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

2.3. Оценка агрессивного воздействия газообразных сред по отношению кбетону определяется свойствами кальциевых солей, образующихся привзаимодействии газов с составляющими цементного камня, а по отношениюк арматуре возможностью возникновения процессов коррозии арматуры приконтакте растворяющихся в поровой жидкости газов или образующихсякальциевых солей с поверхностью арматуры.

Газы в порядке возрастания их агрессивности располагаются следующимобразом:

1) газы, образующие при взаимодействии с гидроксидом кальцияпрактически нерастворимые и малорастворимые соли, кристаллизующиеся снебольшим изменением объема твердой фазы. Типичными газами этойгруппы являются фтористый водород, фтористый кремний, фосфорныйангидрид, двуокись углерода, пары щавелевой кислоты;

2) газы, образующие слаборастворимые кальциевые соли, которые прикристаллизации присоединяют значительное количество воды. Типичнымипредставителями второй группы газов являются сернистый и серныйангидриды, сероводород;

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

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

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

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

Концентрация газов группы А соответствует наибольшему допустимому ихколичеству, содержащемуся в незагрязненном воздухе. Концентрациягазов группы В соответствует количеству их в пределах отнезагрязненного воздуха до предельно допустимых концентраций нарабочих местах при загрязненном воздухе.

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

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

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

Углекислый газ указанной концентрации относится согласно прил. 1(1) кгруппе 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 конструкциямиз бетона как неагрессивная, а из железобетона как слабоагрессивная.

Пример 2. Содержание СО₂ в воздухе цеха равнялось1500 — 1900 мг/м³, а сернистого ангидрида — 17мг/м³; относительная влажность воздуха в отдельных зонахпод покрытием составляла 75 — 99 % при температуре 30 °С.Следует определить степень агрессивного воздействия газовой среды нажелезобетонные конструкции цеха. Согласно прил. 1(1) углекислый газконцентрации до 2000 мг/м³ относится к группе газов А, асернистый ангидрид концентрации 10 — 200 мг/м³ кгруппе С. Таким образом, более агрессивным в данном случае являетсясернистый ангидрид. По табл. 1 СНиП II-3-79**режим помещения «мокрый». По табл. 1(2) при мокром режимеи наличии газов группы В среда по отношению к железобетоннымконструкциям оценивается как сильноагрессивная.

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

Степень агрессивного воздействия среды в цехе электролиза поотношению к железобетонным конструкциям по табл. 1(2) оценивается каксреднеагрессивная.

Пример 4. В атмосфере производственного цеха присутствуют парымонохлоруксусной кислоты. В прил. 1(1) отсутствуют данные по этомувеществу.

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

Следовательно, действие монохлоруксусной кислоты можно приравнять кдействию хлористого водорода и оценить ее агрессивность попоказателям, приведенным для НСl вприл. 1(1).

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

Степень агрессивного воздействия твердых сред определяетсясодержанием солей, их гигроскопичностью, растворимостью, а такжевлажностью среды [прил. 2(2)].Гигроскопичность зависит от равновесной упругости водяного пара надкристаллогидратами солей. Высокогигроскопичные соли имеют низкуюупругость 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 наповерхности конструкций концентрированного солевого раствора,способного оказать коррозионное воздействие.

К малорастворимым относятся соли с растворимостью менее 2 г/л, кхорошо растворимым более 2 г/л. К малогигроскопичным относятся соли,имеющие равновесную относительную влажность при температуре 20 °С60 % и более, а к гигроскопичным — менее 60 %. Присутствиерастворимых веществ не влияет на агрессивность среды.

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

Пример 5. Требуется определить степень агрессивноговоздействия хлористого кальция для проектирования фермыпроизводственного 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 °Ссоставляет 17,4 мм. Равновесная относительная влажность притемпературе 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 растворимаясоль. Режим помещения по влажности (табл. 1 СНиП II-3-79**)нормальный.

По табл. 2(3) при нормальном режиме помещений по влажности хорошорастворимые гигроскопичные твердые среды по отношению к железобетонуявляются среднеагрессивными.

