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

7.4. В отдельных отраслях промышленности при проведении капитальныхремонтов строительных конструкций возможны простои размещенного впроизводственных зданиях технологического оборудования. Это вызываетнеполное использование основных фондов предприятия и соответствующиенароднохозяйственные потери (косвенные потери от коррозии).

Величина указанных в последнем члене формулы (2) потерь от простояоборудования С_п.о. может быть определена по формуле

С_п.о. = Е_н К_об Т_п.об, (4)

где Е_н — нормативный коэффициент эффективностикапитальных вложений; К_об — проектная стоимостьтехнологического оборудования или машин, простаивающих прикапитальном ремонте строительных конструкций (принимается по табл. 4прил. 12); Т_п.об — время в годах, в течение которогопростаивает основное технологическое оборудование цеха (принимаетсяусловно равным продолжительности капитального ремонта конструкции(см. табл. 3 прил. 12).

Поскольку расчеты приведенных затрат по сравниваемым вариантамантикоррозионной защиты проводятся на натуральную единицу измеренияконструкций, необходимо иметь соответствующие технические проектныеданные. Для предварительных расчетов рекомендуется использоватьприведенные в табл. 29 усредненные показатели по сборнымжелезобетонным конструкциям одноэтажного производственного здания.

Таблица 29

Использование усредненных показателей позволяет на предварительнойстадии проектирования оценить наиболее экономичный вариантантикоррозионной защиты или определить оптимальные межремонтные срокислужбы строительных конструкций при минимуме приведенных затрат.Стоимость используемых при антикоррозионной защите строительныхконструкций материалов и изделий может быть уточнена по действующимпрейскурантам оптовых цен.

7.5. На стадии рабочего проектирования уточнение экономическойэффективности защиты конструкций от коррозии достигается за счетувеличения количества учитываемых технико-экономических параметров.

Конкретизируются принятые объемно-планировочные и конструктивныерешения, назначение проектируемого предприятия, характер и годовойобъем выпускаемой им продукции, территориальное расположение объектаи поставщиков строительных конструкций и материалов,механовооруженность строительной или ремонтно-строительнойорганизации, применяемые средства механизации монтажных иантикоррозионных работ и т. п.

В составе эксплуатационных затрат дополнительно учитываются затратына текущие ремонты строительных конструкций, ежегодные затраты пообслуживанию специальных средств защиты и техническому содержаниюзданий и сооружений. Расширяется круг учитываемых прямых и косвенныхпотерь от коррозии строительных конструкций.

Технико-экономические обоснования выбора эффективного варианта защитыот коррозии должны базироваться на соответствующих расчетах,выполняемых по «Руководству по определению экономическойэффективности повышения качества и долговечности строительныхконструкций» (М.: Стройиздат, 1981), методическим материаламСЭВ по стандартизации «Защита от коррозии в строительстве.Методы определения экономической эффективности» (ММ 6-83),«Защита от коррозии в строительстве. Метод определенияэкономических потерь» (ММ 10-85). Ниже приводятся примерытехнико-экономических расчетов.

Пример 1. Требуется определить экономическую эффективностьантикоррозионной защиты поверхности железобетонных стропильных балокодноэтажного промышленного здания на предварительной стадиипроектирования.

Общая производственная площадь здания химического производства 10000м², степень агрессивного воздействия среды—среднеагрессивная, срок строительства здания — 2 года,нормативный срок службы здания — 80 лет. Балка двутавровогосечения пролетом 12 м по серии 1.462-1 (вып. 1), под расчетнуюнагрузку 65 МПа, объем бетона 2 м³, общий расход стали —242 кг, площадь поверхности балки, защищаемая лакокрасочнымпокрытием, — 20 м.

Система антикоррозионной зашиты балок лакокрасочными покрытиямипредставлена в двух вариантах:

1 — защитное нетрещиностойкое химически стойкое покрытие изодного слоя грунтовки лаком ХВ-784 толщиной 15 мкм (расход лака 0,194кг/м²) и семи покрывных слоев эмалью ХВ-785 с общейтолщиной покрытия 140 мкм (расход эмали 1,13 кг/м²).

2 — защитное трещиностойкое покрытие из двух слоев грунтовкилаком ХП-734 толщиной 30 мкм (расход лака 0,4 кг/м²) ивосьми покрывных слоев эмалью ХП-799 (расход эмали 1,3 кг/м²).

Способ нанесения лакокрасочных покрытий в обоих вариантах ¾пневматическое напыление пистолетом-краскораспылителем 0—45.

