фистых солей, как ускорителей твердения, при использовании материалов для бетонной смеси, содержащих хлористые соли, и, главным образом, при действии на железобетонные конструкции хлорсодержащих газов, аэрозолей и растворов.

При возрастании концентрации ионов хлора в бетоне повышается вероятность их адсорбции на поверхности стали. В отдельных местах, где поверхность стали наиболее -активна, они адсорбируются, разрушают пассивирующую .пленку и вызывают образование коррозионных точек (язв, яиттингов). Особенно опасна питтинговая коррозия для предварительно напряженной арматуры, так как язвы, занимая небольшую площадь, развиваются вглубь, уменьшая сечение стержней, что, в свою очередь, может привести к появлению коррозионных трещин в стали и быстрому разрушению конструкций. Такой вид коррозии арматуры получил название коррозионного растрескивания [П.

Скорость коррозии железобетона в газовых средах зависит от состава газа, скорости подвода агрессивных но- ов к арматуре, концентрации газов, влажности окружающей среды и состава бетона.

Рассмотрим влияние этих факторов на скорость коррозии арматуры в бетоне.

Классификация кислых газов

Механизм коррозии железобетона в кислых газовых средах во многом определяется составом газа, точнее - свойствами солей кальция, образующихся при реакции нейтрализации между кислотой, возникающей в результате растворения данного газа, и щелочными составляющими бетона. Наиболее существенными из этих свойств являются:

изменение объема твердой фазы при химическом взаимодействии газа и минералами цементного камня; агрессивность соли по отношению к стальной арматуре; растворимость в воде и гигроскопичность кальциевых солей.

В зависимости от этих свойств предложено деление газов на три группы [21.

1. Газы, образующие практически нерастворимые и малорастворимые соли кальция, которые не содержат кристаллизационной воды. Объем этих новообразований незначительно превышает объем исходных продуктов. При кристаллизации таких солей в порах плотность и проч-

ность бетона несколько возрастает. К газам этой группьв относятся: фтористый водород, четырехфтористый кремний, углекислый газ.

2. Газы, образующие слаборастворимые кальциевые соли, которые при кристаллизации присоединяют значительное количество воды. В связи с большим увеличением объема твердых фаз плотность бетона при нейтрализации значительно возрастает. Например, при воздействии на бетон сернистых газов образуется двуводный гипс, объем которого в 2,2 раза больше исходного объема гидрата окиси кальция. Вследствие роста кристаллов гипса на начальной стадии проницаемость бетона уменьшается, затем в-бетоне возникают внутренние напряжения от давления растущих кристаллов гипса, и вблизи от поверхности бетона разрушается. В последующем процесс охватывает новые иенарушенные слои бетона. Представителями этой группы являются: сернистый и серный ангидриды, сероводород, и сероуглерод.

3. Газы, образующие хорошо растворимые кальциевы& соли, которые обладают высокой гигроскопичностью и способны присоединять кристаллизационную воду.

Б зависимости от того, агрессивна или неагрессивна! соль по отношению к стали, газы этой группы подразделяются на две подгруппы. К первой относятся газы.обра-зуинцие соединения, способные вызывать коррозию сталИ' при высокой щелочности среды. Это хлористый водород, хлор, пары брома, йода и некоторых кислот. Ко второй-подгруппе следует отнести газы, которые в результате реакции с гидратом окиси кальция образуют нейтральные по-отношению к стальной арматуре соли. Газы этой подгруппы - окислы азота.

Поскольку газы первой и второй группы образуют мало-растворимые соединения, то концентрация растворимых сОлей в поровой жидкости бетона незначительна и диффузия их в глубь бетона весьма мала. Коррозия арматуры при воздействии на железобетон этих газов может настуг пить только в результате нейтрализации защитного слоя то есть с понижением щелочности.

Газы третьей группы второй подгруппы (табл. 2) также вызывают коррозию арматуры в результате нейтрализации, защитного слоя. Однако, так как продукты реакции хорошо растворимы, то плотность нейтрализованного слоя уменьшается и, несмотря на увеличение его толщины, воз-

Таблица 2 Классификация газов (по С. Н. Алексееву и Н. К. Розенталю)

Примечания: 1. В третьем столбц ? приведены конечные продукты взаимодействия.

