Geum.ru

Рекомендации по обеспечению надежности и долговечности железобетонных конструкций

Вид материалаИсследование

Содержание


5. Вторичная защита конструкций
Гост 11066-74* вту-гипи-4 № 596-63
Подобный материал:
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   18
7 %


При отсутствии данных о минералогическом составе цемента величину С3А допускается определять по графику на рис. 5, в.


4.9. Прогнозируемый срок службы эксплуатирующегося бетона до наступления выбранного предельного состояния Tcal определяют по формуле


, (60)


где f1 - коэффициент, учитывающий коррозионное состояние бетона в защитном слое; f2 - коэффициент, учитывающий толщину защитного слоя; f3 - коэффициент, учитывающий максимальную температуру эксплуатационной среды (); f4 - коэффициент, учитывающий продолжительность эксплуатации конструкции до обследования.


При прогнозировании срока службы нового бетона значение коэффициента f1 принимают равным 1. Для эксплуатировавшегося бетона f1 принимают наименьшим из значений коэффициентов f11, f12 и f13, учитывающих соответственно фактическое значение величины водопоглощения (интегрального для всей толщины защитного слоя), рН водной вытяжки бетона на уровне арматуры и количества дефектных участков цементного камня на уровне арматуры


, (61)


где ω0 - нормативное значение величины водопоглощения бетона в соответствии со СНиП 2.03.11-85. Нижний предел ωadm принимается равным 7 %. Значение wτ равно фактическому значению водопоглощения на период обследования


, (62)


где рН0 = 12,5; pHadm = 11,5; рНτ - фактическое значение величины рН на момент обследования


, (63)


где L0 - начальное значение количества дефектных участков (L0 = 3 %) в цементном камне; Ladm = 25 % (при Ladm ≥ 25 % бетон теряет свои защитные свойства по отношению к арматуре, а его прочность снижается примерно вдвое); LT - текущее значение количества дефектных участков.


Величину L определяют планиметрическим методом оптико-микроскопического анализа, равна процентному содержанию в прозрачном плоскопараллельном шлифе продуктов коррозии, трещин, пор (r ≥ 10-5 м).


Коэффициент f2, учитывающий эффективную толщину защитного слоя, определяют по формуле


, (64)


где - средняя фактическая толщина защитного слоя на обследуемом участке; - толщина защитного слоя в соответствии со СНиП 2.03.11-85.


Коэффициент условий эксплуатации f3 зависит от максимальной температуры нагрева в цикле


Коэффициент f4 учитывает продолжительность эксплуатации до обследования (Tser), лет,


При отсутствии сведений о начальном состоянии бетона прогнозируемый срок службы определяют в диапазоне Tcal1 и Tcal2, которые рекомендуется вычислять по формуле


(65)


где . (66)


Здесь Sgen.j - обобщающий параметр коррозионного состояния бетона, kser.j - коэффициент условий эксплуатации, учитывающий границы изменения параметров начального состояния бетона.


Величина Sgen.j зависит от ресурса бетона по проницаемости, реакционной способности, наличия клинкерных остатков в цементном камне и принимается меньшее из значений:


; (67)


. (68)


Здесь Vt - количество клинкерных остатков в цементном камне бетона, %, на момент обследования, величина Vadm = 20 %. Величину Vt и Vadm определяют планиметрическим методом оптико-микроскопического анализа прозрачных плоскопараллельных шлифов. Величины коэффициента kser.1 и kser.2 для формулы (67) равны 0,029 и 0,046, а для формулы (68) kser.1 и kser.2 равны 0,29 и 0,52 соответственно.


4.10. Уменьшение поперечного сечения стальной арматуры при равномерной коррозии (после исчерпаний бетоном защитных свойств) происходит со средней скоростью, приведенной в табл. 19.


Таблица 19


Степень агрессивного воздействия среды

Скорость коррозии, мм/год

Степень агрессивного воздействия среды

Скорость коррозии, мм/год

Неагрессивная

0,025

Среднеагрессивная

0,2

Слабоагрессивная

0,075

Сильноагрессивная

0,5


4.11. Оценка возможного срока службы несущих стальных конструкций связана с установлением ослабления сечения элементов конструкции в результате развития коррозионных поражений.