Трещиностойкое покрытие на основе хлорсульфированного полиэтилена ХПобладает большими защитными свойствами и позволяет увеличитьмежремонтный срок службы конструкций (до 30 лет).

По табл. 26 и 27 ориентировочные сроки службы защитных лакокрасочныхпокрытий для среднеагрессивной среды составляют Т_з.к.1 = 4года и Т_з.к.2 = 7 лет, апериодичность капитальных ремонтов Т_к.р.1= 23 года и Т_к.р.2 = 30 лет.

Так как в сравниваемых вариантах защиты применяемые материалыотличаются по виду и расходу, определяем приведенные капитальныевложения в производство лакокрасочных материалов с учетом их расходана одну балку (20 м² поверхности), коэффициентаэффективности капитальных вложений (Е_н = 0,15) и данныхудельных капитальных вложений по табл. 1 прил. 12 (пп. 3.2 и 3.4; пп.3.3 и 3.5):

С_м(с)1 = 0,15×20×0,715×0,194+ 0,15×20×0,725×1,13= 2,88 руб.;

С_м(с)2 = 0,15×20×0,875×0,4+ 0,15×20×0,9×1,3= 4,56 руб.

Стоимость стропильной балки «в деле» (без защиты откоррозии) принимаем по п. 1.3 табл. 1 прил. 12:

С_д1= С_д2 = 106 руб.

Проектную стоимость лакокрасочной защиты в зависимости от видаматериалов принимаем по табл. 1 прил. 12 (пп. 3.2 и 3.4; пп. 3.3 и3.5) с учетом расхода материалов и площади защиты (20 м²):

С_з1 = 20 (0,194×0,6+ 1,13×0,79) = 20,18 руб.;

С_з2 = 20 (0,4×0,735+ 1,3×1) = 31,88 руб.

Народнохозяйственные потери от простоя расположенного в зданиитехнологического оборудования определяем по формуле (4), пользуясьданными табл. 29 и прил. 12.

По табл. 4 прил. 12 ориентировочная стоимость технологическогооборудования для предприятий химической промышленности на 1 м²общей площади производственных зданий К_об = 148 руб.

По табл. 29 на 1 м² бетона подстропильных балок приходится50 м² производственной площади здания, т.е. врассматриваемом примере на одну балку (объемом 2 м³)приходится 100 м² площади здания. По табл. 3 прил. 12ориентировочная продолжительность капитального ремонта балок на 1 м³бетона конструкции составляет 0,013 года, т.е. в нашем случае (приобъеме бетона в балке 2 м³) равна 0,026 года.

Таким образом, величина потерь по формуле (4) составляет

С_по = 0,15×148×100×0,026= 57,72 руб.

Обобщенные исходные параметры для расчета экономического эффекта наодну балку приведены в табл. 30.

Таблица 30

Приведенные затраты, осуществляемые до начала эксплуатации посравниваемым вариантам с учетом фактора времени и срока строительстваобъекта 2 года (a_t= 1,21) равны:

З_н1 = (2,88 + 106 + 20,18)×1,21= 156,16 руб.

З_н2 = (4,56 + 106 + 31,88)×1,21= 172,35 руб.

Приведенные затраты в процессе эксплуатации с учетом фактора временипри значениях 1/a_t,принимаемых по табл. 28, равны:

Для варианта 1

Количество капитальных ремонтов g_к.р.— 1 = 80/23—1 = 3, т.е. по табл. 28: 1/a₂₃= 0,111; 1/a₄₆= 0,012 и 1/a₆₉= 0,002.

Затраты на капитальные ремонты, приведенные к началу эксплуатации: = 83,53 (0,111 + 0,012 + 0,002) = 83,53×0,125= 10,44 руб.

Количество возобновлений лакокрасочных покрытий при сроке службыТ_з.к. = 4 годам: g_з.к.— 1 = 80/4 — 1 = 19.

Затраты на возобновление антикоррозионной защиты с учетом 1/a_tпо табл. 28, приведенные к началу эксплуатации:

= 25,23 (0,683 + 0,466 + 0,318 + 0,217 + 0,148 + 0,101+ 0,069 + 0,047+ 0,032 + 0,022 + 0,015 + 0,01 + 0,007 +0,004 + 0,002 +0,002 + 0,002 + 0,001 + 0,001) = 25,23×2,147= 54,17 руб.

Сумма потерь от простоя технологического оборудования цеха во времякапитальных ремонтов балки, приведенная к началу эксплуатации = 57,7 (0,111 + 0,012 + 0,002) = 57,7×0,125= 7,21 руб.