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

Проницаемость бетона характеризуется прямыми показателями (маркойбетона по водонепроницаемости, коэффициентом фильтрации и эффективнымкоэффициентом диффузии). Косвенные показатели (водопоглощение бетонаи водоцементное отношение) являются ориентировочными идополнительными к прямым.

Проницаемость бетона конструкций, предназначенных для эксплуатации вжидких агрессивных средах, характеризуется коэффициентом фильтрацииили 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 элементахконструкций, работающих под давлением, при использовании бетона вкачестве изолирующей оболочки от излучений и т. п.) необходимоприменять бетон более высоких марок по водонепроницаемости(W10 и более), оценка степени агрессивного воздействия среддолжна производиться на основании экспериментальной проверки илиимеющегося практического опыта.

2.6. Оценка степени агрессивного воздействия грунтов производится дляконструкций, располагающихся выше уровня грунтовых вод, по содержаниюсолей сульфатов и хлоридов по табл. 4(4):

по отношению к бетону конструкций только по показателю содержаниясульфатов в пересчете на ;

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

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

Количество лабораторных определений характеристик грунтов дляхимического анализа следует назначать в соответствии с требованиямиСНиП 1.02.07—87, а подготовку грунтов к анализу и приготовлениеводной вытяжки выполнять по ГОСТ 9.015—74*.

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

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

Таблица 9

Требуется произвести оценку степени агрессивного воздействия грунтапо отношению к бетону и железобетону фундаментов, выполненных избетона марки по водонепроницаемости W6 напортландцементе по ГОСТ 10178—85.

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

При содержании хлоридов, превышающих в пересчете на Сl^¾250 мг/кг, следует учитывать наличие сульфатов.

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

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

2.7. Оценка агрессивности природных и технологических жидких средпроизводится: 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 оценкаагрессивного воздействия среды производится по наиболее агрессивному.

Степень агрессивного воздействия сред, указанных в табл. 5(5), 6(6) и7(7), приведена для сооружений при величине напора жидкости до 10^-1МПа (1 атм).

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

а) коррозия I вида характеризуетсявыщелачиванием растворимых компонентов бетона [представленав табл. 5(5) показателем бикарбонатной щелочности)];

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

Оценку степени агрессивного воздействия среды по содержаниюагрессивной углекислоты (см. прил. 4Б) следует производить только призначениях рН свыше 5. При рН до 5 степень агрессивного воздействияоценивается по водородному показателю;

Примечание. Изменение рН на единицу соответствует изменениюконцентрации водородных ионов — кислотности на один десятичныйпорядок (в 10 раз):

в) коррозия III вида — образованием инакоплением в бетоне малорастворимых солей, характеризующихсяувеличением объема при переходе в твердую фазу без химическоговзаимодействия при наличии испаряющих поверхностей [представленав табл. 5(5) показателем суммарного содержания солей хлоридов,сульфатов, нитратов и др.] и в результатехимического взаимодействия с сульфатами [представленапоказателем содержания сульфатов в табл. 6(6)].

В табл. 6(6) оценка степени агрессивного воздействия сульфатов дана взависимости от содержания бикарбонатов (в пересчете на ионHCO₃ ), присутствующихнаряду с сульфатами в большинстве природных вод и способствующихзамедлению процессов сульфатной коррозии. Положительное влияниебикарбонатов на замедление скоростей коррозионных процессовпроявляется при концентрации ионов HCO₃ от 3 до 6 мг×экв/л и более.

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

Сульфатная агрессивность жидкой среды по отношению к бетону зависитот вида применяемого цемента и проницаемости бетона. Вид цемента ипроницаемость бетона могут быть заранее заданы в проекте, а могутбыть назначены как средство первичной защиты бетона после анализаданных о степени агрессивности среды с учетом технико-экономическихсоображений.

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

В табл. 4(4), 5(5) и 6(6) значения показателей агрессивности меняютсяступенчато. Вблизи границ значений показателей табл. 6(6) и 7(7) приоценке степени агрессивного воздействия среды допускается неучитывать в пределах +10 % отклонения от нормируемых величин.

Например, для бетона нормальной проницаемости на портландцементе поГОСТ 10178—85 при фактическом содержании сульфатов до 275 мг/лсреда может считаться неагрессивной.

