Рекомендации по защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений

(утв. НИИЖБ Госстроя СССР 16.01.1986)

Утверждены директором НИИЖБ 16 января 1986 года

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ЗАЩИТЕ ОТ КОРРОЗИИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

Рекомендованы к изданию решением секции коррозии и спецбетонов НТС НИИЖБ Госстроя СССР от 24 июня 1985 г.

Содержат основные положения по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений. Изложены проектные требования к строительным конструкциям с учетом агрессивности среды. Приведена классификация основных агрессивных сред, характерных для сельскохозяйственных зданий и сооружений, даны способы их защиты от коррозии.

Предназначены для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских организаций, заводских и строительных лабораторий.

Табл. 15, илл. 1.

ПРЕДИСЛОВИЕ

В настоящих Рекомендациях приведены особенности защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений для промышленного животноводства и птицеводства с учетом основных требований главы СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии».

Кроме того, в Рекомендациях представлена классификация основных агрессивных сред, характерных для сельскохозяйственных зданий и сооружений и сопутствующих им технологических процессов приготовления и хранения кормов, отвода технологических стоков. Изложены требования первичной защиты по толщине защитного слоя, проницаемости бетонов, допустимой ширине раскрытия трещин, а также способы вторичной защиты: нанесение на поверхность бетонов различных видов покрытий, пропитка бетона уплотняющими материалами.

Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. С.Н. Алексеев, кандидаты техн. наук В.Ф. Степанова, Ю.А. Саввина, инженеры Т.Л. Зимина, Е.М. Егорова) и ЦНИИЭПсельстроем Госагропрома СССР (канд. техн. наук В.И. Новгородский, А.Б. Островский, инженеры И.И. Станцель, Н.Н. Занегина, М.М. Гусева) при участии Гипронисельхоза Госагропрома СССР (канд. хим. наук В.С. Осипова, кандидаты техн. наук Г.Г. Гирко, Д.А. Аверин), в работе использованы материалы Брестского ИСИ (инж. И.Н. Урбанович).

В целях определения научно-технической эффективности в результате применения настоящих Рекомендаций дирекция НИИЖБ просит выслать Справку по форме, указанной в Прил. 7.

Дирекция НИИЖБ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Проектирование защиты конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений осуществляется в соответствии с основными положениями СНиП 2.03.11-85 и требованиями настоящих Рекомендаций.

1.2. Рекомендации распространяются на проектирование защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений из тяжелых и легких бетонов, подвергающихся воздействию газообразных, жидких и твердых сред.

1.3. Проектирование защиты от коррозии строительных конструкций складов минеральных удобрений любого типа для хранения порошкообразных затаренных и незатаренных минеральных удобрений, затаренных пестицидов, а также емкостей для хранения жидких минеральных удобрений следует осуществлять в соответствии с «Рекомендациями по проектированию защиты от коррозии строительных конструкций складов минеральных удобрений» (М., Стройиздат, 1983).

1.4. В сельскохозяйственных зданиях и сооружениях агрессивными средами, снижающими долговечность бетонных и железобетонных конструкций, являются: газообразная среда в основном с содержанием углекислого газа и высокой влажностью, жидкая среда — технологические жидкости (в том числе стоки, растительные соки кормов, дезинфицирующие средства и др.), твердая среда — твердая часть технологической среды (навоз, корма, отходы птицефабрик и др.).

1.5. Рекомендации содержат оценку степени агрессивного воздействия среды на бетонные и железобетонные конструкции сельскохозяйственных зданий и сооружений, а также способы первичной и вторичной защиты конструкций от коррозии.

К первичной защите относится выполнение проектных требований при изготовлении конструкций (вид и расход цемента, толщина защитного слоя бетона до арматуры и его проницаемость, допустимая ширина раскрытия трещин).

Ко вторичной защите относится нанесение на поверхность бетона различных покрытий (вид покрытия, толщина, количество слоев).

1.7. Сельскохозяйственные здания в зависимости от их назначения могут быть отапливаемыми и неотапливаемыми. Для отапливаемых помещений агрессивная среда определяется параметрами микроклимата помещения (относительной влажностью воздуха и группой газов). Для неотапливаемых помещений агрессивная среда определяется, кроме того, климатическими условиями данной местности.

Сельскохозяйственные сооружения: сенажные башни, емкости, резервуары и т.п., как правило, проектируют неотапливаемыми.