Средняя глубина проникновения коррозии tmt с каждой стороны поверхности конструктивного элемента


, (69)


где τi - срок службы конструкций с разрушенной противокоррозионной защитой; q - число возобновлений защиты; k, b - эмпирические параметры.


Для эксплуатационных сред кроме сильноагрессивных, характеризующихся повышенной относительной влажностью воздуха, присутствием сернистого газа, а также пылевых отложений, содержащих в основном соединения железа, что имеет место на большинстве объектов предприятий черной металлургии, значения b ≈ 0,5. Для этих же условий значения k, мм/год, установленные с доверительной вероятностью 0,95, оказались равными для неагрессивных сред 0,075, для слабоагрессивных сред - 0,15...0,3, для среднеагрессивных сред - 0,5. При этом указанные значения представляют собой математическое ожидание глубины сплошной неравномерной коррозии для вертикального одиночного конструктивного элемента открытого сечения.


Для указанных сред с сильноагрессивной степенью воздействия значения b и k оказались равными соответственно 0,67 и 0,8 мм/год.


5. ВТОРИЧНАЯ ЗАЩИТА КОНСТРУКЦИЙ

Гидроизоляция

5.1. Гидроизоляция назначается в соответствии со СН 301-65*. При этом в случае нанесения на поверхность уже эксплуатирующихся конструкций предпочтение следует отдавать безрулонным видам гидроизоляции, в частности на основе модифицированного битума с использованием в качестве модифицирующих добавок петролатума, синтетического латекса, хлоропренового каучука, хлорсульфированного полиэтилена (прил. 8). Применение гидроизоляции на основе битума не допускается при действии сильных окислителей (хромовой, крепкой серной, азотной кислот), органических растворителей (бензола, толуола, бензина, керосина), масел и эмульсий, концентрированных щелочей.


В местах попадания масел и нефтепродуктов гидроизоляцию полов рекомендуется выполнять из полихлорвиниловой пленки толщиной не менее 0,5 мм, по выравнивающему слою из цементного раствора на клее БФ-2 или применять виды защиты, приведенные в Руководстве по защите железобетонных конструкций от действия нефтепродуктов (НИИЖБ, 1983).


5.2. Гидроизолирующий подслой полов в местах систематических проливов кислот рекомендуется укладывать по асфальтовой стяжке.


Для конструкций из сборных элементов на стыках последних следует предусматривать усиление гидроизоляционного слоя прокладкой из стеклоткани.


5.3. При применении описанных в п. 5.1 видов эластичной гидроизоляции и предохранения гидроизолирующего слоя от механических повреждений (устройством защитных стенок, «рубашек» или тщательным контролем при выполнении обратных засыпок, полов и т.д.) не требуется каких-либо дополнительных ограничений по ширине раскрытия трещин в сравнении с требованиями действующих нормативных документов для конструкций, эксплуатирующихся в неагрессивных средах.


5.4. Гидроизоляцию и антикоррозионную защиту внутренних поверхностей железобетонных резервуаров и объектов очистных сооружений следует проектировать в соответствии с Руководством по проектированию защиты от коррозии железобетонных резервуаров очистных сооружений (Минмонтажспецстрой, 1981).


Внутреннюю поверхность сборных железобетонных элементов очистных сооружений при их изготовлении рекомендуется облицовывать профилированными полиэтиленовыми листами в соответствии с Рекомендациями по проектированию комплексных бетонных и железобетонных конструкций с защитой из профилированных полимерных материалов (Донецкий Промстройниипроект НИИЖБ, ЦНИИпромзданий). В случае выполнения гидроизоляции и антикоррозионной защиты после возведения очистных сооружений допускается осуществлять ее с применением кремнийорганических и органических полимеров (табл. 20 и прил. 7).


Предотвращение инфильтрации воды внутрь помещений

5.5. Предотвращение инфильтрации воды через железобетонные конструкции (днища, стены, перекрытия) помещений II и III категорий по степени допустимого увлажнения существующих сооружений может быть достигнуто устройством гидроизоляции с внутренней стороны помещений.


