кислородная агрессия по отношению к металлам протекает при условиях

5. Критерии опасности коррозии

5.1 Видами коррозионного воздействия на наружную поверхность подземных стальных сооружений являются:

— коррозия в почвенно-грунтовых водах и грунтах;

— коррозия, вызванная блуждающими токами (переменными и постоянными);

— коррозия, вызванная индуцированным переменным током.

1. Атмосферная коррозия подземных сооружений является вероятным и часто встречающимся на практике случаем (участки выхода подземных сооружений из земли, непроектный выход подземных коммуникаций на поверхность: размывы, выветривание, участки проведения работ со вскрытием подземных коммуникаций) и учитывается при планировании защитных мероприятий, в т.ч. требований к защитным покрытиям.

2. Определение термина «почвенно-грунтовые воды» соответствует ГОСТ 19179.

5.2 Оценка опасности атмосферной коррозии стальных сооружений осуществляется по величине коррозионных потерь в соответствии с ГОСТ 9.039 и степени коррозионной агрессивности атмосферы по ГОСТ 15150.

5.3 Коррозионная агрессивность грунта и почвенно-грунтовых вод по отношению к стальным подземным сооружениям характеризуется значениями удельного электрического сопротивления грунта (почвенно-грунтовых вод); средней плотностью катодного тока; наличием (или отсутствием) признаков биокоррозии.

5.4 Для оценки коррозионной агрессивности грунта по отношению к стали определяют удельное электрическое сопротивление грунта, измеренное в полевых или лабораторных условиях, и среднюю плотность катодного тока при смещении потенциала на 100 мВ отрицательней стационарного потенциала стали в грунте (см. таблицу 1). Если при определении первого показателя (удельного электрического сопротивления грунта) установлена высокая коррозионная агрессивность грунта, то другой показатель не определяют.

Таблица 1. Коррозионная агрессивность грунта (почвенно-грунтовых вод) по отношению к углеродистой и низколегированной стали

5.5 Методы определения удельного электрического сопротивления грунта и средней плотности катодного тока приведены в приложениях А и Б. Допускается применять другие аттестованные методы определения указанных параметров.

1. Для трубопроводов тепловых сетей, проложенных в каналах, тепловых камерах, смотровых колодцах и т.д., критерием опасности коррозии является наличие воды или грунта в каналах (тепловых камерах, смотровых колодцах и т.д.), если вода или грунт соприкасаются с теплоизоляционной конструкцией или поверхностью трубопровода.

2. Воздействие фактора биокоррозии оценивают с применением терминов в соответствии с ГОСТ 9.102.

3. Если удельное электрическое сопротивление грунта, измеренное в полевых или лабораторных условиях, равно или более 130 Ом·м, то коррозионную агрессивность грунта считают низкой и по средней плотности катодного тока не оценивают.

5.6 Для находящихся в эксплуатации подземных стальных сооружений оценка опасности биокоррозии должна осуществляться на основании следующих признаков:

— тип (язва, питтинг), размеры и расположение коррозионного повреждения;

— наличие коррозионных повреждений под отслоившимся защитным покрытием;

— условия протекания коррозионного процесса (аэробный, анаэробный);

— наличие коррозионных повреждений, не связанных с воздействием блуждающих токов;

— идентификация продуктов биокоррозии.

5.7 Критерием биокоррозионной опасности (агрессивности грунта), связанным с воздействием сульфатредуцирующих бактерий, может являться наличие визуальных признаков оглеения грунта (окрашенности грунта в сероватые, сизые, голубоватые тона) и наличие в грунте восстановленных соединений серы. Метод качественного определения биокоррозионной агрессивности грунта приведен в приложении В.

5.8 Оценку опасности биокоррозии, обусловленной воздействием микроорганизмов, следует осуществлять на основании их идентификации и установления связи их жизнедеятельности с коррозионным процессом. Предварительным подтверждением опасности биокоррозии, обусловленной воздействием микроорганизмов, являются положительные результаты определения качественных признаков, которые приведены в приложении В.

5.9 Критерием наличия блуждающих токов от источников постоянного тока в грунте является значение разности потенциалов, измеренное относительно электродов сравнения между двумя отстоящими друг от друга на расстоянии 100м точками на поверхности земли. Измерения проводятся в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Метод определения наличия блуждающих постоянных токов в земле приведен в приложении Г.

Если максимальная разность потенциалов превышает 0,5В, то это означает наличие блуждающих токов.

