ВЫЯВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ АГРЕССИВНЫХ СРЕД

Задача этого этапа обследования заключается в определении зон, где действуют твердые, жидкие и газообразные агрессивные среды, распределение бтих сред по объему здания или сооружения, выявле­ние параметров температурно-влажностного режима.

Для ограждающих конструкций и элементов зда­ний, подвергающихся атмосферным воздействиям, ис­пользуются климатологические характеристики сре­ды: температура, влажность, периоды увлажнений осадками, количество циклов перехода через 0° С, состав атмосферного воздуха и т. д.

На крупных предприятиях анализ атмосферы вы­полняют заводские лаборатории или привлекаемые для этих целей специалисты.

Если рассматривать атмосферу без учета техно­генных выделений предприятий, то скорость коррозии может определяться ориентировочно по коррозион­ным картам с введением поправочного коэффициен­та, учитывающего уровень загрязнений на конкретном предприятии.

Внутри зданий и сооружений измерения парамет­ров газовоздушной среды начинаются с определения температуры и относительной влажности. С этой це­лью в зависимости от количества этажей, пролетов и длины цеха устанавливают наиболее характерные точки замеров: у наружных стен на уровне пола и в рабочих зонах, под перекрытием и обязательно в зонах эксплуатации ферм, балок, плит покрытия. Мо­гут быть и промежуточные измерения. Количество замеров по длине отделения или цеха не должно быть менее 3—4, т. е. как минимум у торцовых стен и в середине. См. рис. 8.1.

Разовые замеры дают представления о парамет­рах температуры и влаги лишь в тот короткий период времени, когда они проводятся.

Поэтому необходимо проводить измерения во время наиболее значительных их колебаний: гидро-

ВЫЯВЛЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ АГРЕССИВНЫХ СРЕД

Зоны в одноэтажном здании, наиболее характерные для выявления степени агрессивности газовой среды:

1—рабочая зона; 2 — зона у наружных стен; 3—межфер­менная зона; 4—фонарная зона.

смыве полов, паровыделениях из оборудования. Же­лательно чтобы они проводились не менее чем два раза в году: в теплый и холодный периоды года с тем, чтобы выявить теп л о-техн ические свойства огражде­ний. Разовые измерения температуры и влажности проводятся психрометрами Ассмана.

Гигрографами и термографами с недельным или суточным ходом (и записью показаний на листё) вы­полняют измерения с целью выявлений колебания температуры или влажности в течение суток или за недельный период.

Для измерения температуры поверхности кон­струкций используются термометры сопротивления, термощупы.

Газовые среды, содержащие хлор, диоксид се­ры, сероводород можно определять с помощью газо­анализаторов МКА, УГ-2, ГХ и др.

Замеры на содержание газов желательно прово­дить в тех же местах, где выполняются измерения температуры и относительной влажности.

Состав агрессивных газов можно получить из за­писей заводских лабораторий, которые проводят от­бор и анализ проб в рабочих зонах.

Твердые среды определяют путем проведения анализов пыли на конструкциях. При анализе необ­ходимо получить информацию о растворимости, PH водной вытяжки, гигроскопичности, составе солей (хлориды, сульфаты).

Количество отбора проб зависит от площади по­мещений, но во всех случаях не должно быть менее 3—4 на 100—200 м2. Что касается жидких сред, то как правило их состав приводится в технологическом рег­ламенте. Периодичность воздействия и степень раз­бавления при уборке полов можно определять лабо­раторным путем, а также с помощью PH-метров и индикаторов.

Интенсивность проливов, характер механических нагрузок на полы выявляются применительно к раз­личным отметкам и зонам помещений.

Жидкие среды действуют главным образом на покрытия полов, поэтому при обследовании составля­ются карты проливов с обязательными величинами уклонов полов и расположением источников выделе­ний. Данные о температурно-влажностном режиме и составе агрессивных газов, пыли, жидкости, режим эксплуатации, соответствии воздействий технологи-

ческому регламенту дают основания для установле­ния степени коррозионной опасности среды по от­ношению к строительным конструкциям.

Оценка состояния строительных конструкций.

