастичными) покрытиями — при действии жидких сред;

оклеечными покрытиями — при действии жидких сред, в грунтах, в качестве непроницаемого подслоя в облицовочных покрытиях;

облицовочными покрытиями, в том числе из полимербетонов — при действии жидких сред, в грунтах, в качестве защиты от механических повреждений оклеечного покрытия;

пропиткой (уплотняющей) химически стойкими материалами — при действии жидких сред; в грунтах;

гидрофобизацией — при периодическом увлажнении водой или атмосферными осадками, образовании конденсата, в качестве обработки поверхности до нанесения грунтовочного слоя под лакокрасочные покрытия.

Лакокрасочные, оклеечные и облицовочные покрытия в соответствии с их защитными свойствами подразделяются на четыре группы (защитные свойства групп покрытий повышаются от первой к четвертой).

Необходимость защиты поверхностей конструкций, группы принимаемых покрытий и примерная их толщина приведены в табл. 18(13).

Таблица 18(13)

* Покрытия I и II групп следует применять при наличии требований к отделке.

** Покрытия III группы следует применять в среде при наличии газов группы В и при влажном и мокром режиме помещений (или во влажной зоне), а также для защиты внутренней поверхности ограждающих конструкций из легких и ячеистых бетонов.

*** Толстослойные (мастичные) покрытия могут применяться при наличии твердой агрессивной среды в виде сыпучих минеральных солей и агрессивных грунтов выше уровня грунтовых вод.

Не допускается применение в жидких органических средах (масла, нефтепродукты, растворители) лакокрасочных покрытий, рулонных, листовых материалов, а также композиций герметиков на основе битума.

Защиту поверхностей наземных и подземных железобетонных конструкций следует назначать исходя из условия возможности возобновления защитных покрытий. Для подземных конструкций, вскрытие и ремонт которых в процессе эксплуатации практически исключены, необходимо применять материалы, обеспечивающие защиту конструкций на весь период их эксплуатации.

4.2. (2.32). Защита бетонных поверхностей надземных конструкций, эксплуатирующихся в газообразных и твердых агрессивных средах, осуществляется, как правило, лакокрасочными материалами.

Лакокрасочные защитные покрытия, применяемые в строительстве, делятся на два типа: атмосферостойкие (а — стойкие на открытом воздухе, ан — под навесом) а для внутренних работ (п — в помещениях).

К атмосферостойким покрытиям и покрытиям для внутренних работ в зависимости от условий эксплуатации по агрессивности среды, температуре и нагрузке могут предъявляться требования химической стойкости (х — химически стойкие, в — водостойкие, м — маслостойкие, к — кислотостойкие, щ — щелочестойкие, б — бензостойкие, т — термостойкие, тр — трещиностойкие).

Трещиностойкие лакокрасочные покрытия следует предусматривать для конструкций, деформации которых сопровождаются раскрытием трещин в пределах, указанных в табл. 13(9) и 15(11).

К числу химически стойких лакокрасочных материалов относятся эпоксидные, эпоксидно-фенольные, перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, хлоркаучуковые, на основе хлорсульфированного полиэтилена, хлорнаиритовые, тиоколовые.

Системы лакокрасочных покрытий включают грунтовочные и покрывные защитные слои. В качестве грунтовок по бетону обычно служат лаковые и эмульсионные составы.

Толщина одного слоя лакокрасочного покрытия зависит от способа его нанесения. Система покрытий в зависимости от числа защитных слоев может иметь различную общую толщину, которая назначается в соответствии с табл. 18(13). Система покрытия при правильно выбранном виде лакокрасочного материала определяет защитные свойства покрытия в данной агрессивной среде.

Требуемую толщину покрытия следует стремиться получать нанесением наименьшего числа слоев, но не менее двух (для обеспечения перекрытия микропор).

Характеристика лакокрасочных материалов по типу пленкообразующего, группы покрытий и некоторые технологические параметры приведены в табл. 19. Более подробные данные по составу лакокрасочных покрытий и технологий их нанесения приведены в соответствующих нормативных документах по защите от коррозии лакокрасочными покрытиями.

Таблица 19

Продолжение табл. 19

4.3. Защита поверхностей подземных конструкций выбирается в зависимости от условий эксплуатации с учетом вида конструкций, их массивности, технологии изготовления и возведения.

А (2.34, 2.35). Наружные боковые поверхности подземных конструкций зданий и сооружений (фундаментов, тоннелей, каналов, коллекторов и т.п.), а также ограждающих конструкций подвальных помещений (стен, полов), подвергающихся воздействию агрессивных грунтовых и производственных вод, защищаются, как правило, мастичными, оклеечными или облицовочными покрытиями (рекомендуемое прил. 5 СНиП 2.03.11—85). Тип покрытия, его группа и рекомендуемые варианты приведены в табл. 20. Выбор типа изоляции приведен в прил. 7. Химическая стойкость изоляционных материалов приведена в прил. 8.

Таблица 20

При применении рулонной изоляции для защиты боковых поверхностей, последнюю необходимо заводить под подошву фундамента.

При наличии водорастворимых солей свыше 1 % массы грунта для районов со средней месячной температурой самого жаркого месяца свыше 25 °С при средней месячной относительной влажности воздуха менее 40 % необходимо устройство гидроизоляции всех поверхностей фундаментов. Для цокольной части зданий, эксплуатирующихся в указанных условиях, следует принимать бетон марки по водонепроницаемости не менее W6.

Под подошвы бетонных и железобетонных фундаментов следует предусматривать устройство подготовки и изоляции, стойкой к воздействию агрессивной среды. Для защиты подошв фундаментов, расположенных в уровне агрессивных грунтовых вод (с учетом возможности их повышения), необходимо предусматривать:

в кислых слабо- и среднеагрессивных средах — устройство щебеночной подготовки толщиной 100—150 мм из плотных изверженных пород с последующей укладкой слоя кислотостойкого асфальта, а в сильноагрессивных кислых средах — дополнительно по кислотостойкому асфальту наклеивать два слоя рулонной изоляции с последующей укладкой слоя кислотостойкого асфальта;

в сульфатных слабо- и среднеагрессивных средах — устройство щебеночной подготовки толщиной 100—150 мм с проливкой горячим битумом с последующей подготовкой из бетона или цементно-песчаного раствора или слоя горячей асфальтовой мастики, а для сильноагрессивных сульфатных сред — подготовки из бетона или цементно-песчаного раствора на сульфатостойком портландцементе.