Вопрос о допустимости устройства внутренней гидроизоляции при сохранении контакта наружной поверхности конструкции с агрессивными водами решается в каждом конкретном случае на основе прогнозирования долговечности конструкции в соответствии с разд. 4. Составы и область применения покрытий на основе кремнийорганических и органических полимеров приведены в табл. 20.


5.6. Гидроизолирующий эффект достигается выполнением комплекса следующих операций: временного водопонижения, зачеканки фильтрующих трещин, установки закладных деталей с выпусками в сторону помещения для крепления металлической сетки, устройства водонепроницаемого слоя, крепления металлической сетки и оштукатуривания, преимущественно методом торкретирования.


5.7. В качестве гидроизолирующего слоя рекомендуется композиция из битума и петролатума (прил. 7).


Допускается применять и другие композиции:


горячую окрасочную гидроизоляцию полимербитумными и резинобитумными мастиками;


эпоксидную окрасочную гидроизоляцию из модифицированных эпоксидно-каучуковых (ЭКК) или эпоксидно-каменноугольных (ЭКС) композиций;


холодную асфальтовую штукатурную гидроизоляцию из эмульсионных мастик ХАМАСТ и БАЭМ;


цементную штукатурную гидроизоляцию из коллоидного полимерцементного раствора (КПЦР), а при необходимости устройства гидроизоляции в зимних условиях - литую асфальтовую гидроизоляцию;


изоляцию на основе битумных и битумно-полимерных эмульсионных мастик.


5.8. В условиях просачивания капиллярной воды в помещения может быть осуществлено локальное кольматирование грунтов в зоне их контакта со стенами и днищем в местах просачивания.


Для этой цели могут быть применены:


в трещиноватых и песчаных грунтах - цементная, двухрастворная силикатизация, битумизация, смолизация и глинизация;


в глинистых грунтах - одно- и двухрастворная силикатизация.


Таблица 20


№ состав

Компоненты

ГОСТы, ТУ

Гидрофобизный состав, мас. ч.

Грунтовочный состав, мас. ч.

Окрасочный состав, мас. ч.

Рекомендуемая область применения

1

2

3

4

5

6

7

1

Гидрофобизирующая жидкость 136-41

ГОСТ 10834-76*

15

9,5

9,5

Резервуары для воды

Поливинилацетатная эмульсия (не пластифицированная)

ГОСТ 18992-80*

15

50

50


Вода

ГОСТ 23732-79

70

До вязкости по ВЗ-4 35 с

До вязкости 50-55 с


Дибутилфталат

ГОСТ 8728-88

3,5

3,5


Мел тонкомолотый

ГОСТ 1408-78*

18,5

18,5


Белила литопонные (сухие)

ГОСТ 907-72*

18,5

18,5


2

Жидкость гидрофобизирующая 136-41

ГОСТ 10834-76

15


Резервуары для нефтяного топлива при t = 10-90 °С

Вода

ГОСТ 23732-79

85


Очистные и другие сооружения с агрессивной средой: рН = 8 - 10, содержание взвешенных веществ до 5000 кг/л

Смола эпоксидная (ЭД-16 или ЭД-20)

ГОСТ 10587-84

30

30


Эмаль ХВ-785

ГОСТ 7313-75*

70

70


Дибутилфталат

ГОСТ 8728-88

15 (по отношению к смоле)

15 (по отношению к смоле)


Полиэтиленполиамин

ТУ 6-02-594-80

10 (по отношению к смоле)

10 (по отношению к смоле)


Ксикол каменноугольный или нефтяной

ГОСТ 9249-59 ГОСТ 9410-78*Е

Для разбавления до нужной вязкости


3

Жидкость гидрофобизирующая 136-41

ГОСТ 10834-76*

15


Очистные и другие сооружения с агрессивной средой: рН = 10-12; t = 50-70 °C, содержание взвешенных веществ до 10000 мг/л

Вода

ГОСТ 23732-79

85


Эмаль ХВ-785

ГОСТ 7313-75*

70

70

Эпоксисланцевая смола ЭИС-1

ТУ 38-109-1-71

30

30

Дибутилфталат

ГОСТ 8728-88

15 (по отношению к ЭИС-1)

15 (по отношению к ЭИС-1)


