Требования к материалам и конструкциям, находящимся в агрессивных средах

В проектах конструкций, для которых предусматривается вторичная защита от коррозии, следует указывать:

  • требования к защищаемой поверхности (шероховатость, прочность, чистота, допустимая влажность в момент нанесения покрытия и т.д.);
  • требования к форме защищаемого конструктивного элемента, к твердости поверхностного слоя с определением допустимого раскрытия трещин и необходимой герметичности защитного покрытия;
  • требования к материалам защитного покрытия с учетом возможного их взаимодействия с материалом конструкции;
  • требования к совместной работе материала конструкций и защитного покрытия в условиях переменных температур;
  • периодичность осмотра состояния конструкций и восстановления их защиты.

Материалы, используемые для защитных покрытий в помещениях и других местах, предназначенных для пребывания людей, содержания животных и птиц, на продовольственных и лекарственных складах и в хранилищах, в резервуарах для питьевой воды, а также на предприятиях, где по условиям производства не допускаются вредные вещества, должны быть безопасны для людей, животных и птиц.

Исходными данными для проектирования защиты от коррозии являются:

  • характеристика агрессивной среды: вид и концентрация вещества, частота и продолжительность агрессивного воздействия;
  • условия эксплуатации: температурно-влажностный режим в помещениях, вероятность попадания на строительные конструкции агрессивных веществ, наличие и количество пыли (в особенности пыли, содержащей соединения солей) и др.;
  • климатические условия района строительства;
  • результаты инженерно-геологических изысканий;
  • предполагаемые изменения степени агрессивности среды в период эксплуатации здания или сооружения;
  • механические и термические воздействия на конструкцию.

При воздействии на здание или сооружение нескольких различных агрессивных сред необходимо определять соответствующие зоны конкретных агрессивных воздействий и степень агрессивности в этих зонах. В зависимости от степени агрессивности среды следует применять следующие виды защиты или их сочетания:

  • в слабоагрессивной среде — первичную или вторичную;
  • в среднеагрессивной среде — первичную и вторичную, осуществляя последнюю путем нанесения защитного покрытия, ограничивающего доступ агрессивной среды к материалу конструкции;
  • в сильноагрессивной среде — первичную и вторичную, осуществляя последнюю путем нанесения покрытия, исключающего доступ агрессивной среды к материалу конструкции.

В особых экономически обоснованных случаях эксплуатации зданий и сооружений можно применять специальную защиту от коррозии. Окончательное решение о виде и материалах для защиты от коррозии строительных конструкций следует принимать на основе сравнения технико-экономических показателей различных вариантов технических решений.

При технико-экономических расчетах должны быть учтены капиталовложения, средняя годовая стоимость защиты и стоимость ее периодического восстановления, а также величина вынужденных потерь, вызываемых необходимостью перерыва производственного процесса на время восстановления защиты от коррозии. Срок службы защиты от коррозии строительных конструкций с учетом необходимости ее периодического восстановления должен соответствовать сроку службы здания или сооружения.

Перед началом проектирования отдельных строительных конструкций и конструктивных элементов следует определить необходимость и возможность осуществления первичной защиты от коррозии. Технические решения в этом случае должны предусматривать возможность осуществления при необходимости эффективной вторичной защиты от коррозии в процессе эксплуатации здания или сооружения.

Для выполнения вторичной защиты от коррозии архитектурные и конструктивные решения, а также расположение машин и оборудования в помещениях, должны предусматривать свободный доступ ко всем конструктивным элементам как для периодического осмотра, так и для восстановления защитных покрытий без прерывания производственного процесса. Технические решения в проектах зданий и сооружений, эксплуатируемых в агрессивных средах, должны быть направлены на ликвидацию агрессивных воздействий и уменьшение коррозионных разрушений строительных конструкций.

Технологические решения должны предусматривать:

  • герметизацию технологического оборудования и выбор соответствующих способов транспортирования и дозирования агрессивного сырья, а также приема и передачи полуфабрикатов из него, исключающих попадание агрессивных веществ на строительные конструкции;
  • группирование технологического оборудования и установок, не поддающихся герметизации и предназначенных для обработки веществ, оказывающих одинаковые агрессивные воздействия на строительные конструкции, и размещение их в отдельных помещениях, зданиях или вне зданий;
  • нейтрализацию неизбежных потерь и отходов агрессивных веществ (агрессивные сточные воды рекомендуется собирать вблизи мест их возникновения с предварительной нейтрализацией и очисткой в цехе перед окончательной очисткой. Каналы сточных вод следует располагать вдали от фундаментов и подземных сооружений);
  • отопление помещений с высокой влажностью воздуха для предотвращения конденсации водяного пара;
  • общую вентиляцию помещений или местный отсос агрессивных паров и газов, дутье сухого воздуха под совмещенную крышу и фонари верхнего света, а также в пространство над подвесными потолками.