2. Растворимость солей дана в расчете на безводные соединения.

3. Растворимость солей приведена при 20°С или температуре, указанной в верхнем индексе.

растание диффузионного сопротивления может не наблюдаться.

Газы третьей группы первой подгруппы занимают особое место, так как механизм коррозии железобетона при воздействии этих газов имеет принципиальное отличие от описан-

ного выше. Продукты химической реакции, образуясь в поверхностных слоях бетона, вследствие хорошей растворимости остаются в норовой жидкости и диффундируют в глубь материала.

Агрессивные ионы, достигая арматуры, активируют ее поверхность, вызывают распассивацию и последующую коррозию металла. Интенсивность коррозии зависит от количества продиффундировавших ионов, а именно: чем больше агрессивного вещества накапливается в зоне расположения арматуры, тем выше скорость коррозии.

Скорость проникновения агрессивных ионов

Коррозия арматуры при воздействии газов типа хлористого водорода наступает быстрее, чем при действии COg, вследствие опережающего воздействия агрессивных ионов. Схему процесса коррозии железобетона в газах типа хлористого водорода можно представить следующим образом. Агрессивный газ, диффундируя в глубь бетона, по пути растворяется в норовой жидкости, которая присутствует в бетоне практически при любой влажности атмосферы. В результате растворения газа образуется соляная кислота, которая взаимодействует с щелочными составляющими бетона.

Продукты реакции, содержащие ионы хлора, в растворенном виде диффундируют в глубь бетона к арматуре. Содержание агрессивных ионов хлора постепенно возрастает и при их критической концентрации наступает коррозия арматуры. Накопление агрессивных ионов по глубине бетона можно выразить следующими формулами

Х=:1,67]АЩ-

(10)

Сзо = 44,5

где X -глубина проникания хлоридов в бетон;

Сз - содержание ионов хлора по глубине бетона; С30 - содержание ионов хлора на поверхности бетона; Оз - эффективный коэффициент диффузии хлор-ионов в норовой жидкости бетона;

4 - количество агрессивного газа, поглощаемого бето- Кроме того, из уравнения (12) можно получить выраже-

ном в единицу времени; е Для нормирования толщины защитного слоя бетона

t-!p!~ поверхности бетона; 1.58/БГ7 (1 - 0.011/5Г) (13)

Как следует из уравнений (10), глубина проникания нормируемый срок службы конструкций,

хлоридов в бетон изменяется в зависимости от времени тьм образом, для расчета долговечности железобеюн-ш эффективного коэффициента диффузии по закону квад- конструкций в газовой среде типа хлористого водо-ратного корня. Концентрация хлоридов на поверхности необходимо экспериментально определить коэффи-бетона прямо пропорциональна количеству поглощаемого диффузии продуктов реакции в поровой жидкости бетоном агрессивного газа и корню квадратному из вре- и поток газа, поглощаемого единицей поверхности -мени и обратно пропорциональна расходу цемента и корню Ijgg в единицу времени.

квадратному из эффективного коэффициента диффузии. 5дащентрация газа. Взаимосвязь между потоком газа. Сохранность арматуры железобетонных конструкций для 5гл6вдаемого бетоном q, и концентрацией агрессивного .данного случая определяется временем 4, в течение кото- ,33.1 атмосфере С40 может быть выражена следующим урав-рого на расстоянии h (толщина защитного слоя бетона) ;н]

концентрация агрессивных продуктов достигнет критиче- V г П4\

ского значения Сзк. ¥4 - f 4 * fto ()

( ;j Из уравнений (10) получаем выражение, которое iete-i константа скорости поглощения газа, показываю-

-может быть использовано для расчета долговечности желе- Д щая какой объем газа поглощается единицей пло-зобетонных конструкций в следующем виде щади бетона,в единицу времени.

