Временное руководство по защите от агрессивных воздействий бетонных и железобетонных элементов дорожного строительства в г. Москве
ПРАВИТЕЛЬСТВО МОСКВЫ
МОСКОМАРХИТЕКТУРА
ГУП НИИЖБ Госстроя России
ВРЕМЕННОЕ РУКОВОДСТВО
по защите от агрессивных воздействий бетонных и
железобетонных элементов дорожного строительства в г. Москве
2002
Предисловие
1. РАЗРАБОТАНО Лабораторией коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций Государственного унитарного предприятия «Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона» (ГУП НИИЖБ) Госстроя России: зав. лаб. Степанова В.Ф., ведущий научи, сотр. Булгакова М.Г., научн. сотр. Соколова С.Е. по техническим материалам, предоставленным ООО «Научно-производственное объединение «Космос» (НПО «Космос»), исследованиям, выполненным в ГУП НИИЖБ по покрытию «ЗАС», а также на основании ряда сертификационных документов.
2. ПОДГОТОВЛЕНО к утверждению и изданию Управлением перспективного проектирования и нормативов Москомархитектуры.
3. СОГЛАСОВАНО: НПО «Космос».
4. УТВЕРЖДЕНО: указанием Москомархитектуры от 01.03.2002 г. № 23.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Область применения и общие положения . 1 2. Классификация агрессивных воздействий на элементы наземного дорожного строительства . 2 3. Требования к защитным покрытиям по бетону и рекомендации по применению композиций на основе «ЗАС» и «КО-174М» . 4 4. Технологические особенности по нанесению покрытий поверхности бетона . 5 5. Перечень нормативных документов и литературы .. 6 |
1. Область применения и общие положения
1.1. Временное руководство по защите от агрессивных воздействий бетонных и железобетонных элементов дорожного строительства в г. Москве, далее: «Временное руководство», составлено в дополнение к положениям по вторичной защите СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в части применения защитно-декоративных покрытий «ЗАС» и «КО», разработанных НПО «КОСМОС», для защиты поверхностей бетонных и железобетонных элементов наземного дорожного строительства в г. Москве и действует до ввода в действие МГСН «Защита от коррозии бетонных и железобетонных конструкций транспортных инженерных сооружений».
1.2. «Временное руководство» предусматривает применение защитно-декоративных покрытий «ЗАС» и «КО» для вновь возводимых объектов дорожного строительства, а также при реконструкции или восстановлении эксплуатирующихся конструкций и сооружений.
1.3. Покрытие на основе «ЗАС» должно отвечать требованиям Технических условий ТУ 5772-105-46854090-2000 (Покрытие защитное антикоррозионное на основе состава «ЗАС»), а сам состав - Техническим условиям ТУ 6-05-11687721-026-97 (Защитный антикоррозионный состав «ЗАС»).
Покрытие на основе «КО» должно отвечать требованиям Технических условий ТУ 2312-030-05808020-98 (Эмали КО-174М различных цветов).
1.4. Сырье и материалы для приготовления защитно-декоративных составов подлежат санитарно-эпидемиологической экспертизе с оформлением заключения в установленном порядке.
1.5. Защитные материалы должны отвечать требованиям СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений» по пределу огнестойкости и конструктивной пожарной безопасности.
2. Классификация агрессивных воздействий на элементы наземного дорожного строительства
2.1. Степень агрессивного воздействия среды на строительные конструкции зависит от сочетания условий эксплуатации по температуре и влажности с агрессивными воздействиями окружающей среды.
Бетонные и железобетонные конструкции наземного дорожного строительства в г. Москве эксплуатируются на открытом воздухе, под навесом или в неотапливаемых помещениях.
Условия окружающей среды по влажности оцениваются по СНиП II-3-79* «Строительная теплотехника», а по температуре - по СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».
2.2. По климатическому району г. Москва относится к «нормальной» зоне по влажности, в которой эксплуатируется большая часть конструкций, находящихся на открытом воздухе или под навесом, а также в закрытых неотапливаемых помещениях («нормальный» влажностный режим помещений).
Условия по влажности для конструкций, располагающихся в непосредственной близости к большим водоемам и в низинах (при наличии подтверждающих данных), следует принимать, как для «влажной» зоны.
2.3. Агрессивные среды по физическому состоянию разделяются на газообразные, твердые и жидкие.
Строительные конструкции и элементы наземного дорожного строительства в г. Москве подвергаются воздействию:
- газообразной среды в виде загрязненной атмосферы окружающего воздуха;
- твердой среды в виде пылей и грязей, осаждающихся на наружных поверхностях конструкций;
- жидкой среды в виде атмосферных осадков, в том числе загрязненных растворенными в них агрессивными веществами из воздуха и с земли.