Архитектурные решения зданий и сооружений следует принимать с учетом рельефа местности, грунтовых условий, преобладающих направлений ветров и расположения смежных строительных объектов, влияющих на параметры агрессивной среды. В зданиях предпочтительно предусматривать технические этажи и проходные коридоры (тоннели) для инженерного оборудования и установок, позволяющие проводить периодический осмотр и восстановление защиты от коррозии, водоотводы с крыш, удаление воды при смывании полов, перегородки для помещений с агрессивными веществами.

Конструктивные решения должны предусматривать простую форму конструктивных элементов, минимальную их поверхность, отсутствие мест, где могут накапливаться агрессивная пыль, жидкости или испарения. Геометрическая схема и конструктивная система здания (сооружения), а также детали конструкции, должны быть подобраны так, чтобы возможные коррозионные повреждения не повлекли за собой его разрушения. Кроме того, должна быть обеспечена возможность замены конструктивных элементов, наиболее подверженных воздействию агрессивной среды.

При расчете конструкций с защитными покрытиями, предназначенных для эксплуатации в условиях переменных температур, следует учитывать возникающие различные температурные деформации материалов конструкций и покрытий и обеспечить надежность защиты.

Рекомендуемые типы вторичных защитных покрытий в зависимости от вида подземных конструкций:

Вид подземных конструкций Тип защитного покрытия
окрасочное мастичное оклеечное штукатурное пропиточная изоляция
Фундаменты:
монолитные + + + + -
сборные + + + + +
Фундаментные балки + + - - +
Сваи + + - - +
Монолитные свайные ростверки + + + + -
Стенки подвалов, каналов, резервуаров (сборные) + + + + +
Монолитные днища фундаментов, подвалов, каналов, резервуаров - + + + -

Примечание: «+» — рекомендуемый для выполнения тип защиты; «-»— не рекомендуемый по условиям производства работ.

Следует учитывать связь между воздействием окружающей среды и долговечностью конструкции. Для определения нормативного расхода гидроизоляционных материалов для выполнения окрасочной гидроизоляции (максимально допустимое количество материала для нанесения покрытия определенной толщины на 1м2 поверхности) можно воспользоваться следующей методикой. Сначала необходимо определить массу полезно используемого гидроизоляционного материала М в состоянии рабочей вязкости на 1м2 по формуле

М = 100*Амр/с

где А — площадь защищаемой поверхности (при расчете норматива расхода) принимается равной 1м2; м — толщина покрытия или грунтовочного слоя, мм; р — плотность сформированного сухого покрытия, кг/м3; с — сухой остаток гидроизоляционного материала в состоянии рабочей вязкости. Необходимую для этих вычислений толщину покрытия на защищаемых конструкциях замеряют толщиномером. Если толщину покрытия измерить невозможно, используют металлические образцы-свидетели площадью 1 см2. Толщину измеряют в 10 точках, расположенных в шахматном порядке по всей поверхности образца. За толщину принимают среднее арифметическое всех значений. Сухой остаток гидроизоляционного материала с (в %) определяют по формулам:

с = 100 - х2;   х2 = 100 (G1 - G2)/(G1 - G)

где х2 — процентное содержание воды или растворителя в гидроизоляционном материале; G1 — масса подложки или чашки с испытуемым материалом до сушки; G2 — то же, после сушки; G — масса подложки или чашки. Плотность сухого покрытия определяется по формуле

р = Q/V

где Q и V — соответственно масса и объем сухого покрытия. Затем определяют процент технологических потерь Д по формуле

Д = 100 (N0 - М) NTp с

где N0 — расход гидроизоляционного материала на 1м2 защищаемой поверхности (определяется опытным путем с поправочным коэффициентом 1,01, учитывающим организационные потери); М — масса полезно используемого гидроизоляционного материала; NTp — требуемый расход гидроизоляционного материала на 1 м2.

Для определения нормативного расхода гидроизоляционного материала определенные расчетом технологические потери сопоставляют с максимально допустимыми, принятыми для строительных конструкций конкретной группы сложности по таблице.