1.8. Проектирование защиты от коррозии железобетонных конструкций производится для газообразной среды — в соответствии с параметрами микроклимата в помещениях по нормам технологического проектирования соответствующих зданий и сооружений, для жидкой среды — с учетом ее состава и агрессивного воздействия по отношению к конструкциям, для твердой среды — в зависимости от ее состава и степени влажности.

1.9. Для обеспечения нормируемых параметров микроклимата при проектировании сельскохозяйственных зданий и сооружений необходимо предусматривать приточно-вытяжную вентиляцию.

1.10. Рекомендации предусматривают комплексную антикоррозионную защиту строительных конструкций, рассчитанную на условия нормальной эксплуатации зданий и сооружений (сохранность кровли, водостоков, остекления, организованный отвод атмосферных осадков и др.).

1.11. При проектировании ограждающих конструкций с оконными проемами необходимо предусматривать отвод конденсата и атмосферных осадков в целях исключения увлажнения и разрушения конструктивных элементов.

2. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ АГРЕССИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СРЕДЫ НА БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Таблица 1

Характеристика агрессивных сред для сельскохозяйственных зданий и сооружений в период их эксплуатации

3. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ С УЧЕТОМ АГРЕССИВНОСТИ СРЕДЫ

3.1. Проектирование бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений при отсутствии агрессивной среды осуществляется в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.01-84 "Бетонные и железобетонные конструкции", при наличии агрессивной среды - по СНиП 2.03.11-85 с учетом проектных требований настоящих Рекомендаций.

3.2. Основные положения проектирования включают: оценку степени агрессивного воздействия среды (разд. 2); выбор способов защиты конструкций (первичной или вторичной); назначение требований к бетону по проницаемости, трещиностойкости, ширине раскрытия трещин в зависимости от агрессивности среды и вида применяемой арматуры, толщины защитного слоя бетона до арматуры.

3.3. Проницаемость бетона в конструкциях сельскохозяйственных зданий и сооружений, подвергающихся воздействию жидких и твердых агрессивных сред, характеризуется маркой бетона по водонепроницаемости или коэффициентом фильтрации воды, а подвергающихся воздействию газообразных сред - эффективным коэффициентом диффузии углекислого газа в карбонизированном слое бетона. Показатели проницаемости бетона приведены в табл. 5.

Таблица 5

Показатели проницаемости бетона

Толщина защитного слоя бетона в зависимости от степени агрессивности газообразной среды и диффузионной проницаемости бетона

Защита от коррозии ограждающих конструкций

<*> Составы защитных покрытий арматуры принимают в соответствии с "Инструкцией по изготовлению изделий из ячеистых бетонов".

3.10. Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации в слабоагрессивной и среднеагрессивной газообразных средах (Г-1, Г-2, Г-3), для обеспечения требований по коррозионной стойкости могут иметь марку бетона по водонепроницаемости не ниже W4 при обеспечении требований по диффузионной проницаемости для углекислого газа по табл. 5 и 6 и применяться без вторичной защиты.

3.11. Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации в слабоагрессивной жидкой среде (Ж-1), могут применяться без вторичной защиты при использовании бетона марки по водонепроницаемости не ниже W6 с нормированным минералогическим составом цементного клинкера (разд. 4) и ингибиторов коррозии арматуры (Прил. 4).

3.12. Железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации в средне- и сильноагрессивной жидких средах (Ж-2 и Ж-3), рекомендуется дополнительно защищать от коррозии (вторичная защита) специальными покрытиями в соответствии с разд. 5.

3.13. При проектировании железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации при одновременном воздействии газообразной и жидкой сред, таких как колонны, стойки, перегородки, стены животноводческих и птицеводческих зданий, а также здания для аэротенков и кормоприготовительных цехов, рекомендуется производить защиту конструкций на высоту 1 м от уровня пола в соответствии с указаниями разд. 5.

3.14. Для железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации одновременно в газообразной и жидкой средах или жидкой и твердой средах, проектные требования предъявляются по наиболее агрессивной среде.

3.15. Элементы конструкций зданий, решетки пола, лотки, которые наряду с действием жидких агрессивных сред испытывают гидродинамические воздействия (смывные воды и др.), механические (механизмы при транспортировании и кормораздаче, ударные действия копыт животных и др.), рекомендуется выполнять из бетона марки по прочности не ниже М300.