Полиэтиленполиамин

ТУ 6-02-594-80

10 (по отношению к ЭИС-1)

10 (по отношению к ЭИС-1)


Ксилол каменноугольный или нефтяной

ГОСТ 9249-59 ГОСТ 9410-78*

Для разбавления до нужной вязкости


4

Жидкость гидрофобизирующая 136-41

ГОСТ 10834-76* ГОСТ 8728-88

15


Очистные и другие сооружения с агрессивной средой: рН = 10-13; t = 50-70 °С, содержание взвешенных веществ до 10000 мг/л

Вода

ГОСТ 23732-79

85


Лак полиуретановый УР-19 ТЭАД (отвердитель)

ГОСТ 11066-74* ВТУ-ГИПИ-4 № 596-63

80

85

20

20

Белила титановые или литопонные (сухие)

ГОСТ 907-72*


15


5

Гидрофобизирующая жидкость 136-41

ГОСТ 10834-76*

15


Резервуары для питьевой воды Очистные и другие сооружения с агрессивной средой: рН = 6-7; t = 20-40 °С, содержание взвешенных веществ до 10000 мг/л

Вода

ГОСТ 23732-79

85


Эмаль ХВ-785

ГОСТ 7313-75*

100

100

Ксилол каменноугольный или нефтяной

ГОСТ 9410-78*Е

Для разбавления до нужной вязкости


Рис. 6. Схема кольматирования грунта


1 - инъекционная трубка, 2 - фундамент, 3 - зона кольматации


Выбор конкретного способа кольматирования грунтов должен производиться в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» с учетом инженерно-геологических и гидрогеологических условий, конструктивного решения подземной части сооружения, характера и степени повреждения гидроизоляции.


5.9. Кольматирование проводится путем нагнетания раствора (соответствующего выбранному способу закрепления грунтов) через специальные инъекционные трубки, пропускаемые в стенах или днище помещения в местах просачивания (рис. 6). Отверстия для трубок диаметром 50 мм предварительно пробуривают пневматическими перфораторами. Во избежание проникновения раствора в помещение инъекционные трубки должны иметь резиновые уплотнители. При отсутствии отмостки для предотвращения вытекания раствора на дневную поверхность грунт возле фундамента следует уплотнить.


Перед началом работ по кольматированию необходимо убедиться с помощью щупа в отсутствии пустот, а также различных коммуникаций в зоне нагнетания раствора.


5.10. При интенсивной инфильтрации воды в изолируемое помещение искусственное водопонижение на время проведения гидроизоляционных работ может быть осуществлено следующими способами: открытого водоотлива, открытых водопонизительных скважин, дренажа, иглофильтровым, вакуумным и электроосмотическим.


Ориентировочный выбор способа искусственного водопонижения в зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических особенностей площадки может быть произведен по данным табл. 21.


5.11. Способы искусственного водопонижения могут применяться как самостоятельно, так и в различных сочетаниях по специальному проекту в соответствии с требованиями СНиП 2.02.01-83, Руководства по производству и приемке работ при устройстве оснований и фундаментов (НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. М.: Стройиздат, 1977), с учетом настоящих Рекомендаций.


Таблица 21


Глубина понижения уровня грунтовых вод, м

Грунт

суглинки, супеси

пески (пылеватые мелкие, средние и крупные)

гравелистые пески, гравий с песком

гравий, галечник

многослойная водоносная толща (чередование пород различной водопроницаемости)

Коэффициент фильтрации, м/сут

0,005-0,7

0,7-50

50-150

150-200 и более

До 5

Электроосмос, вакуумирование, (ЛИУ, ЭИ, ЭВВУ, УВВ)

Открытый водоотлив, траншейный дренаж, установки с легкими иглофильтрами (одноярусные)

Открытый водоотлив, траншейный дренаж, откачка воды из скважин центробежными насосами

Открытый водоотлив

Открытый водоотлив, ЛИУ, УВВ, сочетание ЛИУ с открытым водоотливом

5-20

Электроосмос, вакуумирование (ярусные установки, ЛИУ, ЭЙ, ЭВВУ)

Установки с легкими иглофильтрами (многоярусные), ЭИ

Глубинные насосы

ЭВВУ, ярусные ЛИУ, УВВ, ЭИ, глубинные насосы в сочетании с открытым водоотливом

Св. 20

Глубинные насосы (артезианские)

Открытый водоотлив: многоярусные установки ЛИУ, ЭИ, артезианские насосы


Примечание. ЛИУ - легкие иглофильтровальные установки; ЭИ - электронные иглофильтры; УВВ - установки вакуумного водопонижения; ЭВВУ - электронные вакуумные водопонизительные установки.