<зк Оц 0,635/1 \2 Ваажность окружающей среды и состав бетона. Скорость

{44,5qi Vd юцёссз поглощения газз зависит от влажности агрес-

V * Уз/ [BHO& газовой среды и структуры бетона. Чем выше влаж-

Нашими экспериментами установлено, что предельно )сть окружающей атмосферы и чем больше в бетоне пор .допустимое значение хлоридов в бетоне на Стерлитамак- мых размеров, тем больше в нем конденсируется влаги и ском портландцементе Сзк = 0,5% С1 от массы цемента, м быстрее происходит процесс растворения и поглощения С учетом этого 1за. Скорость поглощения газа может быть определена

f G h \2 изменению массы образцов, находящихся в агрессив-

0,011->/ о* +0,6357 ). (12) -РРЛе. I Для константы скорости получаем

Л=7 (15)

Из анализа формулы (12) следует, что долговечность С^Зобр

конструкций в хлорсодержащей среде определяется двумя е * -1 безразмерный коэффициент!

Т1роцессами. Первое слагаемое правой части уравнения прирост массы образцов в единицу времени;

-описывает процесс накопления продуктов химической реак- Jовр. - площадь поверхности образцов

ции на поверхности бетона. На этот процесс также ока-

зывают влияние такие факторы, как: расход цемента в бе- J.I реакции между кислым газом и щелочью тоне, концентрация и влажность агрессивной среды, выделяется вода, которая в зависимо-структурные характеристики бетона. Второе слагаемое *к°РОсти ее образования и влажности окружающей характеризует процесс проникания хлоридов в глубь может либо полностью удаляться из зоны реакции, бетона к арматуре. Время, в течение которого хлор-ионы процесс учитывается JlocTHraror поверхности арматуры, зависит от толщины за- размерным коэффициентом , значение которого лдитного слоя бетона и коэффициента их диффузии. воздействии на бетон хлористого водорода лежит

тмоеферы т = 70% значения v, определенные для <?= в пределах 1-н2 и зависит от концентрации и влажно( gQ% необходимо умножить на поправочный коэффициет агрессивной среды. Результаты наших работ показывац g для ср =60% - на 0,8. При этом значения параметра что накопление влаги в бетоне вследствие химическ мргут быть использованы для ориентировочных расчетов реакции может происходить только при аномально высок* проектировании железобетонных конструкций, эксплуа-концентрации агрессивной среды (Qo > 10 г/м'*), что чр(р5рующихся в агрессивных средах типа хлористого водорода, вычайно редко встречается на практике. В реальных \ эффективный коэффициент диффузии хлор-ионов в подобиях накопления влаги не происходит и значение кодовой жидкости бетона будет меньше молекулярного коэффициента а для газа НС1 равно 2. )ициента диффузии данного вещества в объеме раствора.

При определении скорости поглощения газа необ])хо наблюдается вследствие того, что большая часть поро-димо точно выдержать заданную влажность газовоздушцой влаги в бетоне находится в адсорбированном состоя-смеси. В таком случае в качестве агрессивной среды могии. Свойства адсорбированной влаги, а также свойства служить пары соляной кислоты, концентрация которой Е^вдкрсти, сконденсированной в тонких капиллярах, су-бирается nq табл. 3 в соответствии с требуемой относите.;ественно отличаются от свойств воды в объеме, ной влажностью атмосферы. После определения в дани Поскольку непосредственное определение эффективного атмосфере значения Д<7 вычисляется скорость поглощецоэффициента диффузии экспериментальным путем дос-газа, для чего в формулу (15) подставляется значеваточно сложно и трудоемко, то для нахождения этого концентрации газа, применявшегося в экспериментах:оэффициента можно использовать косвенный метод. Он соответствии с данными табл. 3. аключается в определении сквозной пористости капилляр-

Определенная по этому методу скорость поглощеко-пористого тела с помощью замера электропроводности газа бетонами М200 при 80% относительной влажносбразцов. По методике измерений для влагонасыщенных атмосферы оказалась равна (0,9-1,4) 10- см/с в зависи1браащ,ов и в воздушно-сухом состоянии, можно определить сти от вида заполнителя в бетоне. Значение = (дельное сопротивление бетона и вычислить искомый 10- см/с соответствует бетону, в котором в качестве юэффициент диффузии. С этой целью может быть исполь-полнителя использовался щебень, а U4 = 1,4 10 сювана формула характерно для бетона с пористым заполнителем, ти i

керамзита. При уменьшении влажности среды скорое

поглощения газа уменьшается. Например, при влажное

(16)