Для варианта 2

Количество капитальных ремонтов g_к.р.— 1 = 80/30 — 1 = 2, т.е. по табл. 28 1/a₃₀= 0,057 и 1/a₆₀= 0,002.

Затраты на капитальные ремонты, приведенные к началу эксплуатации: = 98,l5 (0,057+ 0,002) =5,79 руб.

Количество возобновлений лакокрасочной защиты g_з.к.— 1 = 80/7 ¾ 1 = 11.

Затраты на возобновление защиты, приведенные к началу эксплуатации, сучетом коэффициентов 1/a_t(по табл. 28 при Т_з.к. = 7 годам: = 39,85 (0,513 + 0,263 + 0,135 + 0,069 + + 0,035 + 0,018 + 0,009 +0,004 + 0,002 + 0,001 + 0,001) = 39,85×1,05= 41,84 руб.

Для облегчения и ускорения расчетов суммарные коэффициенты приведенияразновременных затрат S1/a_t= mв зависимости от срока службы здания Т_с и срока службыантикоррозионной защиты Т_а.к. приведены в табл. 5 прил.12.

В рассматриваемом случае при Т_с = 80 лет и Т_з.к.= 7 лет по табл. 5 прил. 12 m= 1,05.

Сумма потерь от простоя технологического оборудования = 57,7 (0,057 + 0,002) = 3,4 руб.

Таким образом, суммарные приведенные затраты по сравниваемымвариантам защиты по формуле (8) равны:

З₁ = 156,l6+ 10,44 + 54,17 + 7,21 = 227,98 руб.;

З₂ = 172,35 + 5,79 + 41,84 + 3,4 = 223,38 руб.

Экономический эффект на 1 балку

Э =З₁   З₂ = 227,98 — 223,38 = 4,6руб., или 0,23 руб/м³ поверхности.

Экономический эффект на проектируемое здание цеха по формуле (1) приколичестве балок 100 шт. составляет

Э_з.д. = (227,98   223,38)×100= 460 руб.

Пример 2. Требуется определить эффективность применениякомплексной добавки в бетон, повышающей морозостойкость бетона идолговечность железобетонных конструкций.

Для повышения межремонтных сроков службы свайной эстакады морскогопричала рекомендуется при изготовлении свай применить комплекснуюдобавку в бетон (50 % эмульсии ГКЖ-94 и сульфитно-дрожжевой бражки —СДБ).

Совместное введение в бетонную смесь кремнийорганического полимераГКЖ-94 и пластификатора СДБ позволяет уменьшить водоцементноеотношение при сохранении требуемой подвижности смеси, повыситьморозостойкость бетона и долговечность железобетонных конструкций.

За исходный вариант принимается конструкция причала аналогичныхразмеров и прочности с опорами из железобетонных свай,изготавливаемых по традиционной технологии без введения добавок вбетон.

Исходные данные для расчета (на 100 м причала)

Расчеты проводятся по методическому материалу СЭВ (ММ 6-83) сиспользованием табл. 28 и прил. 12 настоящего Пособия.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 31.

Таблица 31

1. Расчет приведенных затрат, осуществляемых до начала эксплуатациипричала, производится по формуле (3) MM6-83 при

a_t= l,l:

З_н1 = (350606 + 0)×1,1= 385666,6 руб.;

З_н2 = (351341 + 97,59)×1,1= 386582 руб.

2. Расчет приведенных затрат, осуществляемых при эксплуатациипричала, производится по формуле (7) MM6-83, табл. 28 и табл. 5 прил. 12 настоящего Пособия:

= 78886 (1/a₁₅+ 1/a₃₀+ 1/a₄₅)= 78886 (0,239 + 0,057 + 0,013) = 78886×0,309= 24375,8 руб.;

=81752 (1/a₂₀+ 1/a₄₀)= 81752 (0,148 + 0,022) = 81752×0,17= 13897,8 руб.;

=935×9,9 = 9256,5 руб. (табл.5 прил. 12 при Т_с = 50 лет и Т_т.р = 1 году).

=562×9,9 = 5563,8 руб. (табл.5 прил. 12 при Т_с = 50 лет и Т_т.р = 1 году).

Потери от простоя судов при капитальных ремонтах причала:

=0,15×515×100×0,309= 2387 руб.;

=0,15×515×100×0,17= 1313,3 руб.