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

Если в агрессивной жидкой среде помимо сульфатов присутствуют другиеагрессивные компоненты, их воздействие следует учитывать отдельно иисходя из этого назначать способы защиты.

Б. Агрессивность жидких органических сред к бетону определяетсяхимической активностью при взаимодействии с составляющими бетонкомпонентами и растворимостью в воде.

Перечень наиболее распространенных жидкостей и оценка степени ихагрессивного воздействия на бетон в зависимости от его проницаемостиприведены в табл. 8(8).

Примечание. При оценке агрессивного воздействия жидких органическихсред, не упомянутых в табл. 8(8), следует иметь в виду способностьнекоторых органических сред самопроизвольно полимеризоваться, ихвысокую адсорбционную активность, способность к активному гидролизу свыделением газообразных веществ и др., что приводит к специфическимпроцессам коррозии бетона.

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

Агрессивность жидкой среды, содержащей сульфаты, по отношению карматуре устанавливается только в тех случаях, когда наряду ссульфатами присутствуют хлориды в количестве свыше 250 мг/л впересчете на Сl^¾.При этом оценка степени агрессивного воздействия среды производитсяпо табл. 7(7) при условии, что количество сульфатов пересчитываетсяна содержание хлоридов умножением на 0,25 и суммируется с содержаниемхлоридов.

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

2.8. Оценка степени агрессивного воздействия жидких сред производитсяпутем сопоставления данных химического анализа жидкостей илирастворов с показателями предельного содержания агрессивныхкомпонентов 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; наличиеиспаряющих поверхностей конструкций; температурные условия работыконструкций; предполагаемая проницаемость бетона; вид цемента,намечаемого к применению.

Примечание. Два последних параметра могут быть уточнены при оценкестепени агрессивности.

Химический анализ грунтовой воды производится с помощью отбора пробводы. Места отбора проб, их количество и глубина отбора должныприниматься в соответствии с требованиями нормативных документов поинженерным изысканиям для соответствующих видов строительства (СНиП1.02.07—87).

Пробы должны характеризовать все водоносные горизонты, воды которыхбудут контактировать с проектируемыми сооружениями. При этом должныбыть учтены возможности: подъема уровня грунтовых вод в процессеэксплуатации проектируемых сооружений, попадания в грунттехнологических растворов и изменения гидрогеохимической обстановкипосле возведения сооружений.

При изменении химического состава воды в зависимости от времени годадля проектирования следует принимать наибольшую агрессивность запериод продолжительностью не менее месяца.

При наличии нескольких результатов химического анализа из одного итого же водоносного горизонта, скважины или водоема оценкаагрессивности производится по усредненным показателям химическиханализов при условии, что отклонения единичных показателей отсреднего значения не превышают 25 %.При большем отклонении от средних значений оценка агрессивностиопределяется по наиболее неблагоприятному анализу.

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

По истечении указанных сроков необходимо провести повторный отборпроб для химического анализа. Если по первым данным не выявленосущественного отличия химического состава воды, число проб может бытьсокращено в 2—3 раза.

Оценка агрессивности промышленных сточных вод производится: для вновьпроектируемых предприятий на основании анализа химического составасточных вод, указанного в технологической части проекта; длядействующих предприятий — по фактическим средним даннымхимического состава вод за последние три месяца или на основанииданных специального обследования.

Степень агрессивности жидкой среды сооружений, предназначенных длятехнологических жидкостей (очистные сооружения, коллекторы сточныхвод и т.п.), определяется с учетом нейтрализации кислых и щелочныхстоков.

Химический анализ природных вод следует выполнять в соответствии соследующим минимальным перечнем определений: сухой остаток (общеесодержание солей), содержание водородных ионов — рН(кислотность), содержание агрессивной углекислоты — СО_2агр., содержание ионов: HCO₃ ,(бикарбонатная щелочность), ,Mg²⁺,,Cl .

В промышленных водах дополнительно определяют общее содержаниещелочей и, при необходимости, органических соединений, перечисленныхв табл. 8(8).