Т а б л и U г

Относительная влажность паров и концентрация хлористого водор( над соляной кислотой (t=20°C)

де Z?3 -

молекулярный коэффициент диффузии хлористой соли в воде;

объемное влагосодержание образца; удельное сопротивление образца бетона при данной относительной влажности среды; удельное сопротивление жидкой фазы. Для бетонов на портландцементе удельное сопротивле-ие жидкой фазы равно 120-125 ом см при t = 20°С. -начения молекулярных коэффициентов диффузии Нри-эдятся в справочной литературе. Таким образом, для зычисления коэффициента диффузии хлор-ионов в бетоне эстаточно определить его удельное сопротивление и объем-гмп^л^°°Р* Р^ данной относительной влажности мосферы. Последнее определяется по разнице массы ис-

~--- Прогнозирование долговечности бетонных

конструкций в растворах кислот и кислых газах Прогнозирование долговечности имеет целью рассчи-гать время и безопасный срок эксплуатации конструкций R конкретной агрессивной среде.

Для проектирования фундаментов зданий и сооружений Глава III кислотных производств прогнозирование производится с

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ СТРОИТЕЛЬНЫУ ° °* коррозионного поражения бе-КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ расчет допускаемой глубины коррозионного поражения

fipTOHa производится по формуле (1). 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЬ! онстанта скорости коррозионного процесса вычисляется на основании результатов экспериментов по описанной гт выше методике определения глубины коррозионного пора-

Проектирование антикоррозионной защиты здан1нщ1 и сооружений кислотных производств должно проводить! ши отличии концентрации и температуры агрессивного на основании технических расчетов с учетом условий, в Коасгвора используемого в эксперименте, от его концен-торых эксплуатируются конструкции, и прогнозирован^оапии и температуры в производственных условиях воз-долговечности бетона и железобетона в агрессивной среден перерасчет величины К по формулам приведенных

Результаты прогнозирования в сопоставлении с фадияее в примерах расчетов, тическими сроками службы зданий и сооружений на дейс g зависимости от значения коэффициента К изменяется вующих предприятиях заданными нормативными cpoKai величина, на которую необходимо увеличить сечение долговечности позволяют определить необходимость и сдконструкций. Условие сохранности конструкций, которое лать выбор эффективной антикоррозионной защиты. заключается в том, что под действием агрессивной среды Предлагаемый метод проектирования исключает возмо) сечение бетонного элемента не должно быть меньше неко-ность необоснованного выбора дорогих и дефицитных м торой предельной величины на протяжении всего срока териалов, увеличивающих стоимость объекта и затрудня1эксплуатации, выражается в виде щего обеспечение строительства. Остановимся несколы

подробнее на отдельных этапах проектирования. р f /уч

Для выяснения условий эксплуатации конструкт

3 обследованы дейс где начальное сечение конструкции;

вующие предприятия с аналогичной технологией прок F -допустимое сечение-водства. т/- ij.

г\ Кз - коэффициент запаса сечения на коррозию.

г..о?Т' концентрация агрессивных вещест! Цри уменьшении сечения в процессе коррозии умень-

реагирующих с поверхностью конструкции, в частноа щается и коэффициент запаса kL, предельное значение кислот и кислых газов. Снимаются температурно-влажнос которого равно единице. В целях упрощения допускаем, ныепараметрыпоразрезу здания Кроме того,выясняютсчто конструкция, на которую воздействует агрессивная нормативный (Q и действительный сроки службы объект среда, имеет квадратное сечение. Тогда (д), сроки эксплуатации на момент обследования (4 \ , о г чг юч

количество ремонтов за период эксплуатации (п); стоимост- -доп - а; Гх = + 2 Lдoп) , (18)

антикоррозионной защиты (С^), возобновления защит где а - размер стороны сечения после коррозии; (С^); количество возобновлений (т). -дап - допускаемая глубина поражения бетона.

tasmw, например, экранирования поверхностей химически Коэффициент запаса на коррозию в зависимости от агрессивно(й]{дШИ материалами.

