3 Термины, определения и сокращения
3.1 В настоящем ОДМ применены следующие термины с соответствующими определениями:
адгезия (прочность сцепления): Совокупность сил, связывающих материал защитной системы с защищаемой поверхностью.
водонепроницаемость бетона: Способность бетона не пропускать через себя воду под давлением.
воздействие окружающей среды: Несиловое воздействие на бетон в конструкции или сооружении, вызванное физическими, химическими, физико-химическими или иными проявлениями, приводящими к изменению структуры бетона или состояния арматуры.
гарантийный срок службы защитной системы: Срок, в течение которого подрядчик дает заказчику банковские или иные гарантии качества защитной антикоррозионной системы (является юридическим понятием и определяется условиями договора между подрядчиком и заказчиком).
гидрофобная пропитка: Обработка бетона для получения поверхности с водоотталкивающим эффектом (при этом поры и капилляры покрываются изнутри, но не заполняются; на поверхности бетона отсутствует пленка; вид бетона не изменяется или имеются небольшие изменения; действующими веществами могут быть, например, силаны или силоксаны).
действие бетона пассивирующее: Действие бетона на стальную арматуру, в результате которого сталь переходит в пассивное состояние, коррозия практически отсутствует.
защитные покрытия: Покрытия, создаваемые на поверхности бетона или арматуры для защиты от коррозии.
защитные системы: Пропитка, гидрофобная пропитка, защитные (лакокрасочные, мастичные) покрытия, гидроизоляционные слои, цементосодержащие материалы, наружные панели (облицовка), создаваемые на поверхности бетона для защиты от коррозии.
инъектирование бетона: заполнение трещин, полостей и пустот в бетоне (может выполняться с целью пластичного заполнения, заполнения с целью передачи усилий от одной части конструкции к другой, заполнения с применением вспучиваемого ремонтного материала; целью инъектирования является достижение герметичности и водонепроницаемости, исключение проникания агрессивных реагентов, упрочнение поверхности бетона).
коррозионное растрескивание: Хрупкое разрушение арматуры при одновременном воздействии агрессивной среды и растягивающих напряжений.
коррозия арматуры: Разрушение стальной арматуры в результате химического или электрохимического взаимодействия ее с коррозионной средой.
коррозия бетона: Необратимое ухудшение свойств и характеристик бетона в результате химического или физико-химического воздействия коррозионной среды или внутренних процессов в бетоне.
коррозия железобетона: Ухудшение технических характеристик железобетона в результате коррозии бетона и/или арматуры.
морозостойкость бетона: Способность бетона в насыщенном водой состоянии выдерживать многократные попеременные замораживания и оттаивания.
остаточный срок службы защитного покрытия: Срок, определяемый как разность между прогнозируемым сроком службы защитного покрытия и фактическим временем его эксплуатации.
паропроницаемость защитного покрытия: Способность пропускать или задерживать водяной пар в результате разности парциального давления водяного пара при одинаковом атмосферном давлении на обеих сторонах защитного покрытия, характеризуемая величиной коэффициента паропроницаемости или сопротивлением проницаемости при воздействии водяного пара.
пассивное состояние: Состояние металла, при котором скорость анодного процесса сильно ограничена, коррозия практически отсутствует.
производственный персонал: Работники, задействованные в комплексе работ по антикоррозионной защите бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений.
покрытие: Обработка для получения сплошного защитного слоя на поверхности бетона (при этом толщина покрытия обычно составляет от 0,1 до 5,0 мм, хотя в особых случаях может потребоваться толщина более 5 мм; покрытия могут быть на основе органических полимеров, органических полимеров с цементом в качестве наполнителя, гидравлического цемента, модифицированного дисперсией полимеров).
пропитка: Обработка бетона для уменьшения пористости поверхности и упрочнения поверхности (при этом поры и капилляры частично или полностью заполняются; обработка обычно приводит к прерывистой тонкой пленке на поверхности; связующими растворами могут быть, например, органические полимеры).
реакционная емкость бетона: Количество вещества, поглощаемого единицей объема бетона.
сильная степень агрессивности: Степень агрессивного воздействия на бетонные и железобетонные конструкции, при которой разрушение бетона и/или потеря защитного действия его по отношению к стальной арматуре за 50 лет эксплуатации распространяется на глубину 20 мм и более.