Защиту поверхностей фундаментов, располагаемых в сезонно-оттаивающем слое грунта (в районах вечной мерзлоты), следует осуществлять устройством дренирующей песчаной подсыпки d~60 см от поверхности грунта или устройством теплоизоляционного слоя (например, обшивка пропитанными деревянными щитами или слоем асфальтокерамзитобетона). Такая защита снижает количество циклов замораживания и оттаивания, сдерживает коррозионные процессы в бетоне за счет устранения испаряющих поверхностей. При этом исключается применение традиционной поверхностной защиты конструкций (обмазочной или оклеечной изоляции или пропитки), обусловливающих в указанных условиях накопление влаги в бетоне конструкций.

Б (2.37). Поверхности забивных и погружаемых вибрацией свай должны быть защищены механически прочными покрытиями или пропиткой, сохраняющими защитные свойства в процессе погружения. При этом бетон для свай следует принимать марки по водонепроницаемости не ниже W6.

Бетон свай, предназначенных к эксплуатации в агрессивных сульфатных средах, должен выполняться с применением сульфатостойких или низкоалюминатных цементов.

При защите поверхности свай лакокрасочными (мастичными) покрытиями или пропиткой несущую способность забивных свай следует уточнять путем испытаний.

При пропитке бетонов термопластичными материалами (битум, каменноугольный пек и т.д.) основным условием является обеспечение оптимальной величины условной вязкости пропиточного материала, достигаемой либо нагреванием его выше температуры плавления, либо растворением в органических растворителях.

Пропитка расплавленными битумами, пеком и разогретым до высоких температур (100 °С и выше) петролатумом, мазутом и т.д. требует предварительной сушки изделий.

Для защиты свай и других подземных конструкций в сильноагрессивных средах допускается применение низкотемпературной пропитки (t = 18—20 °С) бетонов с равновесной влажностью (Рекомендации по низкотемпературной пропитке железобетонных свай и фундаментов полимерными материалами, М., 1983).

Из-за возможных механических повреждений покрытий при забивке свай минимальная величина сцепления покрытия с бетоном должна быть не менее 0,4 МПа.

Виды и варианты защитных покрытий и пропиток свайных фундаментов приведены в рекомендуемом прил. 5 СНиП 2.03.11—85 и в табл. 20 настоящего Пособия.

Применение битумных покрытий для свай, предназначенных для забивки в песчаные, гравелистые или другие грунты с большим количеством включений гравия и т. п., не рекомендуется.

4.4 (2.35—2.36). При наличии в производстве жидких агрессивных сред бетонные и железобетонные фундаменты под металлические колонны и оборудование, а также участки поверхностей других конструкций должны выступать над уровнем пола не менее чем на 300 мм.

В случае невозможности выполнения данного требования должно предусматриваться обетонирование нижних участков колонн на высоту не менее 300 мм выше уровня пола с защитой от попадания агрессивных сред отгибом вверх рулонной изоляции пола на высоту 300 мм.

Изоляция фундаментов и пола должна быть сплошной и единой, а для ее сохранности следует предусматривать устройство температурных компенсаторов или других мероприятий. Для компенсаторов могут быть использованы нержавеющая сталь, полиизобутилен по черной стали и т. п.

Деформационные швы устраиваются, как правило, в местах расположения швов сооружения. Их герметизация осуществляется заполнением эластичными мастиками.

В сухих грунтах, а также в зоне капиллярного поднятия (при неагрессивных грунтовых водах) швы могут герметизироваться битумом с волокнистым наполнителем (асбестом) или мастикой битуминоль.

При слабой степени агрессивности среды деформационный шов может быть выполнен с применением в качестве компенсатора оцинкованной стали, при средней и сильной — нержавеющей стали или полиизобутилена.

При систематическом попадании на фундаменты жидкостей средней и сильной степени агрессивного воздействия необходимо предусматривать устройство поддонов под оборудованием и трубопроводами.

Участки поверхностей конструкций, где невозможно технологическими мероприятиями избежать облива или обрызга агрессивными жидкостями, должны иметь местную дополнительную защиту оклеечными, облицовочными или другими покрытиями.

Трубопроводы подземных коммуникаций, транспортирующие агрессивные по отношению к бетону или железобетону жидкости, должны быть расположены в каналах или тоннелях и быть доступны для систематического осмотра.

Сточные лотки, приямки, коллекторы, транспортирующие агрессивные жидкости, должны быть удалены от фундаментов зданий, колонн, стен, фундаментов под оборудование не менее чем на 1 м.

В случае если температура технологических жидкостей внутри труб выше 60 °С, состав мастик для заливки швов назначается с соответствующей термостойкостью.

4.5 (2.38). Для конструкций, в которых устройство защиты поверхности затруднено (буронабивные сваи, конструкции, возводимые методом «стена в грунте», и т. п.), необходимо применять первичную защиту с использованием специальных видов цементов, заполнителей, подбором составов бетона, введением добавок, повышающих стойкость бетона, и т. п.

4.6 (2.39). В деформационных швах ограждающих конструкций должны быть предусмотрены компенсаторы из оцинкованной, нержавеющей или гуммированной стали, полиизобутилена или других материалов и установка их на химически стойкой мастике с плотным закреплением. Конструкция деформационного шва должна исключать возможность проникания через него агрессивной среды. Герметизация стыков и швов ограждающих конструкций должна быть предусмотрена путем заполнения зазоров герметиками.

4.7 (2.40—2.46). Защиту от коррозии поверхностей необетонируемых стальных закладных деталей и соединительных элементов сборных железобетонных конструкций в зависимости от их назначения и условий эксплуатации следует производить лакокрасочными, металлическими (цинковыми или алюминиевыми) или комбинированными покрытиями (лакокрасочными по металлизационному слою), по табл. 21. Возможно также применение термодиффузионных цинковых покрытий в соответствии с прил. 14 к СНиП 2.03.11—85.

Таблица 21

Закладные и соединительные детали элементов здания, возводимых в сейсмических районах, на просадочных грунтах и на подрабатываемых территориях, необходимо в слабоагрессивной среде при нормальном влажном режиме помещения защищать металлическими покрытиями.

При соответствующем технико-экономическом обосновании могут быть применены другие системы покрытий, например протекторные грунты на жидкостекольной или лакокрасочной основе, органосиликатные покрытия, ингибированные консистентные смазки, или допущен лимитированный коррозионный износ. Каждый случай применения защитных систем, не предусмотренных СНиП 2.03.11—85, должен быть согласован с проектной организацией — автором проекта здания или сооружения и автором СНиП 2.03.11—85.

Степень агрессивного воздействия среды на необетонируемые поверхности закладных и соединительных деталей определяется как к элементам металлических конструкций по разд. 5 СНиП 2.03.11—85.

Выбор групп и систем лакокрасочных, металлических и комбинированных покрытий производится по табл. 29 и прил. 14 СНиП 2.03.11—85.