К, см/год

5,95

48,8

31,6

1,44

29,0

2,42

1.635

1,45

24,0

0,05

1,28

23,2

1.14

о.О Пои прогнозировании долговечности железобетонных .пнХкций в среде кислых газов рассчитывается время, -jcoHorpy* - . л. er.nvunrTu йnlмятvoы достигается

К - -

\зап - с - гдоп

a + 2L,

Доп

j --1 +

41д

в еят которого на поверхности арматуры достигается -SoSho допустимое содержание агрессивных ионов. -Pefti ведутся по формуле (12).

21 5йение эффективных коэффициентов диффузии хлор-ионот^поровой жидкости бетонов в зависимости от влаж-носги среды приведены в табл. 4.

о Если Маетное время меньше нормативного срока экс--оруетацииГто поверхность конструкций должна быть зя-щтцааа.

riPi*Sl необходимости антикоррозионной защиты

jfe сравнения рассчитанного срока эксплуатации конст-

По формуле (1) допускаемая глубина поражения бето1рукари с нормативным наглядно видна степень необходи-равна Ьдоп = V Ж моста защиты и коррозионной стойкости конструкции.

Если S-коррозионная стойкость конструкции, t - нормативный срок службы, д -действительный срок служ-<ри04 недостающий срок службы до нормативного, тогда

(21)

ДОП

где 4 - нормируемый срок службы конструкции. Тог|

Кзап =

а + 2YKt

.fl + 4

с н - о--7---f-

Как видно из уравнения (20), коэффициент запаса (Кза, по сечению является функцией константы коррозионног процесса К. В табл. 5 приведены значения Кза в завис™ коррозионная стойкость выражает долю норматив-мости от агрессивности среды для допустимого значен1 °о Ро эксплуатации конструкции без антикоррозион-а = 20 см и срока эксплуатации / = 40 лет. защиты. Необходимость антикоррозионной защиты (Н)

Получив условия стойкости строительных конструкци °* выражена

в зависимости от агрессивности среды, коэффициента запа 2 5 <н -А< 22)

са сечения на коррозию и линейного размера сечения kohci

рукции, можно судить о целесообразности методов згго сть необходимость коррозионной защиты характери-щиты строительных конструкций и их выбору. зуекя долей нормативного срока, которую следует обес-

Из табл. 5 видно, что при сравнительно невысокой ашечивать антикоррозионными мероприятиями. Практика рессивности (К<0,1 см /год) есть возможность обесжпоказываег, что, если Н < 0,25, то необходимая долго-чить долговечность конструкций увеличением размера ивечность конструкций может быть достигнута рядом допол-сечения путем использования так называемой первичнонительных технологических мероприятий по повышению защиты. При агрессивности (К>0,1 смгод) у вел ичени стойкости бетона: увеличение плотности бетона, величины сечения чрезвычайно велико и влечет за собой резкое иззащитного слоя бетона, размеров конструкций и т. д. менение конфигурации конструкции, нерациональный pai При Н > 0,25 необходимо устройство антикоррозион-ход бетона. Поэтому в данном случае более эффективнсной защиты, причем, чем больше значение Н, тем более по-видимому, применение вторичной антикоррозионно надежной должна быть антикоррозионная защита.

Антикоррозионная защита должна быть оправдана Используя уравнения (29) и (30), можно проводить экономически. Необходимо соблюдение условия, при ко) явление различных вариантов антикоррозионной защи-ром общая стоимость объекта с защитой (С*) будет мень н выбрать наиболее целесообразный, или равна стоимости объекта без защиты (С°) плюс стс Приведем примеры расчетов проектирования антикор-мость его ремонтов в процессе эксплуатации (CP). розионной защиты строительных конструкции с учетом

прогнозирования их долговечности.

С*<С? + пС? (5 Пример 1. Рассчитать ожидаемую глубину корро-

анлнного поражения железобетонного основания пола, если где п - количество ремонтов за период эксплуатации. р^у^ьтате проливов на него постоянно воздействует

, Л ппаСТвйр соляной кислоты 0,0Ш концентрации притемпе-

S ратуре 20°С. Бетон с W = 0,6, расход цемента -370 кг/м .