Наиболее сложным этапам обследований являет­ся выявление технического состояния частей зданий и сооружений.

Применительно к различным материалам (сталь, железобетон, кирпичная кладка, дерево) существуют многочисленные методики, подробно описывающие дефекты и повреждения, а также приборы и устройст­ва, применяемые при выполнении обследований [3, 5, 6, 8, 11].

Во всех случаях независимо от вида материала определяются: отклонение основных размеров от проектных, включая взаимное расположение элемен­тов, прогибы конструкций, отклонение от вертикаль­ной и горизонтальной плоскости, трещины, искривле­ния, степень коррозионного износа, изменения физи­ко-механических и химических свойств материалов, напряженное состояние. Проводится анализ техни­ческой документации (если она имеется на предпри­ятии) с рассмотрением чертежей, актов на скрытые работы, сертификатов, технических паспортов, актов приемки здания или сооружения в эксплуатацию с указанием дефектов и недоделок.

Документы о капитальных и текущих ремонтах, проводимых усилениях и обследованиях служат важ­ной дополнительной информацией, позволяющей ус­корить выявления состояния зданий и сооружений.

Оценка состояния конструкций включает как пра­вило два этапа:

предварительное обследование, состоящее из ви­зуального осмотра, анализа технической документа­ции, выявление наиболее поврежденных зон и тех элементов, которые находятся в аварийном состоя­нии.

Основное (детальное) обследование — включаю­щее проверку геометрических размеров, отклонений от проектных отметок, детальную диагностику и выяв­ление прочностных свойств и физико-химического со­става строительных материалов, составов защитных покрытий. На основании детального обследования со­ставляется отчет с заключением о состоянии кон­струкций и предложения по их усилению (или демон­тажу).

В отчете указываются причины повреждений и даются предложения по обеспечению работоспособ­ности элементов зданий или сооружений на период до выполнения их усиления, так как разрыв во времени между проведением обследований и выполнением работ составляет порой более года.

В отдельных случаях для конструкций, находя­щихся в аварийном состоянии должны быть разрабо­таны первоочередные меры, обеспечивающие безо­пасность работы людей, или даже подготовлены предписания о прекращении эксплуатации.

Указанные документы необходимо передавать руководству предприятий, так как специалисты, про­водящие обследования, могут только дать свое за­ключение. Решение об остановке производства при­нимает руководитель, отвечающий за техническое со­стояние зданий.

. ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Прй проведенйи работ, связанных с определени­ем состояния бетона и арматуры, устанавливают:

1. Прочность бетона. 2. Величину защитного слоя арматуры. 3. Степень и глубину нейтрализации защитного слоя. 4. Ширину (и глубину) раскрытия тре­щин. 5. Вид арматуры и ее количество. 6. Степень коррозии арматуры. 7. При необходимости химичес­кий состав цементного камня и наличие агрессивных составляющих (хлор-ионов, сульфатов и др.).

Кроме того, для проведения прочностных расче­тов необходимы характеристики фактических нагру­зок на конструкции. Прочность бетона в конструкциях определяют, как правило, неразрушающими метода­ми [6].

С этой целью применяются:

Метод пластических деформаций — основан на взаимосвязи RC>K и размерами отпечатков на бетонной поверхности, которые характеризуют пластическую или упругопластическую деформацию бетона при вда­вливании или ударе штампа под нагрузкой. При об­следовании используют эталонный молоток Н. П. Каш — карова (ГОСТ 22690.2—77), молоток И. А. Физделя, прибор ПМ-2, прибор НИИЖб и др. Опытные специ­алисты по обследованию используют даже слесарный молоток (массой до 800 г) и зубило.

Метод упругого отскока и ударного импульса— основан на зависимости между прочностью бетона на сжатие и величиной отскока бойка от поверхности бетона или величиной ударного импульса. При методе упругого отскока энергию, необходимую для удара получают с помощью пружин.

Используемые приборы: пружинный молоток КМ, склерометр Шмидта и др.

Методы упругого отскока и ударного импульса используют для определения прочности тяжелого и легкого бетона и каменной кладки при значениях прочности от 5 до 70 МПА.