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

Пример 7. Произвести оценку степени агрессивного воздействиягрунтовых 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_2агр. — 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 кбетону могут являться HCO₃ ,рН, СО_2агр., Mg²⁺,nа⁺ +k⁺,,суммарное содержание солей агрессивных к арматуре — Сl и .

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

Для оценки агрессивного воздействия среды по отношению к арматуреэлементов фундаментов толщиной до 250 мм определяем суммарноесодержание хлоридов и сульфатов в пересчете на Сl и :

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

По табл. 7 (7) определяем, что среда не агрессивна для элементовфундаментов, 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 сагрессивными средами должны предусматриваться материалы,обеспечивающие коррозионную стойкость конструкций на весь период ихэксплуатации с учетом своевременного возобновления мероприятий позащите поверхности конструкций (если таковые необходимы).

А. (2.10, 2.11). Бетон конструкций должен изготавливаться сприменением 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 агрессивноговоздействия.

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) и6(6)] следует применять сульфатостойкие цементы, шлакопортландцементыи портландцемент нормированного минералогического состава (С₃Sне более 65 %, С₃Ане более 7 %, С₃А+ С₄АF не более22%). Не допускается применение этого цемента с отклонением отуказанных требований по минералогическому составу.

В жидких средах, агрессивных к бетону по показателю бикарбонатнойщелочности [см. табл. 5(5)], предпочтительнее применятьпортландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент илипуццолановый портландцемент.

Бетоны на шлакопортландцементе и пуццолановом портландцементеобладают пониженной морозостойкостью.

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

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

В жидких средах, агрессивных по содержанию щелочей, не допускаетсяприменение портландцемента с содержанием С₃Аболее 8 % и глиноземистого цемента.

В конструкциях, к бетону которых предъявляются требования поводонепроницаемости марок свыше W6,наравне с сульфатостойким портландцементом допускается применениенапрягающего цемента марок свыше НЦ-10.

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

Не допускается применение в агрессивных средах гипсоглиноземистыхрасширяющихся и водорасширяющихся (ГГРЦ и ВРЦ) цементов дляизготовления железобетонных конструкций и замоноличиванияармированных стыков.

В одной железобетонной конструкции не должны применяться цементыразличных видов.

Инъецирование каналов предварительно напряженных конструкций снатяжением арматуры на бетон должно производиться раствором только напортландцементе.

Б (2.12, 2.13). В качестве мелкого заполнителя для бетона следуетпредусматривать кварцевый песок (отмучиваемых частиц не более 1 % помассе по ГОСТ 10268—80 а также пористый песок, отвечающийтребованиям ГОСТ 9759—83.

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

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

В качестве крупного заполнителя для тяжелого бетона следуетпредусматривать фракционированный щебень изверженных пород, гравий ищебень из гравия, отвечающие требованиям ГОСТ 10268—80. Следуетиспользовать щебень изверженных пород марки не ниже 800, гравий ищебень из гравия — не ниже Др12.

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

Для конструкционных легких бетонов следует предусматриватьзаполнители по ГОСТ 9757—83.

При этом показатели водопоглощения по массе в течение 1 ч не должныпревышать 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 этихзаполнителях к агрессивным воздействиям (сульфатостойкости,морозостойкости, кислотостойкости и т.д.), а также оценкапассивирующего действия бетона к стальной арматуре.

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

Применение морской воды допускается для затворения бетонанеармированных или малоармированных конструкций при отсутствиитребований к появлению высолов; болотные и сточные воды недопускаются к применению.

Допускается применять воду с содержанием эмульгированных масел вколичестве до 20 мг/л (например, конденсат пропарочных камер). Приэтом не допускается применение воды с пленкой масла на ееповерхности.

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

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

Потенциальная реакционная способность заполнителей должнаустанавливаться на стадии геологического опробования месторожденийгорных пород, предназначенных для применения в качестве заполнителейбетона, и определяться химическим методом по ГОСТ 8735—75 иГОСТ 8269—87 (заполнители относятся к ПРС, если количестворастворимого кремнезема превышает 50 ммоль/л), а также до началастроительства прямым методом измерения деформаций образцов бетона вовремени по "Рекомендациям по определению реакционной способностизаполнителей бетона со щелочами цемента" (М., НИИЖБ, 1972).