2.4. Агрессивность газообразной среды обусловлена загрязнениями воздушного бассейна города главным образом за счет выбросов автомобильного транспорта (около 80 %) и объектов теплоэнергетики. Автомобильный транспорт является источником выделений диоксида углерода и окислов азота, а объекты энергетики (такие как РТС и ТЭЦ) являются, кроме того, источниками сернистых газов и пылей сложного химического состава.
Уровень и интенсивность загрязнения атмосферы имеют динамику во времени и пространстве и связаны с сезонностью, интенсивностью движения на городских автомагистралях, а также с режимом нагрузок на системы отопления и горячего водоснабжения.
Наибольшая интенсивность движения автотранспорта имеет место на Садовом кольце, вылетных магистралях, МКАД и т.п.).
Примечание:
По данным МосЦГМС в воздушном бассейне города концентрации агрессивных газов в среднем находятся в пределах: диоксида углерода до 1000 мг/м3, аммиака до 0,1 мг/м3, оксидов азота до 10 мг/м3.
2.5. Для элементов дорожного строительства агрессивность твердых сред обусловлена наличием:
- взвешенных веществ, содержащих частицы сернистых и других химически активных соединений;
- пылей и грязей, собирающих агрессивные компоненты из воздуха, с поверхности земли и дорожных покрытий;
- частиц солей антиобледенителей, наносимых в зимнее время на поверхности дорожных покрытий и тротуаров.
Используемые на автодорогах антигололедные добавки имеют в своем составе различные соли, в большинстве своем содержащие хлористые соединения, являющиеся агрессивными как для арматуры железобетонных конструкций, так и для бетона. Агрессивность твердых сред проявляется при растворении твердых веществ в жидкостях, что наиболее вероятно при повышенной влажности воздуха, при выпадении осадков в виде дождя и снега, в условии конденсации влаги на поверхностях конструкций. В связи с этим для бетонных и железобетонных элементов дорожного строительства оценку степени агрессивного воздействия твердых сред следует производить совместно с воздействием жидких сред.
2.6. Агрессивность жидких сред обусловлена контактом поверхностей конструкций с жидкостями, к которым относятся дорожные моющие средства и нефтепродукты - проливы жидкого топлива и масел, а также растворами твердых веществ (п. 2.5 ).
2.7. Для оценки степени агрессивного воздействия газообразных, твердых и жидких сред все бетонные и железобетонные элементы конструкций дорожного строительства следует подразделить на три группы.
К первой группе (1) следует относить конструкции и их элементы, которые в процессе эксплуатации защищены от непосредственного попадания атмосферных осадков, но при этом подвержены воздействию наружных температур и влажности окружающего воздуха и агрессивных газов (см. п. 2.4). К конструкциям первой группы можно отнести находящиеся под навесом элементы внутренних стен, покрытий и перекрытий и т.п.
Ко второй группе (2) следует относить все конструкции и их элементы, эксплуатирующиеся на открытом воздухе, которые подвержены воздействию атмосферных осадков и агрессивных газов (см. п. 2.4) за исключением конструкций и их элементов, отнесенных к третьей группе.
К третьей группе (3) следует относить конструкции и их элементы, эксплуатирующиеся на открытом воздухе, которые подвергаются не только воздействию атмосферных осадков и агрессивных газов, но и имеют непосредственный контакт с твердыми и жидкими агрессивными средами (см. п.п. 2.5 и 2.6). К третьей группе относятся: нижние части подпорных стен и колонн эстакад и туннелей; наружные ригели эстакад, мостов и карнизные блоки; наружные ограждения, бордюры, банкетки, колесоотбой и т.п.
В табл. 1 приводится оценка агрессивного воздействия газообразных, твердых и жидких сред по отношению к бетону и железобетону элементов конструкций.
Таблица 1
Группа конструкций и элементов |
Степень агрессивного воздействия среды к бетону и железобетону в зоне влажности |
|||
нормальная |
влажная |
|||
к бетону |
к железобетону |
к бетону |
к железобетону |
|
1 |
неагрессивная |
неагрессивная* |
неагрессивная |
слабоагрессивная |
2 |
неагрессивная |
слабоагрессивная |
неагрессивная |
среднеагрессивная |
3 |
сильноагрессивная |
_______________
*Для конструкций, на поверхностях которых возможно образование конденсата, среда - слабоагрессивная.
Оценка степени агрессивного воздействия среды, приведенная в табл. 1, дана для бетонных и железобетонных конструкций, запроектированных и выполненных в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84* «Бетонные и железобетонные конструкции», СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги», СНиП 2.05.03-84 «Мосты и трубы», СНиП II -40-80* «Метрополитены» и др. (включая требования к марке бетона по морозостойкости), а также с учетом положений СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии» в части первичной защиты.