3.16. При проектировании сельскохозяйственных зданий и сооружений с агрессивными средами рекомендуется предъявлять требования к железобетонным конструкциям по фиксации проектного положения арматурных сеток и каркасов в соответствии с Пособием к СНиП 2.03.01-84 по проектированию бетонных и железобетонных конструкций.

3.17. Закладные и крепежные детали железобетонных конструкций рекомендуется защищать от коррозии в заводских условиях до бетонирования в соответствии с требованиями разд. 6.

3.18. В рабочих чертежах железобетонных конструкций рекомендуется указывать следующие показатели: для бетона - марку по прочности, водонепроницаемости и морозостойкости, эффективный коэффициент диффузии (D) для углекислого газа, вид цемента, требования к заполнителям; для арматуры и закладных деталей - марку или класс стали, требования о фиксации арматуры, допустимую ширину кратковременного и длительного раскрытия трещин, вид и толщину защитного слоя бетона, способы защиты поверхности конструкций.

4. МАТЕРИАЛЫ

В качестве вяжущих для конструкций, предназначенных к эксплуатации в газообразной, твердой и жидкой средах сельскохозяйственных зданий и сооружений, рекомендуется применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178-76*.

Для конструкций, предназначенных к эксплуатации в жидких агрессивных средах при наличии сульфатов - сульфатостойкие цементы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 22266-76*, или портландцемент с нормируемым минералогическим составом клинкера ( C_{3}S \geq 65\% , C_{3}A \geq 7\% , C_{3}A + C_{4}AF \geq 22\% ).

4.2. В качестве мелкого заполнителя рекомендуется применять кварцевый песок (отмучиваемых частиц не более 1% по массе) с модулем крупности 2,0 - 2,5, а также пористые пески с модулем крупности 1,8 - 2,5 по ГОСТ 975-73, 9759-76.

4.3. В качестве крупного заполнителя следует применять фракционированный щебень изверженных невыветрившихся пород (количество отмучиваемых частиц не более 0,5% по массе) или плотные (водопоглощение не более 6%) и прочные (не ниже 600 МПа) осадочные породы, если они однородны и не содержат слабых прослоек. Крупность заполнителя не должна превышать 1/2 толщины защитного слоя бетона до арматуры и 3/4 расстояния между арматурными стержнями, что составляет 5, 10 и 20 мм для защитного слоя толщиной 10, 20 и 40 мм соответственно.

4.4. В качестве пористых заполнителей могут применяться искусственные материалы из отходов промышленности (топливный шлак, горелые породы, отвальный пористый доменный шлак и др.), специально изготовленные (керамзит, аглопорит, зольный гравий, вспученный перлит, вспученный вермикулит и др.), а также местные природные материалы (пемза, шлаки, туф, трепел и др.), отвечающие требованиям соответствующих нормативных документов на эти материалы.

Примечание. Не допускается использование шлаков и зол ТЭС в качестве заполнителей для бетона конструкций с предварительно напряженной арматурой группы 2 (табл. 7).

4.5. Для изготовления изделий из арболита в качестве органических заполнителей рекомендуется применять измельченную древесину из отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки хвойных и лиственных пород, костру конопли и льна, измельченные стебли хлопчатника и измельченную рисовую солому, отвечающие требованиям "Инструкции по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита" (СН 549-82).

Органические заполнители должны удовлетворять требованиям ГОСТ 19222-84.

4.6. Вода для затворения бетонной смеси должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

4.7. Для повышения стойкости бетона железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах сельскохозяйственных зданий, следует применять добавки, снижающие проницаемость бетона или повышающие его химическую стойкость, а также повышающие защитную способность бетона по отношению к арматуре.

Не допускается применение добавок, содержащих хлористые соли.

Химические добавки должны удовлетворять требованиям соответствующих стандартов, указанных в Прил. 4.

4.8. Лакокрасочные материалы, используемые для защиты поверхности железобетонных конструкций, приведены в табл. 10 и Прил. 5 и 6.

Таблица 10

Рекомендуемые варианты систем лакокрасочных, мастичных покрытий и листовых полимерных

Примечания: 1. Нанесение лакокрасочных покрытий следует выполнять в соответствии с "Руководством по защите от коррозии лакокрасочными покрытиями строительных бетонных и железобетонных конструкций, работающих в газовлажных средах" (М., Стройиздат, 1978).