Обработка результатов испытаний проводится с учетом среднестатистических значений согласно ме­тодике, прикладываемой к каждому прибору.

Перечисленные выше методы позволяют опреде­лять прочность лишь поверхностного слоя бетона, что в условиях агрессивных сред не всегда достаточно.

Поэтому более точные результаты дают методы, основанные на местном разрушении бетона. Наи­более распространенные из них—метод отрыва со скалыванием. Метод основан на установке в теле бетона самозаанкерирующих устройств: высверлива­ется или пробивается отверстие, в которое вставляют стержень с разжимным корпусом. Усилие для вырыва создается с помощью ручного гидравлического пресс — насоса. Приборы это типа ГПНВ-5, ГПНС-4.

Существуют устройства, с помощью которых про­водят такие испытания с гидро-пресс насосами по методу скалывания ребра. Действие прибора основа­но на создании давления, обеспечивающего вырыв заделанного анкерного устройства. Максимальное усилие вырыва 55 кН. Давление, при котором проис­ходит вырывание анкера с прилегающим к нему сло­ем бетона, фиксируется на монометре.

Наличие и состояние арматуры — необходимое условие оценки работоспособности железобетона. Осуществляются обследования путем откалывания защитного слоя. Кроме того используются и нераз­рушающие методы с помощью которых можно устано­вить расположение арматуры.

Приборы, используемые для этой цели, основаны на магнитном методе (ГОСТ 22904-78), измерители за­щитного слоя (ИЗС-2, ИЗС-104) — ультразвуковом и радиографическом (ГОСТ 17623-78). Приборы типа ИЗС позволяют определять положение арматуры

Подпись: Рис. 8.2. Виды арматурной стали: а — стержневая арматурная сталь периодического профиля A-II; 6 — то же класса A-III—A-IV; в круглая гладкая сталь классов A-І, В-1, В-ll; г — проволока периодического профиля классов Вр-1, Вр-11; д — прядевая арматура; е — трехпрядевый канат.

лишь при простом армировании и расстоянии между стержнями более 60—70 мм.

Выбор мест на конструкциях, в которых будет определяться прочность, зависит от состояния и на­грузки на конструкции. В первую очередь прочность определяется в тех элементах, несущая способность которых по визуальной оценке вызывает сомнение.

Положение арматуры чаще определяют магнит­ные методом, после чего вскрывают арматуру для определения ее диаметра и коррозионного состояния.

Трещины в бетоне могут быть вызваны коррозией арматуры, усадочными процессами и силовыми фак­торами. При величине трещин 0,1 мм и более их выявляют визуально. Используют для этих целей оп­тические лупы и микроскопы типа МПБ-2, имеющие увеличение 1:24.

Глубину трещин определяют с помощью игл или щупов. Вопрос о влиянии продуктов коррозии на сни­жение несущей способности железобетонных кон­струкций до настоящего времени не имеет однознач­ного решения. Например, в зависимости от вида на­пряженного состояния (рабочая продольная армату­ра, поперечная арматура, хомуты, напрягаемая и не- напрягаемая арматура) методы восстановления могут быть от заделки трещин до дополнительного усиле­ния.

Так для изгибаемых элементов Донецким Про — мстройниипроектом предлагается учитывать величину продуктов коррозии путем введения понижающего ко­эффициента условий работ для арматуры (см. табл.

8.4).

Таблица 8.4

ВЛИЯНИЕ ПРОДУКТОВ КОРРОЗИИ ОБЫЧНОЙ АРМАТУРЫ НА ПРОЧНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА (ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ДАННЫЕ)

Толщина

Коэффициент

Состояние

продуктов

условий

железобетона

коррозии

работы

на арматуре, мм

арматуры

В защитных слоях отдельные во­лосяные трещины вдоль стерж­ней. Следы ржавчины на поверх­ности в местах волосяных тре­щин

до 0,5

0,95

Арматура имеет слой ржавчины до 3 мм, защитный слой отсла­ивается. Трещины более 0,5-ч — 1,0 мм

до 3,0 ,

0,85

Сплошная коррозия, отрыв за-

щитного слоя

более 3,0

менее 0,70

Несиловые трещины на поверхности бетона вдоль арматуры свидетельствуют о ее значительной кор­розии, причиной которой могут быть не только газо­воздушные, жидкие или твердые среды, контактирую­щие с конструкцией, но и добавки, введенные при изготовлении.