2.8. В случаях, когда элементы одной конструкции эксплуатируются в разных условиях агрессивного воздействия среды, степень агрессивного воздействия можно применять по наиболее сильной, при условии соблюдения экономической целесообразности при выборе мер защиты.
3. Требования к защитным покрытиям по бетону и рекомендации по применению композиций на основе «ЗАС» и «КО-174М»
3.1. Составы «ЗАС» и «КО» применяются как защитно-декоративные покрытия, наносимые на поверхности бетонных и железобетонных элементов наземного дорожного строительства, с целью повышения их долговечности при эксплуатации в агрессивных условиях г. Москвы.
3.2. Составы «ЗАС» (ЗАС-1, ЗАС-2, ЗАС-3) представляют собой двухкомпонентные композиции на основе синтетического каучука, эпоксидной смолы, полярных растворителей, мелкодисперсных наполнителей и отвердителей, обладают химической стойкостью, а состав «ЗАС-3» - декоративными свойствами.
3.3. Состав «КО» (эмаль КО-174М) представляет собой однокомпонентную композицию в виде суспензии пигментов и наполнителей в кремнийорганическом лаке и растворителей, обладает атмосферостойкостью при широкой гамме декоративных свойств.
3.4. Общие требования, предъявляемые к составам, указанным в п.п. 3.2 и 3.3, изложены в соответствующих Технических Условиях. К покрытиям, наносимым на бетонные поверхности, предъявляются дополнительные требования:
- адгезия покрытия к бетону ( ГОСТ 28574);
- эффективность покрытия по показателю водопоглощения бетона при всесторонней защите поверхностей в испытаниях по ГОСТ 12730.3;
- эффективность покрытия по показателю водонепроницаемости при защите поверхности со стороны давления воды по ГОСТ 12730.5;
- эффективность покрытия по показателю морозостойкости бетона при всесторонней защите поверхностей в испытаниях по ГОСТ 10060.
Необходимость соблюдения дополнительных требований к покрытиям по бетону и численные значения приведенных показателей, включая назначение толщин покрытий, зависят от условий эксплуатации элементов конструкций по окружающей среде - от их принадлежности к одной из групп по табл. 1.
3.5. Требуемые показатели эффективности защитных покрытий и их минимальные значения приведены в табл. 2.
В таблице даны также значения показателей для композиции «ЗАС» по результатам испытаний, выполненных в НИИЖБ, и для композиции «КО-174М» по результатам сертификационных испытаний системы ГОСТ Р.
Таблица 2
Требования к защитным покрытиям для поверхностей бетонных и железобетонных конструкций в зависимости от условий эксплуатации по среде
Наименование показателя |
Единица измерения |
Требуемые значения для группы (по табл. 1 ) |
Фактическое значение для композиций |
|||
1 |
2 |
3 |
ЗАС |
КО |
||
Толщина |
мкм |
100 |
150-200 |
200-250 |
200 |
200 |
Адгезия к бетону |
МПа |
1,5 |
3,2 |
1,8 |
||
Эффективность по показателю водопоглощения |
% |
1,0 |
0,35 |
*** |
||
Эффективность по показателю водонепроницаемости |
марка, W |
4-6 |
8-10 |
12 |
12 |
*** |
Эффективность при попеременном замораживании-отмораживании |
число циклов |
100* |
200* |
300** |
300** |
75** или 150* |
___________
* - для обычных бетонов по первому методу ГОСТ 10060;
** - для бетонов дорожных и аэродромных покрытий по второму методу ГОСТ 10060;
*** - данные отсутствуют.
Таблица 3
Условия применения композиций «КО» и «ЗАС»
Группа конструкций и элементов |
Степень агрессивного воздействия среды |
Применение покрытий |
|
«КО» |
«ЗАС» |
||
1 |
неагрессивная |
- |
- |
слабоагрессивная |
+ |
- |
|
2 |
слабоагрессивная |
+ |
- |
среднеагрессивная* |
- |
+ |
|
3 |
сильноагрессивная |
- |
+ |
_____________
* - покрытие наносится на поверхности железобетонных конструкций, марка бетона по водонепроницаемости которых не ниже W 6.
3.6. Область применения покрытий «ЗАС» и «КО» приведена в табл. 3.
3.7. Покрытие «ЗАС» рекомендуется для защиты поверхностей бетонных и железобетонных элементов наземного дорожного строительства, относящихся ко второй и третьей группам конструкций (табл. 1).
Для третьей группы конструкций покрытие следует наносить на все поверхности конструкций для исключения возможности капиллярного всасывания бетоном жидкостей в виде воды или любых растворов. При попадании жидкости в тело бетона покрытие препятствует удалению влаги, что приводит к преждевременному разрушению бетона при отрицательных температурах.
Нанесение покрытия «ЗАС» на эксплуатируемые конструкции в процессе ремонтных работ допускается только в тех случаях, когда гарантирована полная изоляция защищаемых покрытием поверхностей от проникновения жидкости в тело бетона.