система защитного покрытия: Многослойное покрытие, в котором каждый слой выполняет определенную функцию.
скрытые работы: Работы, которые закрываются последующими этапами строительства.
слабая степень агрессивности: Степень агрессивного воздействия на бетонные и железобетонные конструкции, при которой разрушение бетона и/или потеря защитного действия его по отношению к стальной арматуре за 50 лет эксплуатации распространяется на глубину не более 10 мм.
состояние защитного покрытия: Совокупность защитных свойств покрытия, подверженных изменению в процессе эксплуатации и определяющих соответствие покрытия технической норме.
средняя степень агрессивности: Степень агрессивного воздействия на бетонные и железобетонные конструкции, при которой разрушение бетона и/или потеря защитного действия его по отношению к стальной арматуре за 50 лет эксплуатации распространяется на глубину более 10 мм, не более 20 мм.
срок эксплуатации (службы) бетона: Период, в течение которого качество бетона в конструкции соответствует проектным требованиям при выполнении правил эксплуатации здания или сооружения.
срок службы железобетонных конструкций: Календарная продолжительность функционирования конструктивных элементов и сооружения в целом, при условии осуществления мероприятий технического обслуживания и ремонта.
срок эксплуатации железобетонных конструкций: Срок до момента снижения их несущей способности, эксплуатационной пригодности и долговечности, а также грубых нарушений нормируемых условий эксплуатации (перегрузка конструкций, несоблюдение сроков проведения планово-предупредительных ремонтов, повышение агрессивности среды и т.п.).
сульфатостойкость цемента: способность цементного камня противостоять разрушающему действию водных сред, содержащих сульфат-ионы.
транспортные сооружения: Сооружения, предназначенные для движения транспортных средств, пешеходов и прогона животных в местах пересечения автомобильных дорог иными автомобильными дорогами, водотоками, оврагами, в местах, которые являются препятствиями для такого движения, прогона (мосты, путепроводы, трубопроводы, тоннели, эстакады, подобные сооружения).
трещиностойкость покрытия: Способность защитного покрытия сохранять сплошность при ограниченной деформации защищаемой конструкции.
эталонный участок: Представляет собой соответствующий участок на конструкции, используемый для определения минимальных приемлемых норм для работы, и для проверки того, что данные, указанные изготовителем или подрядчиком, точны, а также для того, чтобы дать возможность оценить рабочие характеристики покрытия в любое время после нанесения.
3.2 В настоящем ОДМ применены следующие сокращения:
АКЗ: антикоррозионная защита.
ИТР: инженерно-технический работник.
ЛКМ: лакокрасочные материалы.
ЛКП: лакокрасочное покрытие.
ППР: проект производства работ.
СВСиУ: специальные вспомогательные сооружения и устройства.
СМР: строительно-монтажные работы.
4 Общие положения
4.1 Защиту бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений от коррозии следует обеспечивать методами первичной и вторичной защиты, а также специальными мерами по ГОСТ 31384, СП 28.13330, СП 229.1325800, СП 72.13330.
4.2 Технические решения по защите от коррозии бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений должны быть оформлены в виде отдельной части проекта сооружения.
4.3 До начала разработки технических решений по защите бетонных и железобетонных конструкций эксплуатируемых транспортных сооружений от коррозии необходимо оценить условия работы конструкций, а также фактическое техническое состояние эксплуатируемых конструкций, для чего необходимо:
- оценить условия эксплуатации конструкций (уровень нагружения, температурно-влажностные воздействия, наличие агрессивных эксплуатационных сред);
- проанализировать историю эксплуатации конструкции, принимая во внимание температурно-влажностный режим эксплуатации, вид и характер воздействия агрессивных сред в процессе эксплуатации для оценки динамики изменения фактического технического состояния эксплуатируемой конструкции и сооружения в целом;
- визуально или, при необходимости, с использованием приборов неразрушающего контроля и технической диагностики определить фактическое состояние конструкции;
- провести отбор проб и определить прочностные и деформационные характеристики бетона и арматуры в различных местах конструкций;
- определить характер нагружения и схему работы конструкций (или взаимодействия с другими конструкциями);
- выполнить поверочный расчет с целью определения несущей способности элементов и грузоподъемности всего сооружения с учетом имеющихся дефектов и повреждений и фактических физико-механических свойств материалов;
- определить требования по дальнейшей эксплуатации сооружения, включая необходимость использования того или иного вида защиты от коррозии;
- разработать предложения по периодичности повторения мероприятий по защите конструкций от коррозии в течение проектного или оставшегося срока эксплуатации конструкции.