В зависимости от источника коррозионного воз­действия разрабатываются и способы защиты [7, 9,].

Степень коррозии арматуры оценивается следу­ющими характеристиками:

площадью поражения (в процентах от общей Пло­щади поверхности); характером коррозии (язвенная, сплошная, в виде налета и др.), цветом, плотностью; глубиной коррозионных поражений и уменьшением
сечения арматуры; изменением физико-механических свойств арматурной стали;

глубина коррозионных поражений при равномер­ной коррозии определяется, как средняя от измере­ний проектного и фактического диаметра с учетом заводских допусков толщины арматурной стали. Счи­тается, что толщина продуктов коррозии примерно в 1,5—2,0 раза превышает толщину прокорродировав — шего металла.

При язвенной коррозии глубина поражений изме­ряется с помощью индикатора или толщиномером.

Одним из основных показателей сохранности ар­матуры в бетоне является отсутствие карбонизации защитного слоя. Для определения зоны карбонизации отбирают образцы и наносят на свежесколотый бетон (чаще с угловых зон конструкции) 0,1% раствор фе- нол-фталеина. Карбонизованный бетон остается се­рым и не изменяет цвета. Некарбонизированный при­обретает ярко-малиновый цвет с четко выявленной границей.

Тип арматуры в железобетоне можно ориентиро­вочно определить визуально с учетом рельефа по­верхности: (См. рис. 8.2).

гладкая арматура — класс A-I арматура периодического профиля с выступами по винтовой линии — класс A-II

арматура периодического профиля с выступами типа «елочка» — класс А-ll и выше

гладкая, сплющенная в двух взаимно перпендику­лярных направлениях — Ст-3, подвергнутая холодно­му волочению

Марку стали и способ выплавки можно опреде­лить лишь с помощью химических анализов согласно ГОСТ 12365-66 и ГОСТ 12344-77′.

Для проведения анализа необходимо или выре­зать кусок арматуры и восстановить его путем на­кладки (если это не снизит несущую способность кон­струкции) или отобрать металлическую стружку из неответственных элементов.

Длина образца арматуры должна быть определе­на в зависимости от диаметра и не должна быть меньше L обр. = 8d + 200, где d—диаметр арматуры. Определение несущей способности и пригодности

“) Q

для эксплуатации железобетонных конструкций оце­нивается в соответствии с действующими СНиП, рег­ламентирующими нормы проектирования с той раз­ницей, что физико-механические характеристики ма­териалов и геометрические размеры принимаются на основании натурных измерений. Кроме того, должны быть учтены все коэффициенты, влияющие на сниже­ние несущей способности арматуры и бетона. Эксплу­атационную пригодность конструкций с учетом оста­точной несущей способности можно оценивать со­гласно методике Харьковского Промстройниипроекта

[9].

Ремонт или усиление железобетона зависит от его состояния и остаточной несущей способности. Ес­ли в результате коррозии не произошло снижение прочности — проводятся ремонтные работы в виде за­делки трещин, окраски и т. д. [22, 23, 24].

Наиболее сложные и трудоемкие работы возни­кают когда в результате обследований и проведения прочностных расчетов выясняется что несущая спо­собность конструкций недостаточна и требуется их замена или усиление. С этой целью используются металлические обоймы, бетонирование, разгрузка конструкций путем изменения расчетной схемы, ис­пользование дополнительной арматуры, что является предметом специального рассмотрения [21].

Наиболее типичным для железобетона в агрес­сивных средах является восстановление защитного слоя при коррозии арматуры. Практически более 90% промышленных зданий с железобетонными плитами перекрытий и особенно покрытий при эксплуатации в сильно агрессивных средах и имеют коррозионные повреждения, требующие ремонта путем восстанов­ления защитного слоя. С этой целью применяются мелкозернистые бетоны и растворы. Так как старый бетон имеет несколько отличные характеристики от вновь уложенного, то для обеспечения надежного соединения этих материалов требуются специальные условия.