Толщина металлизационных покрытий и металлизационного слоя в комбинированных покрытиях должна быть для цинковых и алюминиевых покрытий не менее 120 мкм. Толщина цинковых покрытий, получаемых горячим цинкованием, должна быть не менее 50 мкм, а гальваническим способом — не менее 30 мкм.

При толщине слоя алюминиевого покрытия свыше 120 мкм следует перед соединением закладных деталей сваркой удалять покрытие с места наложения сварного шва.

Алюминиевые металлизационные покрытия применяются для защиты закладных деталей наряду с цинковыми покрытиями. Алюминиевые покрытия закладных деталей в целях предотвращения от повреждения бетоном предварительно, до установки их в формы, подвергаются специальной гидротермальной обработке паром в соответствии с «Рекомендациями по антикоррозионной защите стальных закладных деталей и сварных соединений сборных железобетонных и бетонных конструкций покрытиями на основе алюминия» (М., 1972).

Алюминиевые покрытия необходимо предусматривать для защиты закладных деталей в конструкциях из бетонов автоклавного твердения, а также в конструкциях зданий и сооружений, в атмосфере которых цинковые покрытия не являются достаточно стойкими (при наличии сернистого газа, сероводорода и др.).

При нанесении покрытий степень подготовки поверхности под покрытие должна соответствовать требованиям табл. 30 СНиП 2.03.11—85.

Закладные детали и соединительные элементы, находящиеся внутри стыков ограждающих конструкций, в которых возможно выпадение конденсата или увлажнение атмосферными осадками (например, при дожде с ветром) вследствие недостаточной герметичности стыков, следует защищать металлическими покрытиями, а в зданиях с агрессивными газами — комбинированными покрытиями.

Защиту от коррозии закладных деталей и соединительных элементов допускается не производить, если они необходимы только на период монтажа конструкций или до стабилизации неравномерных осадок здания (когда срок стабилизации не превышает 10 лет, а степень агрессивного воздействия среды не является средней или сильной, при влажном или мокром режиме помещения) и если при этом появление ржавчины на их поверхности в период эксплуатации здания не вызовет нарушения эстетических требований. Допускается также не наносить защитные покрытия на участке закладных деталей и соединительных элементов, обращенных друг к другу плоскими поверхностями (типа листовых накладок), свариваемыми по всему контуру.

Незащищенные закладные детали перед установкой в формы для бетонирования очищают от пыли, грязи, ржавчины и других загрязнений.

Для защиты поверхностей элементов, полностью доступных для возобновления на них покрытий в процессе эксплуатации, независимо от степени агрессивного воздействия среды могут предусматриваться лакокрасочные покрытия.

Во избежание повреждения металлического (неорганического или кремнийорганического) покрытия с тыльной стороны закладной детали при монтажной сварке рекомендуется для изготовления таких деталей применять стальные элементы (лист, полосу, профиль) толщиной не менее 6 мм.

При защите поверхности железобетонных элементов и закладных деталей лакокрасочными или комбинированными покрытиями следует по возможности выбирать одно и то же лакокрасочное покрытие.

При защите комбинированными или лакокрасочными покрытиями нанесение последних на лицевую поверхность закладной детали осуществляется после проведения монтажной сварки и защиты сварного шва.

Восстановление разрушенного покрытия на сварном шве и близлежащих участках закладной и соединительной деталей должно осуществляться с помощью тех же систем покрытия, что и защита лицевой части. При наличии соответствующих обоснований восстановление покрытия на сварном шве может производиться другими системами покрытий (например, протекторными грунтами на жидкостекольной и лакокрасочной основе и др.), обеспечивающими требуемую долговечность.

Пример 1. В атмосфере отапливаемого цеха с нормальным влажностным режимом присутствует сернистый ангидрид со средней концентрацией 50 мг/м³. Необходимо выбрать защиту для необетонируемых закладных деталей, недоступных в процессе эксплуатации для возобновления на их поверхности защитных покрытий. По прил. 1(1) определяем, что среда цеха характеризуется наличием газов группы С.

По табл. 24 СНиП 2.03.11—85 определяем, что по отношению к металлическим элементам воздушная среда цеха является среднеагрессивной. По табл. 21 настоящего Пособия находим, что для защиты закладных и соединительных деталей следует применять комбинированные покрытия. В соответствии с табл. 29 СНиП 2.03.11—85 выбираем защитное покрытие системы IIIх-4(110) или IIIх-2(60).

Для первой системы по прил. 14 СНиП 2.03.11—85 назначаем горячее цинковое покрытие толщиной 60 — 100 мкм, а для второй системы — металлизационное (наносимое газотермическим напылением) цинковое или алюминиевое (со специальной обработкой) покрытие толщиной 120 — 180 мкм.

По горячему цинковому покрытию (табл. 29 СНиП 2.03.11—85) должны быть нанесены четыре слоя химически стойкого лакокрасочного покрытия III группы общей толщиной (включая грунтовку) 110 мкм, которые по прил. 15 СНиП 2.03.11—85 могут быть эпоксидными, перхлорвиниловыми и др. с соответствующими грунтовками.

По металлизационному покрытию (табл. 29 СНиП 2.03.11—85) должны быть нанесены два слоя химически стойкого лакокрасочного покрытия III группы общей толщиной 60 мкм. Конкретная система лакокрасочного покрытия также выбирается в соответствии с прил. 15 СНиП 2.03.11—85.

4.8 (2.47—2.49). Полы производственных зданий с агрессивными средами должны проектироваться в соответствии с требованиями СНиП и обладать химической стойкостью и непроницаемостью для агрессивных растворов данного производства (кислот, солей и щелочей, органических растворителей и масел).

Полы, кроме своего обычного назначения, должны служить на нижних этажах защитой от проникания технологических растворов в грунт, а на междуэтажных перекрытиях предохранять несущие конструкции от разрушения.

Конструкция пола включает следующие элементы: покрытие, прослойку, гидроизоляцию с защитным слоем, стяжку, подстилающий слой и элемент защиты подстилающего слоя снизу (в полах на грунте при наличии агрессивных грунтов или грунтовых вод).

Материалы, применяемые для полов предприятий с агрессивными средами, приведены в табл. 22.

Таблица 22

А. Выбор гидроизоляции пола определяется степенью агрессивности жидких сред и интенсивностью их воздействия (интенсивность воздействия принимать по СНиП.

При малой интенсивности и слабой степени агрессивного воздействия среды должна быть предусмотрена окрасочная изоляция.

При средней и большой интенсивности воздействия слабоагрессивных жидких сред или при малой интенсивности воздействия средне- и сильноагрессивной среды следует предусматривать оклеечную изоляцию, выполняемую из рулонных материалов на основе битумов или рулонных и листовых полимерных материалов.

При большой интенсивности воздействия сильноагрессивной среды должна предусматриваться усиленная оклеечная изоляция. Усиленная изоляция должна предусматриваться также под каналами и сточными лотками с распространением ее на расстояние 1 м в каждую сторону.

При проектировании полов на грунте в случае средней и большой интенсивности воздействия, средне- и сильноагрессивных сред должна дополнительно предусматриваться изоляция под подстилающим слоем независимо от наличия грунтовых вод и их уровня.

Б. Покрытие пола, непосредственно воспринимающее воздействие агрессивных жидкостей, выполняется монолитным (из цементно-песчаного, кислотостойкого силикатного, полимерного растворов, мастик и т. п.), из штучных химически стойких материалов на химически стойких мастиках и замазках, из листовых и рулонных химически стойких материалов.

Химическая стойкость материалов для покрытий полов в зависимости от вида и концентрации агрессивных жидкостей приведена в прил. 9.

В случае устройства полов на открытых этажерках и площадках при возможном попеременном их замораживании и оттаивании материал прослойки и покрытия должен обладать требуемой для данных условий эксплуатации морозостойкостью.

При выборе материалов, образующих конструкцию химически-стойких полов, следует руководствоваться технико-экономическими соображениями.

В. При проектировании полов в зданиях цехов с агрессивными средами особое внимание следует уделять мероприятиям, обеспечивающим непроницаемость деталей водосливных и водоотводящих устройств, деформационных швов, примыканий к фундаментам, колоннам, стенам, технологическим проемам и местам прохода через перекрытия подвесного оборудования, а также коммуникаций.

Нижние участки стен и колонн следует защищать плинтусами высотой не менее 300 мм из материалов, применяемых для устройства покрытия пола, с обязательным заведением в конструкцию плинтуса гидроизоляции.

Проемы для трубопроводов, проходящих через междуэтажные перекрытия, следует выполнять с таким расчетом, чтобы просвет между трубой и стенкой проема был не менее 10 мм.

В проемы следует вставлять металлические или пластмассовые патрубки соответствующих диаметров. Вокруг проемов необходимо установить бортики высотой не менее высоты плинтусов, а пространство вокруг трубопровода изолировать.

Места расположения технологической аппаратуры для предотвращения растекания проливов технологических растворов на поверхности пола следует окаймлять ограждающими бортиками. Гидроизоляция бортиков должна составлять с гидроизоляцией пола одно целое.

Такие места должны проектироваться обязательно с жидкостеотводящими устройствами.

Для отвода смывных вод и технологических агрессивных растворов с полов должны предусматриваться сточные каналы и лотки, доступные для осмотра, с максимальной протяженностью их прямолинейных участков.

Каналы, лотки и приямки для отвода смывных вод следует располагать таким образом, чтобы приямки, из которых жидкость удаляется по трубам, находились у наружных стен. Трубы от приямков до первого колодца необходимо укладывать в каналы, имеющие уклон в сторону последнего.

Фундаменты под оборудование, располагаемые на уровне пола. или выше, должны иметь единую с конструкцией пола сплошную гидроизоляцию. Для сохранения целостности следует предусматривать устройство компенсаторов или другие подобные меры.

Деформационные швы в полах и перекрытиях следует устраивать в местах расположения деформационных швов здания.

Деформационные швы в полах с уклонами для стока жидкостей должны совпадать с водоразделами полов.

Заполнять деформационные швы необходимо эластичной прослойкой из мастики с волокнистыми наполнителями (асбест).

5. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ КОНСТРУКЦИЙ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Емкостные сооружения

5.1 (2.57—2.60), При проектировании емкостных сооружений, предназначенных для хранения жидких агрессивных сред, рекомендуется учитывать способ установки и размещение конструкций емкостей, обеспечивать контроль за состоянием самих железобетонных конструкций и антикоррозионного защитного покрытия в период эксплуатации и отвечать требованиям ГОСТ 12.3.016—87.

Конструкции емкостных наливных сооружений с агрессивной средой не должны являться одновременно конструкциями зданий.

Не допускается:

а) использование в качестве опор для стен, колонн и перекрытий зданий элементов железобетонных сооружений, находящихся в контакте со средне- и сильноагрессивными средами; устройство опор и колонн внутри сооружения;

б) устройство смежных стен (перегородок) в сооружениях, предназначенных под налив различными по степени агрессивности средами;

в) наличие металлических скоб и упоров на внутренней поверхности сооружения;

г) прокладка трубопроводов в толще бетона днищ и заделка в бетон труб из полимерных материалов.

При проектировании железобетонных сооружений, устанавливаемых на фундаменте, конструкция последнего должна исключать просадку сооружения.

При проектировании железобетонных емкостей, заглубленных в грунт, следует предусматривать: контрольные колодцы, количество которых должно быть не менее двух.

Допускается использовать в качестве контрольных колодцы, которые предусматриваются в местах подсоединения коммуникаций к штуцерам сооружения.

При проектировании сооружений выше уровня грунта следует учитывать возможность промерзания стенок и в связи с этим предусматривать мероприятия (например, обваловку), исключающие возможность промерзания и деформацию защитного покрытия.

Проект строительной части емкостных железобетонных сооружений должен содержать указания о необходимости проверки сооружений на герметичность до начала защитных работ по соответствующим нормативным документам.

Для емкостей, расположенных в грунте, должны быть даны указания об испытании на герметичность до выполнения обратной засыпки грунта и устройства наружной гидроизоляции или защиты от коррозии.

Нагревательные элементы, установленные внутри емкости с защитным покрытием, кроме футеровочного и комбинированного футеровочного покрытия, следует располагать на расстоянии не менее 50 мм, а отверстия паровых барботеров — не менее 200 мм от поверхности защитного покрытия.

Отверстия для выхода пара и воздуха в барботерах должны быть направлены в сторону от защитного покрытия.

Установку мешалок следует предусматривать на расстоянии не менее 300 мм от поверхности футеровочного покрытия днища или устанавливать под мешальными устройствами подкладные листы из нержавеющей стали или других материалов, устойчивых против коррозии и абразивного износа в среде данной емкости.

Проектирование защиты от коррозии внутренних поверхностей емкостных сооружений (емкости для кислотных и щелочных растворов, растворов солей, воды, нефти и нефтепродуктов, очистные сооружения и т. п., именуемые в дальнейшем емкости) производится в зависимости от вида и степени агрессивного воздействия среды.

Степень агрессивного воздействия жидких сред для емкостных сооружений определяется по табл. 5(5) — 8(8).

Для внутренних поверхностей днищ и стенок резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов воздействие на конструкции сырой нефти и мазута следует оценивать как среднеагрессивное, а воздействие дизельного топлива и керосина — как слабоагрессивное. Для внутренних поверхностей покрытия резервуаров воздействие перечисленных жидкостей следует оценивать как слабоагрессивное.