Максимально допустимые технологические потери гидроизоляционных материалов:

Группа сложности конструкций Поверхность строительных конструкций Коэффициент потерь
I Плоская или сферическая шириной не менее 400 мм 0,2
II Плоская или сферическая с ребрами, выступами, отверстиями 0,3
III Изделия сложной конфигурации шириной не более 50 мм или с ребрами высотой 10-15 мм, трубопроводы диаметром до 80 мм, конструкции из тавровых и двутавровых балок, уголков и т.д. 0,5

Если потери, определенные расчетом, будут превышать максимально допустимые, то норматив расхода гидроизоляционного материала в состоянии рабочей вязкости N рассчитывают, исходя из массы полезно используемого материала М и максимально допустимых потерь к, которые установлены для каждой группы сложности строительных конструкций, по формуле

Ny = М/(1-к)

Если потери, полученные при расчете, равны или меньше максимально допустимых, то расход, установленный опытным путем с учетом поправочного коэффициента 1,01, принимают в качестве нормативного расхода. Основные требования к гидроизоляционным материалам приведены в таблицах.

Показатели Гидросооружения Сооружения Кровли
надземные подземные
Водонепроницаемость - напор, м 300 10 40 1
Водостойкость - действие воды Постоянно Переменно Постоянно Переменно
Водопоглощение, % по массе, не более 5 5 3 7
Набухание, % объема 0,5 1 0,8 1,5
Теплостойкость, °С, не менее +40 +60 +40 +70
Температура хрупкости, °С -15 -40 -5 -50
Трещиностойкость, мм, при максимальных трещинах в конструкциях:
монолитных 0,1 0,3 0,1 0,5
сборных 2 2 0,5 4
Растяжимость, % 50 100 50 150
Прочность, МПа, не менее:
на растяжение (разрыв) 1 0,8 0,5 0,3
на сжатие (вдавливание) 4 1 1 0,5
Химическая стойкость против агрессивной среды:
общекислотной, рН, не менее 5,5 2 5 6
щелочной, г/л (рН не более) 80 (10) 100 (12) 150 (12) 50 (8)
Магнезиальная стойкость, мг/л, не более 2000 5000 2000 1000
Атмосфероустойчивость через 500 циклов, кв 0,75-0,5 0,9-0,8 0,7-0,6 0,95-0,9
квчерез 3 мес., не менее 0,9 0,75 0,8 0,7
кв по адгезии через 6 мес., не менее 0,9 0,8 0,9 0,8
Снижение относительного удлинения через 500 ч, % 25 10 30 5
Минимальная долговечность, лет 50-100 10-40 50-100 10-25

Основные технические требования, предъявляемые к гидроизоляционным материалам различных сооружений:

Свойства материала Авто-дорожные мосты Лотки и акведуки Авто-дорожные путе-проводы Облиц-овка каналов и бас-сейнов Городские набережные рек Промыш-ленные здания и сооружения Массивные и полу-массивные бетонные сооружения Гидро-техни-ческие тоннели и трубо-проводы Креп-ление откосов плотин
Наибольший расчетный напор, м - 3 5 10 10 30 40 100 100
Водостойкость (увеличение массы), %, не более 3 1 2 1 2 1 2 1 2
Теплостойкость при температуре, °С, не менее РПТ РПТ+20/30 РПТ РПТ+20/20 РПТ+20/20 РПТ+20 РПТ+20/20 РПТ+20/15 РПТ+20/20
Деформативная способность при минимальной отрицательной температуре, °С РОТ РОТ РОТ/-4 РОТ/-4 РОТ/-4 РОТ/-4 РОТ/-4 РОТ/-20 РОТ/-4
Сцепление с бетонным основанием при 25°С, МПа, не менее 0,3 0,25 0,2 - 0,2 0,15 0,2 0,25 -
Прочность на сжатие при 50°С, МПа, не менее 0,2 0,2 0,35 0,8-1 0,35 0,35 0,35 0,35 0,8-1
Стойкость к воздействию минерализированных вод (потери в массе), %, не более - - 2 (2) 3 1 - - -

Примечание: РПТ — расчетная положительная температура; РОТ — расчетная отрицательная температура; в числителе дроби — данные надземной части сооружения; в знаменателе — подземной (подводной) части. 

Добавить комментарий

CAPTCHA
Подтвердите, что вы не спамер