2. Варианты защиты даны по степени возрастания коррозионной стойкости.

4.9. Для конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах сельскохозяйственных зданий, рекомендуется применять стержневую арматуру классов А-I, А-II, А-III, А-IV, Ат-IVк, Ат-III, Ат-IVс, Ат-Vск, Ат-VIк и проволочную класса Вр-I, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 13015-75 и ГОСТ 10922-75.

5. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ (ВТОРИЧНАЯ ЗАЩИТА)

5.1. В конструкциях сельскохозяйственных зданий и сооружений, эксплуатируемых в условиях воздействия агрессивных сред, в зависимости от вида среды и степени агрессивного воздействия рекомендуется предусматривать первичную, а для ряда сред и вторичную защиту от коррозии.

5.2. Железобетонные конструкции, эксплуатируемые в условиях воздействия газообразной среды (слабо- и среднеагрессивной), рекомендуется применять в основном без вторичной защиты.

5.3. Для железобетонных конструкций из бетона на пористых заполнителях при действии на них агрессивной газообразной среды необходимо дополнительно соблюдать требования, обеспечивающие пассивацию стали в соответствии с "Руководством по обеспечению сохранности арматуры в конструкциях из бетона на пористых заполнителях в агрессивных средах" (М., НИИЖБ, 1979).

В железобетонных конструкциях из ячеистого бетона и арболита при действии газообразной агрессивной среды рекомендуется предусматривать дополнительную защиту арматуры по табл. 9.

5.4. Для обеспечения долговечности железобетонных конструкций, эксплуатируемых в условиях воздействия жидких и комплексных (жидких и твердых) средне- и сильноагрессивных сред, рекомендуется применять способы как первичной, так и вторичной защиты в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.11-85 и табл. 10.

5.5. Выбор варианта защитного покрытия рекомендуется производить в зависимости от назначения конструкций (сооружений), вида и степени агрессивного воздействия среды на основе технико-экономических обоснований.

При выборе варианта защитных покрытий конструкций рекомендуется учитывать их стоимость (Прил. 5), срок службы (Прил. 6), а также ограничения по токсичности для сооружений по хранению кормов и пищевой продукции.

Примерные варианты видов защиты бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений, работающих в агрессивных средах: систем лакокрасочных, мастичных и листовых покрытий в зависимости от назначения зданий и сооружений при разной степени агрессивного воздействия газообразной, твердой и жидкой среды представлены в табл. 10.

5.6. При наличии механических воздействий сыпучих продуктов (незатаренные брикетированные и гранулированные корма, корнеплоды), копыт животных и мобильного технологического оборудования (кормораздатчики и т.п.), отдельно стоящие колонны, ограждающие конструкции и стены рекомендуется защищать противоударными обоймами на высоту до 2 м.

5.7. Поверхности несущих и ограждающих бетонных и железобетонных конструкций, находящиеся в непосредственном контакте с жидкими агрессивными средами сельскохозяйственного производства (навозные стоки, барда, силос, фруктово-ягодные выжимки и др.), рекомендуется защищать на высоту, превышающую на 1 м возможный уровень заполнения агрессивной жидкой средой.

5.8. В отдельных случаях при непосредственном контакте конструкций с сильноагрессивными жидкими средами, имеющими в растворах кислую реакцию pH < 3 (растительные корма, концентрированные дезинфицирующие растворы и др.), рекомендуется проектировать защиту из кислотостойких материалов на высоту не менее 1 м выше возможного уровня контакта жидкой среды с конструкцией. Выше уровня кислотостойкой защиты бетонные и железобетонные конструкции рекомендуется защищать лакокрасочными и мастичными покрытиями по табл. 10.

5.9. В целях сохранения защитных покрытий не допускается непосредственный контакт конструкций с продуктами сельскохозяйственного производства, способными к слеживанию (гранулированные и порошкообразные концентрированные корма и др.). В этом случае рекомендуется устанавливать у конструкций, защищенных лакокрасочными покрытиями высотой на 0,5 м выше уровня возможного контакта, деревянные или другие щиты, исключающие непосредственный контакт продукта с конструкцией.

5.10. При устройстве полов животноводческих и птицеводческих зданий следует руководствоваться требованиями главы СНиП II-В.8-71 "Полы. Нормы проектирования".

5.11. При проектировании животноводческих и птицеводческих зданий сплошные полы следует выполнять с уклоном 2 - 5° в сторону слива навозных стоков и смывных вод.