4.4 При анализе фактического состояния бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений необходимо определить причины, оказывающие деструктирующее воздействие на сооружение и его элементы.
4.4.1 Разрушение бетона конструкций транспортных сооружений может быть вызвано следующим:
- причинами механического характера (абразивным износом; усталостью; вибрационным воздействием; ударным воздействием на конструкцию; перегрузкой конструкции; смещением конструкции (например, вследствие осадки, замачивания грунта); взрывным воздействием; сейсмическим воздействием);
- причинами химического характера (воздействием агрессивных веществ - хлоридов, сульфатов, солей, пресной и морской воды; взаимодействием между щелочными составляющими цемента и заполнителями в бетоне);
- причинами физического характера (тепловым воздействием; действием пожара; попеременным замораживанием и оттаиванием; усадкой; эрозией; износом; кристаллизацией солей);
4.4.2 Коррозия арматуры может быть вызвана следующими причинами:
- воздействием коррозионно-активной среды (действием хлоридов при приготовлении бетонной смеси; воздействием морской воды; воздействием веществ, применяемых для борьбы с гололедом; воздействием других загрязнителей);
- карбонизацией, которая зависит от содержания и типа цемента, водоцементного отношения, продолжительности выдерживания, условий выдерживания (температуры, влажности); наличия дождевых или снеговых осадков;
- действием блуждающих токов.
4.5 Исходными данными для проектирования защиты от коррозии являются:
- параметры агрессивной эксплуатационной среды: вид и концентрация агрессивного вещества, частота и длительность агрессивного воздействия;
- условия эксплуатации: температурно-влажностный режим, возможность попадания на конструктивные элементы агрессивных компонентов и т.д.;
- климатические условия района месторасположения конструкции;
- результаты инженерно-геологических изысканий;
- предполагаемые изменения степени агрессивности среды во время эксплуатации транспортного сооружения;
- механические воздействия на сооружение и его элементы.
- требуемые эксплуатационные качества сооружения;
- характер предполагаемой работы сооружения и проектный или остаточный срок службы сооружения;
- долговечность предполагаемых систем защиты от коррозии и, исходя из этого, цикличность работ по защите от коррозии;
- предполагаемая готовность сооружения к проведению работ по защите от коррозии (возможность обеспечить технологические перерывы во время эксплуатации, возможность обеспечить доступ к местам проведения работ по защите от коррозии);
- необходимость усиления или выключения из работы конструкции на период проведения работ по защите от коррозии;
- возможность укрывания конструкции или ее части от влияния окружающей среды, проходящего транспорта на период проведения работ по защите от коррозии;
- возможность обеспечения выполнения экологических требований при проведении работ по защите от коррозии;
- возможность обеспечить соответствующий эстетический облик конструкции после выполнения работ по защите от коррозии.
4.6 Конструктивные решения бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений должны предусматривать простую форму конструктивных элементов, минимальную площадь их поверхности, имеющую контакт с агрессивной средой. Геометрическая схема и конструктивная система транспортных сооружений должны быть подобраны так, чтобы возможные коррозионные повреждения не повлекли за собой его разрушения. Кроме того, должна быть обеспечена возможность замены конструктивных элементов, наиболее сильно подверженных воздействию агрессивной среды.
4.7 Защита бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений от коррозии должна приниматься с обязательным учетом наиболее неблагоприятных значений показателей агрессивности эксплуатационной среды.
4.8 Проектирование и реализация защиты от коррозии транспортных сооружений, эксплуатирующихся в условиях сильноагрессивных сред, должны выполняться с привлечением специализированных организаций.
4.9 Защиту от коррозии бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений необходимо предусматривать со стороны непосредственного воздействия агрессивной эксплуатационной среды и принимать в зависимости от вида и класса среды по эксплуатационным условиям с учетом требований ГОСТ 31384.