Примечание. Наиболее опасно содержание ПРС кремнезема в виде частицсвыше 5 мм, тонкодисперсный кремнезем в виде природных илиискусственных активных минеральных добавок к цементу (трепел, опока,туф, пылевидный кремнезем и т. п.) наоборот способствует связываниющелочей и снижает опасность внутренней коррозии бетона. Аналогичныйэффект достигается введением тонкомолотого доменного гранулированногошлака или применением шлакопортландцемента.

При наличии ПРС кремнезема условия возникновения коррозии бетоназависят от содержания щелочей, определяемого в расчете наNa₂O(содержание К₂О приводится к содержаниюNa₂Oумножением на 0,65), и влажности бетона в процессе эксплуатацииконструкций.

Допустимое содержание щелочей в цементе в зависимости от расходацемента приведено в табл. 11.

Таблица 11

В случае применения в качестве вяжущего пуццоланового портландцементав соответствии с ГОСТ 22266—76* ограничения по применению ПРСзаполнителей снимаются.

В качестве мер защиты от внутренней коррозии за счет потенциальнореакционноспособных пород и снижения взаимодействия заполнителя сощелочами цемента следует предусматривать:

подбор состава бетона при минимальном расходе цемента;

изготовление бетона на цементах с содержанием щелочи в расчете наNa₂О не более величин, приведенных втабл. 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 допускаетсявведение в бетон в качестве добавок солей натрия или калия.

3.3. (2.16). Повышение коррозионной стойкости железобетонныхконструкций в агрессивных средах может достигаться применениемхимических добавок, повышающих коррозионную стойкость и защитнуюспособность бетона по отношению к стальной арматуре.

При применении добавок следует руководствоваться "Пособием поприменению химических добавок при производстве сборных железобетонныхизделий и конструкций" (М.: Стройиздат, 1987), «Каталогомвыпускаемых 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 приукладке; придания бетону специальных свойств и т. п.

В зависимости от вида коррозионного воздействия агрессивной среды сцелью 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 вусловиях капиллярного подсоса и испарения — те же, что дляповышения 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 дляэксплуатации 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 вприл. 5.

В состав бетона, в том числе в составы вяжущего, заполнителей и водызатворения, не допускается введение хлористых солей, вызывающихкоррозию арматуры в железобетонных конструкциях: с напрягаемойарматурой; с ненапрягаемой проволочной арматурой класса В-I,Вр-I диаметром 5мм и менее; эксплуатируемыхв условиях влажного или мокрого режима; изготовляемых с автоклавнойобработкой; подвергающихся электрокоррозии.

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

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

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

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

в отсутствие воздействия жидких агрессивных сред или при воздействиижидких агрессивных сред в виде растворов хлоридов сульфатов, нитратови других солей-электролитов в количестве до 5 г/л включительно поСНиП 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 ижелезобетонные инструкции гидротех­нических сооружений».

при воздействии названных выше жидких агрессивных сред в количествесвыше 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 определяютсяпо ГОСТ 10060—87 при испытании в пресной воде.

3.5. (2.18; 2.22—2.24). Для армирования железобетонныхконструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, допускаетсяприменять те же виды арматуры, что и для конструкций, эксплуатируемыхв неагрессивных условиях по СНиП 2.03.01—84 с учетом требованийнастоящего раздела.

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

При выборе арматурной стали необходимо учитывать следующие положения:

в предварительно напряженных конструкциях следует преимущественноприменять термически упрочненную арматуру, стойкую противкоррозионного растрескивания, высокопрочную проволочную арматурукласса В-II и Вр-IIдиаметром 4 мм и более, арматурные канаты К-7 диаметром 12 мм иболее, обеспечивающие наряду с коррозионной стойкостью экономиюстали;

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

применение проволоки классов В-I и Вр-Iдиаметром менее 4 мм не допускается в конструкциях третьей категориитребований к трещиностойкости;

в предварительно напряженных железобетонных конструкциях,изготовленных из шлакопемзобетона или с применениемшлакопортландцемента, рекомендуется преимущественно применятьтермически и термомеханически упрочненную арматуру, стойкую противкоррозионного 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 предварительнонапряженных конструкциях из ячеистых, пористых легких и тяжелыхсиликатных бетонов не допускается без специальных мер защитынезависимо от условий эксплуатации. Возможно применение высокопрочнойпроволоки при армировании предварительно напряженными железобетоннымибрусками из тяжелого бетона.