5.12. Покрытие пола в животноводческих и птицеводческих помещениях рекомендуется выполнять из тяжелого бетона, конструкционного бетона на пористых заполнителях, полимербетона и других стойких в этих условиях материалов.

5.13. По периметру опоры железобетонных или чугунных решеток железобетонные балки и прогоны над каналами навозоудаления или подпольными хранилищами рекомендуется защищать от действия мочи животных лакокрасочными химически стойкими покрытиями, а также уплотняющей пропиткой. Железобетонные плиты пола необходимо в местах контакта с железобетонными или чугунными решетками защищать химически стойкими покрытиями (табл. 10).

5.14. Для фундаментов и других подземных элементов конструкций, зданий и сооружений при наличии агрессивных грунтовых вод, где возможно попадание фильтратов агрессивных сред к фундаментам (навозные стоки и др.), рекомендуется применять бетон марки по водонепроницаемости не ниже W6, предпочтительно на сульфатостойких цементах, а защиту подземных конструкций следует производить в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.11-85.

6. ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ СТАЛЬНЫХ ЗАКЛАДНЫХ И КРЕПЕЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ

6.1. При проектировании сельскохозяйственных зданий и сооружений с агрессивными средами в зависимости от степени их агрессивного воздействия стальные закладные крепежные детали и соединения должны быть защищены от коррозии в соответствии с главой СНиП 2.03.11-85.

6.2. Обетонируемые (бетоном той же плотности, что и бетон конструкций) стальные закладные детали и соединительные элементы стыков наружных ограждающих конструкций рекомендуется применять без защиты от коррозии при условии выполнения защитного слоя бетона у стальных закладных деталей в замоноличиваемых узлах конструкций в соответствии с требованиями табл. 5 и 6.

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

6.3. Необетонируемые (открытые) закладные и крепежные детали конструкций защищаются от коррозии металлическими, лакокрасочными или комбинированными покрытиями в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.11-85.

6.4. В арболите несвариваемые и свариваемые стальные детали рекомендуется защищать алюминиевыми металлизационными покрытиями толщиной 200 мкм или способом горячего алюминирования при толщине покрытия не менее 80 мкм.

Металлизационные покрытия рекомендуется дополнительно пропитывать 25%-ным раствором солидола в минеральном масле или другой консистентной смазкой.

6.5. Защита закладных и крепежных деталей выполняется, как правило, на заводах железобетонных конструкций; метизные заводы должны поставлять болты и гайки, защищенные металлизационными покрытиями.

Нанесение металлического слоя на поверхность деталей рекомендуется производить во всех случаях в заводских условиях до их установки и обетонирования конструкций. Если по условиям эксплуатации допускается защита лакокрасочным покрытием, то грунтовочные слои наносят на строительной площадке.

6.6. Поверхность вновь образованных сварных швов и нарушенных участков металлического покрытия рекомендуется восстанавливать методом металлизации.

При невозможности выполнения металлизации в средах Г-1, Г-2 и Г-3 сварные швы рекомендуется защищать протекторными материалами (ХВ-31 или ЭП-057). Толщина покрытия должна быть не менее 100 мкм.

6.7. Закладные детали и соединительные элементы, покрытые алюминием, в местах контакта с бетоном рекомендуется подвергать дополнительной защитной обработке паром в автоклаве при температуре 150 - 170 °C до бетонирования конструкций.

6.8. При воздействии жидких сред Ж-2 и Ж-3 на закладные детали и соединительные элементы защиту их рекомендуется производить комбинированными покрытиями. Толщина лакокрасочного покрытия, наносимого на металлический слой, должна быть принята как для агрессивной среды.

Приложение 3

1. Метод устанавливает определение и оценку долговечности железобетонных конструкций по величине эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в бетоне, определенного по скорости ультразвуковых колебаний на основе предварительно полученной градуировочной зависимости между этими величинами. Метод используется для текущего контроля при заводском производстве конструкций, предназначенных для воздушно-влажных агрессивных сред.

2. Метод основан на общности связи диффузионной проницаемости бетона для углекислого газа и скорости распространения ультразвука со структурной пористостью бетона и позволяет определить долговечность железобетонных конструкций с учетом реальной изменчивости диффузионной проницаемости бетона защитного слоя и его толщины.