Таблица 22


Вариант защиты

Системы противокоррозионных покрытий

Общая толщина покрытия, мкм

Ориентировочный срок службы покрытия, годы при степени агрессивного воздействия

металлизационный слой и грунтовка

покрывной слой

Состав

Количество слоев или толщина слоя

Состав

Количество

сильной

средней

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Напыленный алюминий марки АД-1, грунтовка ВЛ-02

250-300 мкм ЭП-0010

Шпатлевка ЭП-0010 или эмаль ЭП-775

4

400

12-15

20-25

2

То же

2

Эмаль ХВ-785 с добавкой 10-15 % шпатлевки ЭП-0010

5

350

8-10

18-20

3

Напыленный алюминий марки АД1

250-300 мкм

Лак БТ-577 или каменноугольный лак А с добавкой 20 - 30 % шпатлевки ЭП-0010

4

330

8-10

18-20

4

Горячее цинкование,

80-100 мкм

Эмаль ХВ-785 или ХС-710, ХС-759, ХС-76, лак ХВ-784 с 15 % алюминиевой пудры или с эмалью ХВ-785 (1:1)

4

250

Не применять

10-12

грунтовка ВЛ-02,

1

грунтовка АК-070 или ХС-010

1

5

Напыленный алюминий марки АД1,

150-180 мкм

То же

320

То же

12-15

грунтовка ВЛ-02,

1

грунтовка АК-070 или ХС-010


6

Напыленный алюминий марки АД1,

150-180 мкм

Шпатлевка ЭП-0010 или эмаль ЭП-773

4

300

»

12-15

грунтовка ВЛ-02

2


5.12. При осуществлении работ по водопонижению должны предусматриваться меры против нарушения природных свойств грунтов в основании существующих сооружений и меры, препятствующие нарушению устойчивости откосов и дна котлованов в соответствии со СНиП 2.02.01-83.


В частности, водопонижение целесообразно осуществлять до глубины не ниже отметки заложения подошвы фундаментов существующих сооружений во избежание дополнительной осадки последних. Водопонижение на глубину ниже отметок заложения подошвы существующих фундаментов допустимо при условиях: если величина расчетной дополнительной осадки фундаментов не превышает нормативное значение осадки для данного типа сооружения в соответствии со СНиП 2.02.01-83 или если режим ввода в действие водопонизительных установок обеспечивает равномерное и постепенное водопонижение на всем участке в течение 3-5 сут. Аналогичным образом должно осуществляться отключение водопонизительных установок.


Не допускается осуществление работ по водопонижению до глубины ниже подошвы фундамента в основаниях сооружений с нестабилизированной осадкой.


Водопонижение в основаниях высотных сооружений, получивших крен в результате неравномерной осадки, допустимо при условии предварительной ликвидации крена с обязательным обеспечением равномерного и постепенного водопонижения в пределах всего сооружения.


5.13. При вскрытии котлованов вокруг сооружений в целях применения открытого водоотлива, дренажа или ярусного водопонижения необходимо предусматривать меры по обеспечению устойчивости оснований фундаментов и откосов котлованов.


Вскрытие котлованов при устройстве открытого водоотлива следует осуществлять равномерно по всему периметру сооружения.


5.14. При наличии грунтовых вод типа «верховодки» и в условиях, когда ниже водоупора залегают неводоносные грунты с коэффициентом фильтрации более 10 м/сут, целесообразен сброс грунтовых вод в эти грунты с помощью водопоглощающих скважин.


Отвод грунтовых вод из зоны водопонижения в водоемы или их сброс в неводоносные нижележащие пласты должны быть согласованы с санэпидемстанцией.