Во-первых, конструкция должна быть очищена и при необходимости промыта. Если старый бетон про­питан продуктами коррозии необходима их нейтрали­зация содовым раствором.

Во-вторых—для увеличения клеющей способнос­ти вновь наносимых цементных материалов в их сос­тав рекомендуется вводить добавки, например поли — винилацетатную эмульсию в количестве до 10—15 от массы цемента или латексы типа СКС-65.

Цементные растворы с добавками, нанесенные методом торкретирования, обеспечивают наиболее высокую плотность [23, 26].

Весьма эффективно для соединения старого и нового бетона, а также заделки трещин в железобето­не, использование клеев. Например, существует боль­шой ассортимент клеев на эпоксидной, акриловой, силоксановой основе (табл. 8.5).

Так эпоксидный клей можно использовать для предварительной пропитки старого бетона. Восста­новление поврежденных участков осуществляют сме­сями, состоящими из эпоксидного клея и минераль­ных заполнителей и наполнителей: цемент, песок и мелкие фракции щебня (до 5 мм). Соотношение меж­ду эпоксидной составляющей и минеральными мате­риалами колеблются от 1:3 до 1:6 и зависит от типа защищаемой конструкции (вертикальная или горизон­тальная поверхность, величина раковин и дефектов). В том случае, если поверхность старого бетона невоз­можно высушить, могут использоваться составы на

Таблица 8.5

НЕКОТОРЫЕ ТИПЫ КЛЕЕВ ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ СТАРОГО БЕТОНА С НОВЫМ

Составляющие, мае. ч.

на жидком стекле

Акрилло-

вый

Эпоксидно-

каменно­

угольный

Эпоксид­

ный

1

2

3

4

5

Жидкое стекло

40

Тринатрий фосфат

40

Портландцемент или шлакопортландцемент

40

20—30

Песок средней круп­ности

17—20

40—60

20—100

_

Асбест

1—3

Андезитовая мука

50

Порошок полимера (АСТ-Т)

20—30

Отвердитель АСТ-Г (жидкость

20—30

Щебень до 5 мм

65—100

Эпоксидная смола

100

Эпоксидно-каменноу­гольная смола

_

_

100

_

Пластификатор (жид­кий каукчук)

_

30

Отвердитель ПЭПА

10—12

15

основе эпоксидных смол (или модифицированных эпоксидных смол) со специальными типами отверди — телей, например, вместо традиционного ПЭПА (поли — этиленполиамина) — отвердитель АФ-2 (аминного ти­па). Состав с этим отвердителем набирает прочность даже ё условиях влаги.

Для заделки швов, трещин, восстановления за­щитного слоя следует использовать составы, облада­ющие минимальной усадкой и быстро набирающие точность. С этой целью следует использовать напря­гающий цемент (НЦ) и расширяющийся портландце­мент (РПЦ), при условии если по характеру агрессив­ных воздействий они допустимы (в обоих типах цемен­та присутствует гипс в количестве до 9%).

При больших объемах работ нанесение следует производить торкрет-растворами, обладающими вы­сокой плотностью. Марка бетона или раствора, ис­пользуемого для ремонта, не должна быть ниже, чем в конструкции.

Кроме восстановления поверхностного слоя, за­делки трещин или обетонирования при ремонтах не­которых конструкций (резервуаров, фундаментов) мо­жет использоваться метод инъекцирования — нагне­тание в бетон цементных или полимерных составов под давлением.

Вторичная защита восстанавливается (или нано­сится вновь) после проведения работ по заделке тре­щин, или усиления.

Если при обследовании не удается выявить сос­тавы защитных покрытий, выбор пленкообразующих определяется их химической стойкостью и адгезией к ранее нанесенному покрытию. Весьма эффективно применять при ремонтах методы обработки бетона

Подпись: £Дэл Пэл Подпись: д

петролатумом, смесью петролатума с серой, гидрофо- бизирующие составы и др.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *