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.