5 Классификация методов, систем, материалов и технологий защиты от коррозии
5.1 Методы защиты бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений от коррозии разделяются на три группы:
- Методы первичной защиты, к которым относится разработка конструктивных решений бетонных и железобетонных конструкций, применение соответствующих материалов или изменение их структуры, с тем, чтобы обеспечить заданный срок службы конструкций в реальных эксплуатационных условиях.
- Методы вторичной защиты, к которым относится нанесение защитных покрытий, пропитка поверхности конструкций, облицовка различными материалами, в общем, принятие мер, снижающих интенсивность или, вообще исключающих агрессивное воздействие окружающей среды на бетонные и железобетонные конструкции транспортных сооружений.
- Методы специальной защиты, не относящиеся к первичной и вторичной защите, но позволяющие снизить воздействие агрессивной среды на конструкции (например, использование ингибиторов, применение катодной защиты, организация правильного водоотвода на сооружениях и т.д.).
5.2 Методы первичной защиты реализуются в процессе проектирования и изготовления бетонных и железобетонных конструкций и могут включать приемы конструктивного и технологического характера.
5.2.1 Конструктивные мероприятия:
- выбор рациональных конструктивных форм бетонных и железобетонных конструкций, повышающих их слитность, то есть уменьшающих поверхность контакта с окружающей эксплуатационной средой, а также исключающих или уменьшающих скопление агрессивных компонентов среды на отдельных участках;
- выбор вида и класса арматурных сталей;
- применение неметаллической арматуры определенного вида и класса;
- применение дисперсного армирования бетона металлической или неметаллической химически стойкой фиброй;
- назначение толщины защитного слоя с учетом его проницаемости для заданных условий эксплуатации;
- формулирование более жестких требований по трещиностойкости и ограничение предельно допустимой ширины раскрытия трещин в бетоне;
- ограничение на действующие нагрузки с точки зрения допустимого длительного раскрытия трещин;
- применение бетонов, стойких к заданным эксплуатационным условиям, в том числе и бетонов с высокими эксплуатационными свойствами.
5.2.2 Технологические мероприятия:
- выбор коррозионностойких видов цементов;
- подбор крупного и мелкого заполнителя, стойкого к условиям эксплуатации;
- правильный подбор эффективного состава бетона;
- корректный подбор типов химических добавок и модификаторов;
- снижение проницаемости бетона;
- использование мероприятий, повышающих качество бетона при его изготовлении, укладке и уплотнении бетонной смеси;
- обеспечение ухода за бетоном, при котором максимально снижается образование усадочных и температурных трещин;
- обеспечение сохранности бетонных и железобетонных конструкций при транспортировке, хранении и монтаже.
5.3 Методы вторичной защиты включают мероприятия по защите поверхностей бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений, в том числе:
- применение лакокрасочных материалов;
- применение толстослойных (мастичных) покрытий (мастичной гидроизоляции);
- применение оклеечной изоляции;
- пропитка поверхностных слоев химически стойкими материалами;
- обработка поверхностей гидрофобизирующими составами;
- облицовка поверхности штучными или блочными изделиями;
- применение цементосодержащих материалов;
- увеличение толщины защитного слоя торкрет-бетоном.
Вторичная защита применяется в тех случаях, когда мер первичной защиты оказывается недостаточно. Долговечность вторичной защиты обычно меньше долговечности защищаемых конструкций, поэтому вторичная защита обычно требует периодического возобновления.
5.4 При выборе метода вторичной защиты от коррозии бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений следует учитывать вид и особенности защищаемых конструкций, технологию их изготовления, монтажа и условия эксплуатации. При этом следует проводить сравнение вариантов по технико-экономическим показателям с учетом заданного срока службы защищаемой конструкции, срока службы вторичной защиты, расходов на периодическое возобновление защиты, текущий и капитальный ремонты сооружений и других эксплуатационных затрат, с учетом положений ГОСТ Р ИСО 14040-2010.