3. Суммарные приведенные затраты по сравниваемым вариантам на 100 мпричала:

З₁ = 385666,6 + (24375,8 + 9256,5 +2387) =421685,9 руб.;

З₂ = 386582,5 + (13897,8 + 5563,8 +1313,3) = 407357,4 руб.

4. Годовой экономический эффект от применения комплексной добавки вбетон на 500 м причала

Э_г = (421685,9 — 407357,4)5 = 71642,5 руб.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1(1)

Группы агрессивных газов взависимости от их вида и концентрации

ПРИЛОЖЕНИЕ 2(2)

Характеристика твердых сред

(солей,аэрозолей и пыли)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Упругость паров воды наднасыщенными водными растворами хорошо растворимых солей при 20°С

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

А. Метод определения эффективногокоэффициента диффузии для углекислого газа в бетоне

Диффузионную проницаемость бетона определяют в зависимости от толщинынейтрализованного слоя и количества углекислого газа, поглощенногобетоном за время хранения образцов в камере с повышенным содержаниемуглекислого газа при заданной постоянной влажности бетона.

Диффузионная проницаемость бетона определяется на образцах, имеющихформу куба, призмы или пластины, минимальный размер рабочей граникоторых должен быть не менее 7 см, а толщина — не менее 3 см.Образцы могут быть изготовлены в форме либо отобраны из конструкций.Количество образцов должно быть не менее 10. Образцы, предназначенныедля испытаний, предварительно выдерживают в камере с относительнойвлажностью воздуха 75±3 % при температуре 20±5°С доустановления постоянной массы, после чего изолируют со всех сторон,кроме одной рабочей грани, плотным покрытием, например изпарафиноканифольной мастики.

Установка для проведения испытаний должна иметь постоянные параметрыгазовой среды: концентрацию СО₂ 10±0,5% по объему,относительную влажность воздуха 75±3 %, температуру 20±5°С.Возможные варианты установок для испытаний представлены в«Руководстве по определению диффузионной проницаемости бетонадля углекислого газа» (НИИЖБ, М., 1974).

Образцы выдерживают в камере с углекислым газом не менее 7 сут. и неболее того периода, в течение которого образец будет нейтрализован наполовину своей толщины.

По истечении заданного срока образцы раскалывают в направлении,нормальном неизолированной грани. На поверхность скола пипеткойнаносят 0,1 %-ный раствор фенолфталеина на этиловом спирте.

Мерной линейкой измеряют толщину слоя бетона от поверхности бетона дограницы слоя, окрашенного в малиновый цвет. Измерения производятчерез 1 см по длине кромки образца.

Эффективный коэффициент диффузии углекислого газа в бетонерассчитывают по формуле в см²/с

D= (m_oX²)/2Ct,

где m_o—Реакционная емкость бетона или объем газа, поглощенногоединицей объема бетона; X—среднеарифметическая толщина нейтрализованного слоябетона, см; С—концентрация углекислого газа в воздухе в относительныхвеличинах по объему; t— продолжительность воздействия газа на бетон, с. Величинуреакционной емкости m_oрассчитывают по формуле

m_o= 0,4Цpf,

где Ц —численно равное содержанию цемента в бетоне, кг/м³;p —количество основных окислов в цементе в пересчете наСаО в относительных величинах по массе, принимается по даннымхимического анализа цемента; f —степень нейтрализации бетона равная отношению количества основныхокислов, прореагировавших с углекислым газом, к общему их количествув цементе.

Б.Метод определения агрессивной углекислоты

При определении степени углекислой коррозии содержание агрессивнойуглекислоты в жидкой среде может быть определено экспериментально поотдельной пробе воды или путем вычисления по содержанию свободнойуглекислоты в общей пробе воды на химический анализ. Содержаниеагрессивной углекислоты определяют экспериментально в отдельной пробеводы. Пробы воды отбирают в сухую емкость на 250 мл с хорошоподобранной пробкой, в которую предварительно помещено 2 — 3 гхимически чистого карбоната кальция. Анализ проводят через 5 —6 дней (метод Гейера),

Вычисление содержания агрессивной углекислоты проводят по разностимежду содержанием свободной и равновесной углекислоты.

Концентрация (СО₂) свободная, мг/л, согласно требованиямГОСТ 4979—49, должна быть определена в день отбора пробы водына анализ.

Количество углекислоты рассчитывают по формуле:

(СО₂) равновесной = а[Са²⁺]+b,где а и b —коэффициенты, зависящие от содержания в воде ионовНСО₃ ,,Cl ; концентрацию Са²⁺,мг/л, определяют по таблице.

Значения коэффициентов а и b