С другой стороны, стоимость объекта с защитой (Заполнитель - кислотостойкий. Заданный срок эксплуата-состоит из суммы затрат на строительство^ объекта (qH-Jfобразцы данного состава для ускорения экспе-его защиты (Ст) и возобновления защиты {С1>- пимента испытывались в проходящем токе соляной кислоты

Г* = С°4-С^ -I- тС - /90,1N концентрации в течение 150 суток при температуре

т т-г- т -г т , 20°С. Затем с помощью измерения объёмов образцов с про-

где m - число возобновлений защиты в процессе эксдуктами коррозии и без них определялась глубина разру-луатации шення, которая составила 1,18 см. По формуле (1) вычис-

ли , ляем константу скорости коррозионного процесса. Коп =

=17- М. -2i55i 361 0,785 см/год.

где /3 - срок службы антикоррозионной защиты до возо! Ожидаемая глубина коррозии бетона в данных условиях новления. По аналогии с 21 имеем составит

= -1 (2 L - VKpt- v0,785 18 = 3,8 см

где S3 - коррозионная стойкость защиты. Следовательно, при проектировании конструкции пола

Допускаем, что С? = С?. тогда С* = С^: + (т + 1) Снеобходимо увеличить толщину его основания на 3,8 см.

т т ( п° каким-либо причинам такое увеличение недопус-

Из выражения (23) и (28) имеем ° следует предусмотреть экранирующую защиту от

коррозии.

Э = пС\ - (яг + 1) Ст. (2 Пример 2. Рассчитать увеличение толщины ленточ-

то есть экономический эффект от антикоррозионной защ1 ° Фундамента в агрессивной среде. Состав бетона ты равен разности стоимостей ремонтов (если сооруженр концентрация агрессивной среды такие же, как в первом эксплуатируется без защиты) и стоимости защиты. П( Р Р^- РУ реагирует с кислотой. Средняя годовая скольку необходимое количество ремонтов (п) зависит с™ература окружающего бетона грунта +5 С. Бетонные коррозионной стойкости конструкций (S), а необходимо?Р^ испытывались в песке, через который постоянно количество возобновлений защиты (т) от стойкости aнтl P° раствор соляной кислоты 0,01N концентра-коррозионной защиты (S3), то экономический эффект може течение 150 суток при температуре 20 С. Глубина быть рассчитан по формуле разрушения в среднем оказалась равной 0,41 см.

константа скорости коррозии в условиях опыта составила

я - JLr /3f 0.412.365 .0 2,

~ S * /оп = ---=0,48 смгод.

Так как температура опыта отличается от температур среды при эксплуатации, то расчетный коэффициент кс розии определяем по следующей формуле

при Т

где Кгез - константа коррозионного процесса

= 293°К или 20°С; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура; Е - эффективная энергия активации в HHTepBaJ

5-50°С для случая воздействия на бетон солянс

кислоты равна 3600 кал/моль. Для нашего примера

/Ср = 0,4381хр

3600 / 1

2 \278 293

= 0,305 см/год

Увеличение толщины фундамента составит L = >0,306.18 = 2,3 см

Пример 3. По состоянию конструкции на данны| момент определить, какова будет глубина поражения бетон? к концу срока эксплуатации.

В этом случае в результате обследования определяетс5 средняя глубина поражения бетона и затем, зная зако* продвижения границы коррозии во времени (формула 1) вычисляется глубина коррозии бетона на любой срок экс| плуатации

L - L 1/5!

где tp - расчетный срок эксплуатации;

Lq - глубина коррозионного поражения бетона на мо-i мент обследования; i

to - время воздействия агрессивной среды на бето! до момента обследования.

При воздействии агрессивной среды на бетон открытых конструкций, то есть полов, колонн, фундаментов под оборудование за время можно принимать срок эксплуа^ тации. Согласно данным натурных обследований, в| цехах химических производств этот срок равен примерно! одному году. -

В качестве примера в табл. 6 приведен расчет ожидаемой глубины коррозионного поражения бетона фундаментов цехов Уфимского химического завода.

П р и м е р 4. Конструкция - плита перекрытия - предназначена для эксплуатации в цехе производства соляной кислоты. Концентрация агрессивного газа (хлористого водорода) в атмосфере цеха С40 = 5 мг/м*. Среднегодовая относительная влажность-70%.

Конструкция изготовлена из плотного бетона М200. Заполнитель - щебень. Расход цемента - 350 кг/м* или (0,35 г/см*). Толщина защитного слоя бетона (h) = 2 см. Проектируемый срок службы цеха 50 лет. Требуется рассчитать время, в течение которого содержание хлоридов у поверхности арматуры достигает предельно допустимой величины.