3. Метод позволяет оптимизировать состав бетона и технологию изготовления железобетонных конструкций с целью обеспечения заданной долговечности в зависимости от концентрации углекислого газа в период эксплуатации, толщины защитного слоя бетона конструкций и проектного срока их службы.

4. Погрешность предварительно полученной градуировочной зависимости в каждом конкретном случае не должна превышать максимальную допустимую величину эффективного коэффициента диффузии углекислого газа в бетоне для обеспечения заданной долговечности контролируемых конструкций.

5. Для измерения времени распространения ультразвука в бетоне используют приборы УКБ-1М, УК-10П, УК-12П, УК-16П, "Бетон-12" и т.п., применяемые для неразрушающего контроля прочности бетона по ГОСТ 17624-78.

6. Скорость ультразвука вычисляют по результатам измерения времени распространения ультразвука и расстояния между центрами установки преобразователей (база прозвучивания) по формуле

где t - время распространения ультразвука, мкс;

l - база прозвучивания, мм.

7. Для измерения времени распространения ультразвука в образцах и конструкциях применяют способ поверхностного прозвучивания по ГОСТ 17624-78. Преобразователи, имеющие частоту 60 кГц, устанавливают на постоянной базе величиной 150 - 200 мм. Погрешность измерения базы прозвучивания не должна превышать +/- 0,5%.

8. Для определения эффективного коэффициента диффузии углекислого газа при построении градуировочной зависимости бетонные образцы выдерживают в камере с повышенной концентрацией углекислого газа согласно методике, изложенной в "Руководстве по определению диффузионной проницаемости бетона для углекислого газа".

9. Толщину защитного слоя бетона в конструкциях определяют магнитным методом по ГОСТ 22904-78 с помощью приборов типа ИЗС-2 и ИЗС-10 М.

10. Предварительно устанавливают градуировочную зависимость "скорость ультразвука - эффективный коэффициент диффузии".

11. Градуировочную зависимость строят по результатам замера в бетонных образцах скорости ультразвука и определения в тех же образцах эффективного коэффициента диффузии.

12. Для установления градуировочной зависимости изготавливают не менее 30 бетонных призм размером 100 x 100 x 250 мм. Образцы изготавливают из бетона того же состава, по той же технологии, что и контролируемые конструкции.

13. Замеры скорости ультразвука в бетоне образцов производят в возрасте, соответствующем сроку испытания конструкций. Средняя температура и влажность бетонных образцов, используемых для построения градуировочной зависимости, не должны отличаться от температуры и влажности бетона контролируемых конструкций.

14. Время распространения ультразвука в каждом образце замеряют по двум боковым граням по схеме, приведенной на рисунке.

15. В качестве единичного значения скорости ультразвука при построении градуировочной зависимости принимают среднее из двух испытаний в пределах одного образца.

16. Единичное значение эффективного коэффициента диффузии определяют по формуле (1) по среднему значению толщины нейтрализованного слоя из 20 замеров в пределах одного образца

D = \frac{m_{0} \cdot x^{2}}{2 \cdot c \cdot \tau} , (2)

где m_{0} - реакционная емкость бетона или объем газа, поглощенного единицей объема бетона;

c - концентрация углекислого газа в камере в относительных величинах по объему;

\tau - продолжительность воздействия газа на бетон, с.

17. Погрешность градуировочной зависимости оценивается величиной среднего квадратического отклонения S, определяемого по формуле

где D_{i} - значение коэффициента диффузии на участке конструкции, определенное по градуировочной зависимости;

t - определяется по табл. 15 при построении градуировочной зависимости с обеспеченностью p = 0,90;

s - среднеквадратическое отклонение градуировочной зависимости.

23. По возможной максимальной величине эффективного коэффициента диффузии D_{max} рассчитывают толщину слоя нейтрализации бетона на участке конструкции за расчетный период времени по формуле

x_{i} = \sqrt{\frac{2 \cdot D_{max} \cdot c \cdot \tau}{m_{0}}} . (5)

24. Для оценки долговечности железобетонных конструкций результаты измерений толщины защитного слоя и расчетов толщины слоя нейтрализации по п. 23 заносят в журнал испытаний по форме, приведенной в табл. 11. При этом диапазон значений толщины защитного слоя и слоя нейтрализации, определенные по отдельным участкам, разбивают на последовательный ряд интервалов размером 2 мм.