3.8. Покрытие «КО» рекомендуется для защиты поверхностей бетонных и железобетонных элементов наземного дорожного строительства, относящихся к первой группе конструкций и ко второй группе конструкций со слабоагрессивной средой (табл. 1).
4. Технологические особенности по нанесению покрытий поверхности бетона
4.1. Защитно-декоративное покрытие «ЗАС» представляет собой трехслойное покрытие толщиной 200 мкм, формирующееся в следующей последовательности:
- гидрофобизация бетонной поверхности жидкостью ГКЖ-11 (ТУ 6-02-696-76);
- нанесение состава «ЗАС-1» в один слой (грунтовка);
- нанесение состава «ЗАС-3» в два слоя.
4.2. Защитно-декоративное покрытие «КО» представляет собой двухслойное покрытие толщиной 80-100 мкм, формирующееся в следующей последовательности:
- нанесение состава «ЗАС-1» в один слой (грунтовка);
- нанесение эмали «КО-174М» в два слоя.
4.3. Работы по нанесению защитных покрытий производятся согласно разработанным НПО «КОСМОС» «Технологической инструкции № 1 на проведение работ по нанесению коррозионно- и износостойкого защитного покрытия на железобетонные поверхности инженерных сооружений, подверженных агрессивным, химическим и механическим атмосферным воздействиям» и «Технологической инструкции № 2 на проведение работ по нанесению атмосферостойкого защитного покрытия на основе кремнийорганических материалов на железобетонные поверхности инженерных сооружений».
4.4. Бетонные и железобетонные конструкции, предназначенные для эксплуатации в агрессивных средах, с некачественными или сильно загрязненными поверхностями подлежат выбраковке и к применению не допускаются.
При наличии запыленностей и поверхностных загрязнений очистку поверхностей можно производить гидросмывом под давлением воды и /или сжатым воздухом.
Для вновь возводимых конструкций не допускается пескоструйная обработка поверхностей, нарушающая защитный слой бетона, снижающая его толщину и защитные свойства по отношению к стальной арматуре. Адгезия защитного покрытия «ЗАС» к поверхностям конструкций должна достигаться посредством применения соответствующих грунтовок.
При нанесении покрытий на поверхности конструкций, относящихся к группе 3, находящихся в эксплуатации более двух месяцев, допускается применение механической очистки поверхностей (в том числе пескоструйной обработкой) со снятием загрязненного поверхностного слоя бетона толщиной не более 300 мкм.
В случаях сильного замасливания поверхностей бетона необходимо применение специальных мероприятий по его устранению.
4.5. При нанесении защитных покрытий на поверхности ранее эксплуатируемых конструкций требуется выполнение работ по подготовке и очистке поверхностей (в том числе посредством пескоструйной обработки) под окраску.
В состав работ по подготовке и очистке поверхностей входит:
- устранение различного рода загрязнений, наслоений, старых слоев защитных или окрасочных покрытий;
- удаление разрушающихся вследствие коррозионных процессов и размораживания слоев бетона (если таковые имеются), восстановление в случае необходимости геометрических очертаний конструкций.
4.6. Защитно-декоративные покрытия «ЗАС» и «КО» наносятся на поверхности бетона при его влажности не более 4 %.
5. Перечень нормативных документов и литературы
СНиП 2.03.11 -85 Защита строительных конструкций от коррозии.
СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции.
СНиП 2.05.02-85 Автомобильные дороги.
СНиП 2.05.03-84 Мосты и трубы.
СНиП II -40-80* Метрополитены.
СНиП II-3-79* Строительная теплотехника.
СНиП 2.01.01-82 Строительная климатология и геофизика.
СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений.
ГОСТ 28574-90 Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий.
ГОСТ 12730.3.3-78 Бетоны. Методы определения водопоглощения.
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости.
ГОСТ 10060.0-95 Бетоны. Методы определения морозостойкости.
ТУ 5772-105-46854090-2000 Покрытие защитное антикоррозионное на основе состава «ЗАС» (ГУП НИИЖБ).
ТУ 6-05-11687721-026-97 Защитный антикоррозионный состав ЗАС (АО СИЛАН).
ТУ 2312-030-05808020-98 Эмали КО-174М различных цветов.
Технологическая инструкция № 1
на проведение работ по нанесению коррозионно- и износостойкого защитного покрытия на железобетонные поверхности инженерных сооружений, подверженных агрессивным, химическим и механическим атмосферным воздействиям (НПО «КОСМОС»).
Технологическая инструкция № 2
на проведение работ по нанесению атмосферостойкого защитного покрытия на основе кремнийорганических материалов на железобетонные поверхности инженерных сооружений (НПО «КОСМОС»).