Скорость поглощения газа У4 для тяжелого бетона при 80% относительной влажности атмосферы принимаем равной 0,9 10 сМ/с. Учитывая, что относительная влажность атмосферы в цехе составляет 70%, вводим поправочный коэффициент равный 0,9. Тогда

t)4=0,9.0,9.10-2=0,81 10-2 см/с.

Поток газа, поглощаемый бетоном, определяется в соответствии с выражением = V4 С40,

Ожидаемая глубина коррозионного поражения фундаментов цехов Уфимского химического завода для различных сроков эксплуатации после обследования

где - концентрация агрессивного газа в атмосфе] Для нашего примера: -- 0,81 - 10 5 - 10-* = 0,40! . 10- г/смс.

По табл. 4 принимаем для данного случая величн эффективного коэффициента диффузии D* 0,45 К см/с.

Подставляя значения и D* в формулу (21) и учи1 вая, что по условию Сц - 0.35 г/см и ft = 2 см, опре? ляем, что время накопления хлоридов у 1Юверхно< стальной арматуры равно

0,4510-Ч1

=г.6,76 10 сек.

у'0,45-10-7 j

ИЛИ = 21,5 года-

Поскольку проектируемый срок службы цеха состд ляет 50 лет, то необходимость антикоррозионной защи! данной конструкции очевидна.

Пример 5. Определить безопасный срок служи конструкций по результатам натурных обследований и ш лесообразность антикор роз иоппой защиты плит покрыт! Безопасный срок эксплуатации конструкции рассчитывас ся по формуле

Сзк

где 0 - срок эксплуатации конструкции на момент обсл дованин. год; Сэк - предельно допустимое содержание хлоридов i поверхности арматуры, %;

Сда - содержание хлоридов на поверхности бетона в м мент наблюдения, см;

- глубина проникания хлоридов в бетон в моме! обследования, см. 1

Данное выражение было использовано при обследован! железобетонных конструкций, на которые возденствовач агрессивные хлорсодержащие газы. На момент обследо^ ния цех эксплуатировался восемь лет.

Глубина заложения арматуры железобетонных бал определенная с помощью прибора ИЗС-2, составила в сре нем 2 см. Для оценки состояния плит покрытий были ота раны пробы бетона.

Послойный химический анализ показал, что содержание

ионов хлора на поверхности бетона Cjo = 6% (С1~ от массы цемента) и глубина их проникания в бетон 1,7 см. Вычисленное значение допустимого срока эксплуатации плит-13 лет. Учитывая, что до обследования плиты эксплуатировались 8 лет, начало коррозии арматуры :ледует ожидать через 5 лет. Нормативный срок службы железобетонных плит покрытий равен 25 годам.

А[1Тикоррозионная защита, рекомендуемая для данных условий, система лакокрасочного покрытия из одного слоя грунтовки лаком ХВ-784 и 8 покрывных слоев эмали ХВ-785. Срок службы покрытия 5 лет. Стоимость защиты ,по ЕРЕР № 20-50 и № 20-78) составляет 122 руб. на 100 защищаемой поверхности. Стоимость капитального ремонта пли замены плит покрытия в расчете на 100 м^ поверхности составляет -1200 руб.*

Определим необходимость и экономическую эффективность антикоррозионной защиты, если общая площадь плит покрытия в цехе составляет 1500 м^.

Степень коррозионной стойкости незащищенных покрытий

13 25

= 0,52.

Необходимость антикорршрон1юй защиты (22)

H=.\-S =0,48, Коррозионная стойкость защитного покрытия

Экономический эффект от применения антыкоррозноы-ной защиты (30) составляет

Э = - - 1200-

0,52

= 500 руб.,

1500

а в целом по цеху -500 - щ- = 7500 руб.

Таким образом, в данном случае применение антикоррозионной зашдгы экономически целесообразно.

* В стоимость капитального ремонта входит оптовая цена железобетонных плит покрытий, транспортяо-заготовительные расходы (прейскурант № 06-08) и затраты на демонтаж старых и укладку НОВЫ! плит покрытий (ЕРЕР № 11-238).