Требования к железобетонным конструкциям емкостных сооружений в зависимости от степени агрессивного воздействия среды следует принимать по табл. 15(11).

В емкостных сооружениях для нефти и нефтепродуктов должен быть применен бетон марки по водонепроницаемости не менее W8.

Выбор группы и вида защитных покрытий производится по табл. 18(13).

Наружные поверхности емкостных сооружений следует защищать в соответствии с требованием разд. 4 настоящего Пособия.

Емкости, заглубленные в грунт, должны иметь наружную гидроизоляцию, исключающую попадание капиллярной влаги и агрессивных грунтовых вод к поверхности железобетона.

Наружная оклеечная гидроизоляция выполняется в соответствии с разд. 4.

Покрытия для защиты внутренних поверхностей емкостных сооружений должны удовлетворять следующим требованиям:

быть стойкими к агрессивной среде, прочными, устойчивыми к абразивному истиранию, механическим нагрузкам;

обеспечивать длительную эксплуатацию защищаемых емкостей, работоспособность в заданных условиях;

быть технологичными при выполнении и ремонтопригодными.

Для защитных покрытий применяют специальные химически стойкие лакокрасочные материалы, в том числе армированные.

Армированные лакокрасочные покрытия представляют собой химически стойкие лакокрасочные покрытия, упрочненные слоем стеклоткани. Армированные лакокрасочные покрытия применяют в виде самостоятельных антикоррозионных покрытий, а также для создания непроницаемого подслоя в комбинированных конструкциях защитных покрытий. Они обладают механической прочностью и стойкостью к абразивным воздействиям.

Из мастичных покрытий применяются жидкие резиновые смеси, эпоксидно-сланцевые покрытия и др.

Из листовых покрытий для антикоррозионной защиты емкостей применяются профилированный полиэтилен, активированная полиэтиленовая пленка, поливинилхлоридный пластикат и т.д. Футеровочные покрытия предусматриваются по лакокрасочному или мастичному покрытиям при наличии абразивных воздействий.

Футеровочные комбинированные покрытия включают в себя один или несколько слоев штучных кислотоупорных материалов (кирпич, углеграфитовые материалы, каменное литье и т.д.) на химстойких замазках (силикатных, на основе огранических смол и т.д.) и непроницаемый подслой (листовые термопласты и т.д.).

При этом необходимо обеспечивать: допустимую температуру на непроницаемом подслое; статическую устойчивость футеровки; механическую прочность футеровки.

Штучные кислотоупорные материалы обеспечивают допустимую для непроницаемого подслоя температуру на его поверхности и защищают его от механических нагрузок и эрозионного воздействия среды, одновременно снижают агрессивность проницающей к непроницаемому подслою, рабочей среды.

Непроницаемый подслой непосредственно защищает корпус от проникающей через поры и дефекты футеровочного слоя агрессивной среды.

Выбор вяжущего для растворов обусловливается характером агрессивной среды (кислота, щелочь, переменная среда, наличие примеси органических продуктов).

Для кислых растворов рекомендуются кислотоупорные силикатные замазки (андезитовая, диабазовая), замазки арзамит. Для щелочных растворов — портландцементный раствор, замазка арзамит-5 и др.

Для переменных сред футеровка штучными материалами может быть выполнена с разделкой швов кислотощелочестойкой замазкой арзамит-5.

В каждом случае при выборе материалов покрытия следует проверить по документам их коррозионную стойкость к каждому из компонентов агрессивной среды.

Рекомендуемые варианты защитных покрытий внутренних поверхностей железобетонных емкостных сооружений приведены в табл. 23.

Таблица 23 (прил. 4)

Условия эксплуатации, обусловленные воздействием повышенной температуры, абразива, предъявляют повышенные требования к долговечности и надежности защиты корпуса.

Крышки футерованных емкостей, расположенные в газовой среде, не подвергаются прямому воздействию жидкой агрессивной среды, что позволяет в большинстве случаев использовать для них более слабую защиту по сравнению с корпусом.

Для штуцеров и люков больших диаметров (400 мм и более) может быть принята та же конструкция защитного покрытия, что и для корпуса аппарата.

Для штуцеров меньшего диаметра в большинстве случаев необходима установка в штуцер вкладышей из химически стойкого в агрессивной среде материала.

Для упрощения оценки условий эксплуатации и выбора защитных мер целесообразно оформлять задание на проектирование антикоррозионной защиты емкостных сооружений и их элементов в форме таблицы, куда включаются сведения по химическому составу агрессивной среды (по компонентам); концентрации компонентов, водородному показателю среды рН; температуре; давлению; наличию абразивных примесей; степени наполнения; месту установки и др.

Ниже приводятся пример оформления задания и примеры выбора защитных покрытий в соответствии с этим заданием для емкости, усреднителя стоков и нефтеловушки.

Пример 1. Емкость для хранения сернокислого алюминия с габаритами 4000´7600´3000 (h). Подробные условия эксплуатации изложены в поз. 1 Задания.

На основании данных граф 5 и 7 Задания определяем вид коррозии Al₂(SO₄)₃ по отношению к бетону.

ФОРМА 1

Заказчик ПСД

Объект (завод, корпус)

Производство

Стадия проектирования

Задание

на проектирование антикоррозионной защиты железобетонных емкостных сооружение

Продолжение формы

Сульфат алюминия является агрессивным компонентом по следующим показателям:

по содержанию соли — 260000 мг/л и по содержанию сульфатов в пересчете на ионы SO₄ — 222000 мг/л (физическая и химическая коррозия III вида). Кроме того, Al₂(SO₄)₃ как соль слабого основания и сильной кислоты опасна и по показателю рН (кислотная коррозия II вида).

Исходя из этого по табл. 5(5) и 6(6) настоящего Пособия оцениваем степень агрессивного воздействия среды как сильноагрессивную к бетону марки по водонепроницаемости W8. Конструкция емкости должна быть выполнена из бетона на сульфатостойком цементе марки по водонепроницаемости W8.

По табл. 18(13) для сильноагрессивной среды могут быть применены мастичные, оклеечные или облицовочные (футеровочные) покрытия IV группы.

Емкость для хранения сернокислого алюминия является ответственным сооружением, внутренняя поверхность которого подвергается абразивным воздействиям, связанным с технологическими особенностями загрузки и растворения продукта.

В соответствии с табл. 23, с учетом особенностей эксплуатации емкости, учитывая опыт проектирования аналогичных сооружений, принимается футеровочное комбинированное покрытие IV группы, вариант I с непроницаемым подслоем из полиизобутилена ПСГ.

В качестве футеровочного слоя принят кислотоупорный кирпич на силикатной замазке, стойкой в кислых средах.

Исходя из условия статической устойчивости футеровки, по подслою, с учетом высоты и конструкции емкости с наклонными стенками, футеровка принята в 1/4 кирпича.