5.5 Принципы защиты от коррозии основаны на использовании физических, химических, электрохимических процессов и явлений, которые могут предотвратить или стабилизировать поверхностное разрушение бетона или коррозию арматуры. Принципы и методы защиты от коррозии представлены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1 - Принципы и методы защиты от коррозии
Принципы защиты от коррозии
|
Методы защиты, позволяющие реализовать соответствующий принцип
|
1
|
2
|
Защита от проникания
(уменьшение или предотвращение проникания агрессивных реагентов (воды, других жидкостей, пара, газа, агрессивных сред))
|
1.1 Пропитка (Применение материалов, проникающих в бетон и блокирующих систему пор)
|
1.2 Нанесение защитного покрытия на поверхность с заделкой трещин или без нее
|
1.3 Заделка локальных трещин
|
1.4 Заполнение (инъектирование) трещин
|
1.5 Преобразование трещин в швы
|
1.6 Установка наружных панелей (облицовки)
|
1.7 Устройство (нанесение) гидроизоляционных слоев
|
2. Контроль влажности (регулировка и поддержание содержания влаги в бетоне в заданных пределах; контроль неблагоприятных реакций путем осушения бетона и предотвращения скапливания влаги; неблагоприятные реакции включают взаимодействие щелочей цемента с кремнеземом заполнителя и сульфатную коррозию; насыщенный влагой бетон может быть подвержен
негативному воздействию циклов замораживания-оттаивания.
|
2.1 Гидрофобная пропитка
|
2.2 Нанесение поверхностных слоев
|
2.3 Защита укрытием или установкой облицовки
|
2.4 Электрохимическая обработка
|
3. Восстановление бетона при защите эксплуатируемых конструкций
(восстановление исходного бетона как элемента конструкции до проектных характеристик; замена части бетона на защищаемой конструкции)
|
3.1 Нанесение ремонтной смеси вручную
|
3.2 Восстановление применением наливных составов
|
3.3 Нанесение ремонтного состава или бетона распылением (набрызгом)
|
3.4 Замена поврежденных элементов
|
Продолжение таблицы 1
1
|
2
|
4. Конструкционное усиление (восстановление или даже повышение несущей способности поврежденного бетонного или железобетонного элемента для восприятия реально действующей на конструкцию нагрузки)
|
4.1 Замена замоноличенной в бетон или внешней арматуры, добавление арматуры
|
4.2 Установка анкеров в подготовленные отверстия в бетоне
|
4.3 Усиление конструкции для увеличения несущей способности
|
4.4 Увеличение сечения конструкции добавлением ремонтной смеси или бетона
|
4.5 Инъектирование трещин, полостей или пустот
|
4.6 Заполнение трещин, полостей или пустот
|
4.7 Создание предварительного напряжения - (с последующим натяжением арматуры)
|
5. Повышение стойкости к физическим или механическим воздействиям
|
5.1 Нанесение дополнительных поверхностных слоев или покрытий
|
5.2 Пропитка бетона
|
6. Повышение стойкости к химическим воздействиям и повреждениям, вызванным химическими воздействиями
|
6.1 Нанесение поверхностных слоев или покрытий
|
6.2 Пропитка
|
7. Сохранение или восстановление пассивации арматуры (создание химических условий, при которых поверхность арматуры поддерживается в пассивированном состоянии или возвращается в него)
|
7.1 Увеличение защитного слоя арматуры с помощью дополнительного цементирующего раствора, бетона и других восстанавливающих смесей
|
7.2 Замена загрязненного или карбонизированного бетона
|
7.3 Электрохимическое восстановление щелочности карбонизированного бетона
|
7.4 Диффузионное восстановление щелочности карбонизированного бетона
|
7.5 Электрохимическое извлечение хлоридов
|
Окончание таблицы 1
1
|
2
|
8. Повышение удельного электрического сопротивления бетона
|
8.1 Ограничение содержания влаги путем гидрофобизации поверхности нанесением гидроизоляционных и защитных покрытий или мембран
|
9. Катодный контроль (создание условий, при которых потенциально катодные зоны арматуры не способны запускать анодную реакцию)
|
9.1 Ограничение содержания кислорода (в катоде) путем насыщения или защитного покрытия поверхности.
|
10. Применение катодной защиты
|
10.1 Использование электрического потенциала
|
11. Регулировка анодных зон (создание условий, при которых возможные анодные реакции арматуры не способны участвовать в
коррозионном процессе)
|
11.1 Нанесение на арматуру покрытий, содержащих активированные пигменты
|
11.2 Нанесение на арматуру защитных покрытий
|
11.3 Нанесение на бетон ингибиторов
|
|