2. СРЕДСТВА АНТИКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ

Строители располагают достаточно большим выбор кислотостойких материалов и композиций на их осно с целью применения в строительстве и антикоррозион! технике для экранирующей защиты. Широкое распрост нение получили неорганические материалы - изделия кислотоупорной керамики, кислотоупорных раствор и бетонов, используемых для устройства кислотостойк! полов и футеровок.

Кислотостойкость неорганических материалов завис от наличия в их составе нерастворимых и труднораствор^ мых в кислотах минералов и окислов {SiO, AlaOs). К Kt лотостойким материалам относятся кварц, андезит, диаС жидкое стекло, обычное стекло, у которых содержаь нерастворимого в кислоте окисла кремнезема (SiO) ! ходится в пределах от 100% (кварц) до 65% (андезм

Высокой кислотостойкостью отличаются бетоны на у ком стекле, огнеупорный и кислотостойкий кирпич, рамические и. стеклянные облицовочные плитки, ситал;! несколько меньшей кислотостойкостью - обычный глиь ныЙ кирпич и керамзит.

Большинство силикатных материалов отличается вый кой стойкостью в неорганических и органических кислоте характерных для химической и нефтехимической промь ленности Башкирии. Силикатным материалам npHcj стойкость в растворах солей и в окислителях.

О долговечности силикатных материалов судят изменению прочности образцов, хранящихся в arpecci пых средах. Силикатные материалы в антикоррозион! технике применяются главным образом в виде штучь изделий - плитки, кирпича для футеровок, кладки и лицовок.

С развитием производства и применения пластическ масс ассортимент антикоррозионных, в частности кис тостойких, материалов существенно расширился. Наг применение изделия на основе отвержденных терморе? тивных смол: фенольных, фурановых, полиэфирных, эпс сидных.

Полимерные смолы применяются в качестве связую1 при изготовлении кислотостойких лаков, красок, мае замазок, используемых для экранирования поверхнс и как связующее при креплении штучных силикатных i

делнй. Последнее особенно ценно, так как обычные, применяемые в строительстве неорганические вяжущие на основе портландцемента, извести, гипса, для этих целей неприемлемы как некислотостойкие. Органические вяжущие на основе битумов и каменноугольных дегтей - недостаточно кислотостойки.

С применением полимерных смол, как вяжущих для штучных силикатных материалов, появилась возможность' создания практически кислотостойких полов и футеровок. В последнее время получают применение и термопластические полимеры, к которым относят полиэтилен, полнвинилхло-рид, полиизобутилен, фторопласт. Они применяются главным образом в качестве пленок и листовых материалов для экранирования поверхности конструкций и в качестве изоляционного слоя кислотостойких полов или футеровок.

В табл. 7 приведены данные о стойкости основных антикоррозионных полимерных материалов в кислотах. Наибольшей химической стойкостью во всех упомянутых кислотах, в том числе концентрированных, отличаются пленочные материалы из фторопласта.

Высокой кислотостойкостью обладают полиэтиленовые, поливинилхлоридные, полиизобутиленовые пленки и пластины, перхлорвиниловые лаки и краски, фурановые и эпоксидные смолы, замазка арзамит.

Однако эти материалы не стойки в концентрированных серной и азот1гой кислотах, а часть из них и в монохлоруксусной кислоте.

Химическая стойкость полимеров зависит в основном от их природы и строения. Наибольшей кислотостойкостью отличаются такие полимеры, цепочки которых состоят из атомов углерода (карбоцепные полимеры). Эти полимеры характеризуются пониженной реакционной способностью к кислотам. Повышенной кислотостойкостью обла-1 дают полимеры сетчатого строения, так как процессы диффузии агрессивных веществ в них происходят с замедлен- ной скоростью.

К карбоцепным линейным полимерам относятся термо-j пласты; полиэтилен, изобутилен, поливинилхлорид, фторо-I Пласт. К карбоцепным сетчатым полимерам - термореактивные смолы: фенолформальдегидные, фуриловые, Фурановые. К гетероцепным полимерам, но с хорошо раз-I витой сетчатой структурой,- полиэфирные и эпоксидные >ермореактивные смолы. На основе смол изготавливают