Емкость перекрыта съемными деревянными щитами.

Узел установки сливного штуцера, выполненного из коррозионно-стойкой стали, и другие узлы защиты приводятся на рис. 1.

Рис. 1. Емкость для хранения сернокислого алюминия (перекрытие — съемные деревянные щиты)

а ¾ общий вид емкости; б — узел защиты верхней части корпуса А; в — узел защиты корпуса Б; г — узел защиты корпуса и днища В; д — узел защиты верхней части перегородки Г; е — узел установки штуцера из коррозионно-стойкой стали Д; 1 — корпус и днище железобетонные; 2 — полиизобутилен ПСГ; 3 — кирпич кислотоупорный; 4 — перегородка железобетонная; 5 — решетка металлическая; 6 — штуцер с фартуком из коррозионно-стойкой стали; 7 — химически стойкое уплотнение

Пример 2. Усреднитель хромсодержащих стоков с габаритами 6600´1800´2300 (h). Установлен в здании.

Подробные условия эксплуатации изложены в поз. 2 Задания.

Из перечня компонентов гр. 5 Задания агрессивными являются Na₂Cr₂O₇ и H₂SO₄, которые вызывают коррозию II вида (кислотную) при величине рН = 3 — 4.

По табл. 5(5) при рН = 3 — 4 степень агрессивного воздействия среды к бетону марки по водонепроницаемости W8 оценивается как среднеагрессивная, a W6 — сильноагрессивная.

Принимаем бетон марки по водонепроницаемости W8.

Содержание аммонийной соли (NН₄)₂Сr₂О₇ может оказывать влияние на коррозию бетона, но концентрация соли в растворе мала и в пересчете на ион NH₄⁺ неагрессивна к бетону с маркой по водонепроницаемости W8.

По табл. 18(13) для среднеагрессивной среды могут быть применены мастичные, оклеечные или облицовочные (футеровочные) покрытия III—IV группы.

Усреднитель относится к очистным сооружениям. В соответствии с табл. 23 и «Руководством по проектированию защиты от коррозии железобетонных резервуаров очистных сооружений» (ММСС, СССР, 1981) для среднеагрессивной среды рекомендуется толстослойное лакокрасочное (мастичное) покрытие на основе модифицированных эпоксидных материалов.

Учитывая, однако, опыт проектирования аналогичных емкостей и особенности эксплуатации, принимаем покрытие не III, а IV группы, вариант I эпоксидно-сланцевый состав.

Покрытие принято с учетом малой концентрации компонентов агрессивной среды и экономии дефицитных дорогостоящих эпоксидных материалов в соответствии с ТП 101-81*.

В связи с наличием шлама на днище емкости и необходимостью периодического его удаления предусматриваем по днищу футеровку кислотоупорными штучными материалами.

Принимая во внимание конструктивные особенности емкости и необходимость защиты днища и стенок на высоту образования шлама (Н = 300 мм от наиболее высокой точки днища), футеровка принята кислотоупорным кирпичом в 1/4 из условия ее статической устойчивости.

Опорные столбики под барботер для перемешивания раствора выполнены в виде кладки из кислотоупорного кирпича с сохранением заданной отметки верха.

Штуцер слива защищается кислотоупорным вкладышем.

Покрытие емкости из монолитного железобетона с двумя люками диаметром 800 мм окрашивается эпоксидно-сланцевыми материалами аналогично защите корпуса емкости.

Узлы защиты даны на рис. 2.

Рис. 2. Усреднитель хромсодержащих стоков

а — общий вид; б — узел защиты днища и корпуса А; в — узел установки столбика из кислотоупорных материалов Б; г — узел защиты сливного штуцера В; 1 — корпус и днище желозобетонные; 2 — эпоксидно-сланцевое покрытое ЭСД-2; 3 ¾ кирпич кислотоупорный; 4 ¾ кислотоупорный вкладыш; 5 — химически стойкое уплотнение

Пример 3. Нефтеловушка 12000´4000´2400 (h). Установлена в здании.

Подробные условия эксплуатации изложены в позиции 3 задания.

Раствор серной кислоты (графа 5 и 7 Задания) вызывает коррозию бетона II вида — кислотную.

В соответствии с п. 2.58 СНиП 2.03.11¾85 бетон для емкостных сооружений для нефти и нефтепродуктов принимается марки W8.

По табл. 5(5) настоящего Пособия при величине рН 3—5 определяем степень агрессивного воздействия среды к бетону марки по водонепроницаемости W8 как среднеагрессивную.

По табл. 8(8) определяем степень агрессивного воздействия минерального масла. К бетону W8 минеральные масла неагрессивны.

По табл. 18(13) для среднеагрессивной среды могут быть применены мастичные, оклеечные, облицовочные (футеровочные) покрытия III—IV группы.

Из перечисленных покрытий принимаем толстослойное (мастичное) лакокрасочное покрытие по табл. 23 IV группы, вариант I ¾ эпоксидно-сланцевый состав.

Покрытие принято с учетом малой концентрации компонентов агрессивной среды (10 мг/л Н₂SО₄) и экономии дефицитных и дорогостоящих эпоксидных материалов в соответствии с ТП 101-81*. Учитывая наличие шлама на днище емкости и необходимость периодического его удаления, предусматриваем по днищу слой кислотоупорной керамической плитки толщиной 20 мм. Емкость перекрыта съемными деревянными щитами. Узел установки сливного штуцера, выполненного из коррозионно-стойкой стали, и другие узлы защиты приводятся на рис. 3.

Рис. 3. Нефтеловушка (перекрытие — съемные деревянные щиты)

а — общий вид; б — узел защиты днища и корпуса А; в — узел установки штуцера из коррозионно-стойкой стали Б; г — узел защиты приямка в днища В; д — узел защиты внутреннего переливного лотка Г; 1 — корпус и днище железобетонные; 2 — эпоксидно-сланцевое покрытие ЭСД-2; 3 — плитка кислотоупорная керамическая КШ-20; 4 — штуцер с фартуком из коррозионно-стойкой стали; 5 — химически стойкое уплотнение; 6 — лоток железобетонный; 7 — деревянная доска и крепление

Дымовые, газодымовые и вентиляционные трубы

5.2 (2.50—2.56). Трубы по назначению разделяются на:

дымовые и газодымовые — отводящие дым и газовоздушные смеси, образующиеся при сжигании различных видов топлива. В смесях содержатся газы среднеагрессивные или неагрессивные, взвеси сажи, золы и пыли. Влажность дымо- и газовоздушных смесей не превышает 60 %, температура от 70 — 600 °С;

вентиляционные — отводящие слабоагрессивные, среднеагрессивные или сильноагрессивные газовоздушные смеси от вентиляционных систем или местных отсосов газовыделяющей аппаратуры или образующиеся при сжигании топлива для обжига и плавления различных материалов. Влажность слабоагрессивных или среднеагрессивных газовоздушных смесей не превышает 80 %. Температура 20—70 °С, периодически возможно образование конденсата. Влажность сильноагрессивных газовоздушных смесей достигает 95 %.