Таблица 11

Форма журнала определения вероятности полной нейтрализации защитного слоя бетона

Здесь n и m - число значений данного интервала в процентах от общего числа значений соответственно толщине защитного слоя бетона и толщине слоя нейтрализации за расчетный срок эксплуатации конструкций.

Вероятность полной нейтрализации защитного слоя бетона конструкции P за расчетный срок эксплуатации определяется по формуле

Вероятность P, рассчитанная по формуле (6), не должна превышать 10%. Если вероятность превышает 10%, следует произвести корректировку технологических факторов, снижающих проницаемость бетона, а также принять меры, уменьшающие изменчивость толщины защитного слоя бетона в конструкциях. В случае несовпадения диапазонов значений толщины защитного слоя бетона и слоя нейтрализации P = 0.

Пример расчета при оценке долговечности конструкций

Железобетонные плиты покрытия размером 3 x 6 м из бетона с В/Ц = 0,45 и расходом цемента 407 кг/м3 предназначены для эксплуатации в животноводческом здании с относительной влажностью воздуха 85%, средней концентрацией CO_{2} - 0,1% по объему и межремонтным сроком эксплуатации 20 лет. Долговечность плит покрытия контролируют ультразвуковым методом в возрасте 1 сут после термообработки. В качестве партии принимают суточный выпуск плит покрытия на технологической линии, равный 30 шт. Количество контролируемых участков для одной конструкции - 12 (по 6 участков на каждом продольном ребре). От каждой партии контролю подвергают 3 плиты. Общее количество контролируемых участков в партии составляет 12 x 3 = 36.

Для построения градуировочной зависимости использовали данные замера скорости ультразвука в 30 бетонных образцах суточного возраста после термообработки. По данным химического анализа реакционная емкость бетона по отношению к углекислому газу m_{0} = 58,6 .

Градуировочную зависимость "скорость ультразвука - эффективный коэффициент диффузии" определяли на ЭВМ "СМ-4" с использованием стандартных программ обработки данных методами математической статистики "ПАСТ". Уравнение зависимости имеет вид

Среднее квадратическое отклонение зависимости составляет s = 0,25 см2/с (табл. 12).

Данные замеров скорости ультразвука и толщины защитного слоя бетона на отдельных участках конструкций представлены в табл. 13. Здесь же даны результаты расчета возможной максимальной величины D_{max} по формуле (4, п. 22), для s = 0,25 см2/с, N = 30 и коэффициента t = 1,701, определяемого по табл. 14 для числа степеней свободы K = 30 - 2 = 28, а также результаты расчета толщины слоя нейтрализации бетона, определяемой по формуле (5, п. 23), на участке конструкции за 20 лет.

Значения толщины защитного слоя и слоя нейтрализации заносят в журнал испытания по п. 23. Определение вероятности полной нейтрализации защитного слоя за расчетный период времени показано в табл. 15.

Вероятность полной нейтрализации защитного слоя бетона P за 20 лет эксплуатации составляет 7,1%, т.е. менее 10%, что обеспечивает необходимую долговечность данной партии конструкций.

штамп предприятия,                                НИИЖБ Госстроя СССР
ведомственная принадлежность,                     ОНТИ
адрес, реквизиты                                  109389, Москва,
"___" _______________ 198__ г.                    2-я Институтская, 6

СПРАВКА ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ДОСТИЖЕНИЯ (НТД) по «Рекомендациям по защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций сельскохозяйственных зданий и сооружений»

1. Наименование НТД _______________________________________________________ (указать вид продукции, технологический процесс

                или проект с использованием НТД)

2. Название объекта _______________________________________________________ (указывается стройка или предприятие, где применены

    конструкции, технология или проект с использованием НТД)

3. Реквизиты договора о сотрудничестве с НИИЖБ (если имеются) _____________

4. Применение НТД по сравнению с __________________________________________ (указать аналог)

позволило снизить на единицу продукции (объекта):

      сметную стоимость           руб., %
      затраты труда               чел.-дн., %
      расход: бетона               м3, %
              цемента              кг, %
              металла              кг, %
              энергии              кг усл. топл., %

5. Годовой объем производства (использования) продукции ___________________

6. Годовой эффект по приведенным затратам _________________________________ (тыс. руб.)

7. Планируемый объем на ________________ год (период)

Руководитель организации

Примечание. Справка не предполагает каких-либо финансовых отношений с НИИЖБ и не является основанием для получения вознаграждения авторами Рекомендаций.