Предварительно напряженные конструкции для зданий с агрессивнымисредами не допускается изготавливать способом натяжения арматуры назатвердевший бетон.

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

3.6 (2.17). Расчет железобетонных конструкций, подверженныхвоздействию агрессивных сред, следует производить по СНиП 2.03.01—84с учетом настоящих норм по категории требований к трещиностойкости ипредельно допустимой ширине раскрытия трещин, которые ужесточаются сповышением степени агрессивного воздействиясреды.

Допустимая ширина раскрытия трещин назначается из условийдолговечности и непроницаемости и обусловливается степеньюагрессивного воздействия среды, длительностью действия внешнейнагрузки и видом применяемой арматуры.

В агрессивной газовой среде ограничение ширины раскрытая трещинвызвано, главным образом, опасением коррозии арматуры, а так каккоррозионные процессы протекают во времени, то при назначении шириныраскрытия трещин контролирующим фактором является длительностьвоздействия нагрузки, вызывающей трещины вконструкции.

В связи с этим ограничиваются два значения предельно допустимойширины раскрытия трещин.

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

Таблица 12

Примечания: 1. Расчетная зимняя температура наружного воздухапринимается как средняя температура воздуха наиболее холоднойпятидневки по СНиП 2.01.01—82. 2. Марка бетона поводонепроницаемости должна приниматься не менее W4и назначаться исходя из условий стойкости бетона в жидкой агрессивнойсреде по табл. 4(4), 5(5), 6(6) и 8(8). 3. Марки бетона поморозостойкости, указанные в табл. 12, приведены к определению попервому методу ГОСТ 10060—87. 4. Табл. 12 не распространяетсяна бетоны дорожных и аэродромных покрытий.

В конструкциях второй категории требований к трещиностойкостидопускается непродолжительное раскрытие трещин при условииобеспечения надежного закрытия (зажатия) трещин при длительнодействующих нагрузках. При этом на растягиваемой внешними постояннымии длительными нагрузками грани элемента обжатие должно составлять неменее 0,5 МПа.

В конструкциях первой категории требований к трещиностойкостираскрытие трещин не допускается.

При эксплуатации конструкций в агрессивных средах предельнодопустимая ширина раскрытия трещин контролируется также условияминепроницаемости, особенно для жидких агрессивных сред.

При определении ширины непродолжительного раскрытия трещиндопускается:

принимать ветровую нагрузку в размере 30 % нормативного значения;

учитывать крановую нагрузку от одного мостового или подвесного кранана каждом крановом пути. При этом ширина непродолжительного раскрытиятрещин от нагрузок, предусмотренных СНиП 2.01.07—85, не должнапревышать значений, нормируемых СНиП 2.03.01¾84.

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

3.7. Категория требовании к трещиностойкости, значения предельнодопустимой ширины непродолжительного и продолжительного раскрытиятрещин, толщина защитного слоя бетона, минимальные марки бетона поводонепроницаемости для конструкций, предназначенных к эксплуатации вгазообразных и твердых агрессивных средах, приведены в табл. 13(9) и14(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 ширинанепродолжительного и продолжительного раскрытия трещин железобетонныхконструкций, приведенные в табл. 13(9) и 15(11), увязаны стребованиями по толщине защитного слоя бетона и маркой бетона поводонепроницаемости.

В конкретном проектировании можно учитывать взаимозаменяемостьотдельных параметров первичной защиты, в том числе роль защитыарматуры оцинкованием, некоторые особенности конструктивногохарактера и т. п.

При надлежащем технико-экономическом обосновании можно учитыватьследующие положения.

Таблица 13(9)

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

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

*** В случае когда среднеагрессивная степень воздействия определяетсятолько влажностью и наличием углекислого газа, категорию требованийпо трещиностойкости и ширине раскрытия трещин допускается приниматькак 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.