Антикоррозионная защита труб устанавливается в зависимости от условий эксплуатации по среде и температуре и требований по рассеиванию дымовых газов с учетом конструктивного решения труб и определяется:

высотой трубы, внутренним диаметром выходного отверстия;

температурой, относительной влажностью и химическим составом отводимых газов;

точкой росы удаляемых газов, возможностью образования и химическим составом конденсата на поверхности футеровки и несущего ствола;

количеством, скоростью движения и статическим давлением или разрежением газов в газоотводящем стволе;

суточными, месячными и годовыми изменениями условий эксплуатации;

климатическим районом строительства трубы;

способом возведения несущего ствола.

Для железобетонного ствола дымовых и газодымовых труб с агрессивными газообразными средами, содержащими соединения серы, необходимо применять бетон на сульфатостойком портландцементе или сульфатостойком портландцементе с минеральными добавками. Допускается применение портландцементов с минеральными добавками, в клинкере которых содержание трехкальциевого алюмината c₃a не превышает 7 % и общее количество C₃A + C₄AF £ 22 %.

В качестве заполнителей для бетона труб следует применять фракционированный щебень плотных и прочных невыветренных изверженных пород водопоглощением не более 0,5 % и кварцевый или полевошпатовый песок с модулем крупности не менее 2,2.

Требования к материалам и бетону труб приведены в «Инструкции по возведению монолитных железобетонных труб и башенных градирен» (ВСН 430-82 ММСС, СССР).

Применение материалов с другими характеристиками для приготовления бетона несущих стволов труб производится по согласованию с проектной организацией.

Защиту внутренней поверхности стволов железобетонных дымовых и газодымовых труб, а также наружных поверхностей участков зоны окутывания при температуре до 80°С следует выполнять в зависимости от степени агрессивного воздействия среды лакокрасочными покрытиями на основе эпоксидных, эпоксидно-каменноугольных, полиуретановых, бутилкаучуковых и других пленкообразующих, применяемых для получения высоконаполненных утолщенных мастичных и обычных лакокрасочных покрытий по табл. 19. Как правило, следует предусматривать лакокрасочные материалы заводского производства: эпоксидной шпатлевки ЭП-00-10, эпоксидных эмалей ЭП-140, ЭП-582, ЭП-917 и эпоксидно-каменноугольных эмалей ЭКП, полиуретанового лака УР-231, бутилкаучуковых мастик и др.

Для защиты участков железобетонных стволов труб, на которых возможно образование конденсата от удаляемых газов, следует применять листовые и рулонные защитные покрытия: полиизобутилен, бутилкаучук и др., наклеиваемые на изолируемую поверхность в два слоя. От температурного воздействия дымовых газов, а также для обеспечения эффективной защиты при использовании листовых и рулонных материалов необходимо устройство прижимной футеровки.

В условиях непосредственного воздействия паров серной и других кислот с температурой до 50 °С следует применять мастики на основе бутилкаучука. Общая толщина двухслойного бутилкаучукового покрытия составляет 4—5 мм. Толщина первого грунтовочного слоя — 1 ¸ 1,5 мм. Второй покровный слой (с добавкой антофилитового асбеста) наносится на изолируемую поверхность шпателем. В качестве растворителя применяется гексан.

Для таких же условий эксплуатации, но при температуре отходящих газов >50°С (100 — 140°С), несущий железобетонный ствол трубы рекомендуется защитить фторлоноэпоксидным лаком ЛФЭ-32х (ТУ 6-05-1884-80).

Покрытие из цементно-песчаного раствора, наносимого методом полусухого торкретирования или пневмобетонирования, применяется при подготовке поверхности бетона или кирпичной кладки, для нанесения антикоррозионной защиты, а при отсутствии в отходящих газах агрессивных составляющих — в качестве самостоятельной защиты.

При повышенной влажности отходящих газов, но в отсутствии агрессивных составляющих, применяются торкрет-смеси из вяжущего, мелкого заполнителя, пластификатора и воды. В качестве вяжущего используется портландцемент или пластифицированный портландцемент марки не ниже 400, соответствующий требованиям ГОСТ 10178—85, с нормальной густотой цементного теста не более 27 %. Для улучшения качества торкрет-бетона рекомендуется добавлять в воду лигносульфонат технический (0,15 % массы цемента) или мылонафт (0,2 % массы цемента).

При наличии в отходящих газах агрессивных компонентов применяются кислотоупорные торкрет-штукатурки в соответствии с ВСН 421-81 ММСС СССР «Инструкция по составам, технологии изготовления и укладки кислотоупорных торкрет-штукатурок».

В зависимости от режима работы трубы и химического состава газов футеровка выполняется из глиняного кирпича на цементно-песчаном, цементно-глиняном или кислотоупорном растворе; из шамотного кирпича на цементно-шамотно-глиняном растворе; из кислотоупорного кирпича на кислотоупорном растворе.

Для футеровки вентиляционных железобетонных труб должны быть применены фасонная кислотоупорная керамика и кислотоупорный кирпич на полимерной или кислотостойкой замазке.

Футеровку железобетонных стволов труб при отводе продуктов сгорания природного газа, не содержащих агрессивных компонентов, с температурой 70—250 °С следует выполнять из лекального или обыкновенного глиняного кирпича на цементном растворе марки не ниже 50.

Футеровку железобетонных стволов труб при отводе дымовых газов, содержащих 0,05 — 0,4 % SO₂ и до 0,008 % SO₃ с температурой выше точки росы и не образующих в стволе конденсата кислот (на футеровке), следует выполнять из лекального или глиняного или кислотоупорного кирпича на цементном или кислотоупорном растворе марки не ниже 50.

Футеровку железобетонных стволов труб при отводе дымовых газов, содержащих 0,05 — 0,4% SO₂, до 0,01 % SO₃ и окислов азота с температурой 70 — 150 °С и способных образовывать на поверхности кислотный конденсат, следует выполнять из кислотоупорного кирпича на кислотоупорном растворе с устройством в местах сопряжений слезниковых поясов из кислотоупорной керамики или из блоков легкого кислотоупорного бетона на калиевом или натриевом жидком стекле, модифицированного уплотняющими добавками. Стыки блоков заполняются кислотоупорным раствором.

Футеровку железобетонных стволов труб при отводе дымовых газов с температурой 300 °С и выше следует выполнять из шамотного кирпича на цементно-шамотном растворе.

Заполнение зазоров в узлах сопряжения звеньев футеровки выполняется теплостойкой мягкой резиной или битумно-асбестовыми составами, обладающими эластичными свойствами в широком интервале температур.

В двухслойных конструкциях дымовых труб, представляющих собой несущий ствол из тяжелого портландцементного бетона и расположенную вплотную к нему монолитную футеровку, в качестве футеровки должны применяться легкие полимерцементные или полимерсиликатные бетоны.

В слабоагрессивных средах рекомендуется футеровка из легкого полимерцементного бетона повышенной коррозионной стойкости с добавкой водорастворимой ацетоноформальдегидной смолы АЦФ ЗМ (ТУ 59.02.039.57—83).

В средне- и сильноагрессивных газовых средах рекомендуется несущий ствол защищать полимерсиликатным бетоном.

Подземные трубопроводы

5.3 (2.61). В настоящем разделе излагается защита от коррозии подземных трубопроводов, выполненных из железобетонных труб:

напорных виброгидропрессованных (ГОСТ 12586.0—83);

со стальным цилиндром РТНС (ТУ 33-6-82);

со стальным цилиндром, пропитанных петролатумом (ГОСТ 26819—86).

Указанные трубы предназначены для транспортирования неагрессивных по отношению к бетону стальной арматуре жидкостей и эксплуатации в неагрессивных грунтах или грунтовых водах; в агрессивных средах для обеспечения их долговечности следует предусматривать меры защиты от коррозии стальной арматуры и бетона.

Степень агрессивного воздействия внутренней или внешней жидкой агрессивной среды по отношению к бетону виброгидропрессованных труб устанавливается по табл. 5(5), 6(6). При этом в защитном слое марка бетона труб по водонепроницаемости должна приниматься со стороны внешней и внутренней поверхностей соответственно не ниже W4 и W6.

Для труб со стальным цилиндром марка бетона по водонепроницаемости должна быть не ниже W4.

По отношению к стальным элементам железобетонных труб внутренняя или внешняя среда считается агрессивной по содержанию хлор-ионов (в транспортируемой жидкости, грунтовых водах или выше уровня грунтовых вод в поровой влаге грунтов), мг/л:

для виброгидропрессованных труб св. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 500;

для труб со стальным цилиндром, не пропитанных

петролатумом, при марке по водонепроницаемости

защитного слоя бетона более W4 и допустимой ширине

раскрытия трещин 0,1мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . св. 300;

при марке по водонепроницаемости защитного слоя

бетона менее W4 и допустимой ширине раскрытия трещин

0,2 мм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . св. 150;

для труб со стальным цилиндром, пропитанных

петролатумом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . св. 500

Для защиты от коррозии бетона труб следует предусматривать при слабой степени агрессивного воздействия лакокрасочные или мастичные покрытия, а при средней или сильной степени агрессивного воздействия — утолщенные мастичные покрытия или пропитку.

Все защитные покрытия должны обладать механической прочностью.

При содержании хлорид-ионов в грунтовых водах или выше уровня грунтовых вод в поровой влаге грунтов менее или равных величин, указанных выше, стальные элементы железобетонных труб подземных трубопроводов (арматура, стальной цилиндр, закладные детали) можно не защищать от коррозии.

При содержании хлорид-ионов более величин, указанных выше, необходимо применять электрохимическую защиту от коррозии.

Электрохимическая защита подземных трубопроводов предусматривается от электрокоррозии и от почвенной коррозии.

Защиту металлических элементов железобетонных трубопроводов от электрокоррозии следует выполнять в анодных и знакопеременных зонах при обнаружении опасных значений потенциала «арматура—бетон» или плотности тока утечки с арматуры по табл. 24(14) в соответствии с требованиями разд. 6 настоящего Пособия.

Защиту подземных трубопроводов от почвенной коррозии следует осуществлять катодной поляризацией с помощью установок катодной защиты или протекторов, которые могут использоваться самостоятельно или в комплексе друг с другом.

Катодную поляризацию труб следует осуществлять так, чтобы создаваемые на поверхности металлических элементов защитные поляризационные потенциалы были (по абсолютной величине) не ниже — 0,85 В и не выше — 1,1 В по медносульфатному электроду сравнения.

Защитные поляризационные потенциалы на поверхности металлических элементов труб следует измерять в специально оборудованных контрольно-измерительных пунктах, устанавливаемых с интервалом 150 — 200 м, по методике прил. 2 к ГОСТ 9.015—74*.

На трубопроводах, подлежащих электрохимической защите, следует выполнять мероприятия по созданию непрерывной продольной электрической проводимости по металлу. Для этого металлические элементы отдельных труб (арматура, стальные цилиндры) должны соединяться металлическими перемычками. Электрическое сопротивление перемычки не должно превышать электрического сопротивления 1 м трубопровода.

Установки электрохимической защиты (катодные станции, анодные заземления, протекторы, датчики электрохимического потенциала, неполяризующиеся электроды сравнения, кабели) должны соответствовать ГОСТ 9.015—74*.

Для электрохимической защиты виброгидропрессованных труб рекомендуется использовать автоматические катодные станции акс, импульсные катодные станции ИКС, типовые катодные станции малой мощности КСС-150, КСС-300, КСС-600, КСГ-500, для протекторной защиты — протектор МП-10, для дренажной защиты — поляризованные электродренажи ПГД-200, ПГД-100, ПГД-60.

6. ОСОБЕННОСТИ ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ ЭЛЕКТРОКОРРОЗИИ

6.1 (2.62—2.65). Защита от электрокоррозии должна быть предусмотрена:

а) при наличии блуждающих токов от установок постоянного тока для:

железобетонных конструкций зданий и сооружений отделений электролиза;

конструкций сооружений электрифицированного на постоянном токе рельсового транспорта;

трубопроводов, коллекторов, фундаментов и других протяженных подземных конструкций зданий и сооружений, расположенных в поле тока от постороннего источника;

б) от действия переменного тока:

при использовании железобетонных конструкций в качестве заземляющих устройств;

для железобетонных конструкций железнодорожного транспорта, электрифицированного на переменном токе.

Опасность коррозии блуждающими токами следует устанавливать по основным показателям — величинам потенциала «арматура—бетон» или по плотности тока утечки с арматуры. Основные показатели опасности приведены в табл. 24.

Таблица 24(14)

Опасность коррозии блуждающими токами допускается оценивать также по косвенным показателям (ток утечки с арматуры, электрическое сопротивление цепи заземления и т. п.).

Косвенные показатели наиболее часто используются для оценки опасности электрокоррозии в анодных и знакопеременных зонах подземных частей железобетонных конструкций сооружений железнодорожного транспорта, электрифицированного на постоянном токе (табл. 25).

Таблица 25