5.10 Для подземных трубопроводов, проектируемых параллельно существующим (в одном технологическом коридоре), наличие или отсутствие блуждающих токов необходимо оценивать в соответствии с 5.9 и по результатам измерений на существующих трубопроводах.

5.11 Признаком опасного влияния блуждающего постоянного тока на сооружения является наличие изменяющегося по знаку и значению смещения суммарного потенциала сооружения по отношению к его стационарному потенциалу (знакопеременная зона) или наличие только положительного смещения суммарного потенциала, как правило, изменяющегося по значению (анодная зона). Метод определения опасного влияния блуждающего постоянного тока приведен в приложениях Г и Д.

Примечание. Для вновь проектируемых сооружений опасным является наличие блуждающих токов в земле, способ определения которого приведен в приложении Г.

5.12 Опасное влияние переменного тока промышленной частоты (в том числе индуцированного переменного тока) на стальные сооружения характеризуется наличием переменного тока плотностью более 2мА/см2 (20А/м2) на вспомогательном электроде либо смещением среднего значения потенциала сооружения в отрицательную сторону не менее чем на 10мВ по отношению к его стационарному потенциалу.

Метод определения опасного влияния переменного тока на подземные сооружения приведен в приложении Е.

5.13 Для проектируемых трубопроводов на участках с параллельным следованием их с воздушными линиями электропередачи напряжением 110кВ и более, оценка влияния индуцированного (наведенного) переменного тока осуществляется в соответствии с ГОСТ 25812 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии» (Проект) (приложение В).

Источник

Агрессивность воды

Агрессивность воды — причина разрушения конструкций

Типизация коррозионной активности подземных вод

Опорные конструкции в основном изготавливаются из бетона. Можно выделить три вида агрессивного воздействия воды, на бетонные конструкции.
К первому виду коррозии, оказывающему воздействие в виде выщелачивания растворимых компонентов бетона, относится бикарбонатная щелочность. Второй вид коррозии образовывает растворимые соединения, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня и жидкой агрессивной среды. Ко второму виду коррозии относятся: водородный показатель pH, содержание свободной углекислоты CO2, Содержание магнезиальных солей (в пересчете на ион Mg), содержание едких щелочей (в пересчете на ионы K и Na). Третий вид коррозии образовывает и накапливает в бетоне малорастворимые соли, характеризующиеся увеличением объема при переходе в твердую фазу. К третьему виду коррозии относятся содержание сульфатов (в пересчете на ионы SO4), содержание едких щелочей (хлоридов, сульфатов, нитратов).

Агрессивность по содержанию бикарбонатной щелочности

Общая щелочность воды обуславливается анионами слабых кислот: HCO3, CO3, H3SiO4 и др. Общая щелочность выражается в миллимолях кислоты, необходимой для ее нейтрализации до значений pH =4.
Оценка агрессивности воды приводится по содержанию бикарбонатной щелочности HCO3. При содержании бикарбонатной щелочности более 1,4 ммоль/л вода будет неагрессивной для всех случаев безнапорных сооружений, а при содержании более 2,0 ммоль/л – неагрессивной и для всех случаев напорных сооружений.
Бикарбонатная щелочность природных вод не может быть ниже 0,7 ммоль/л, поэтому по степени воздействия на бетон по 1 виду коррозии не нормируется как «сильноагрессивная».

Агрессивность по водородному показателю (pH)

Обычно природные воды имеют водородный показатель, изменяющийся от 6 до 8. Этот показатель снижается до величин 5,5-5 в ультрапресных подземных водах хлоридно-кальциевого типа и некоторых углекислых минеральных водах. В болотных водах pH иногда снижается до 4,5-4.
Особо низкие значения pH отмечаются для верховых болот (4,0-4,9). Для переходных болот pH составляет 5,0-5,5,для низинных 6,0-7,0.
Дождевые воды имеют pH 6, речные воды – около7, морские воды – 8-9.
В отдельных случаях встречаются сильнокислые воды, связанные с сульфидными месторождениями, в которых pH меньше 4. Низкие значения pH могут отмечаться и в водах, связанных с вулканическими проявлениями. Щелочным характером обычно обладают воды открытых пресных водоемов в летний период и воды некоторых термальных источников, где величина этого показателя превышает 9. Воды, связанные с засоленными почвами, имеют pH меньше 10.
Агрессивные свойства подземных вод к бетону проявляются при pH меньше 6,5.

Агрессивность по содержанию свободной углекислоты (CO2)

Свободная углекислота – это газ, растворенный в воде. Та часть свободной углекислоты, которая непосредственно вступает в реакцию с соединениями кальция, называется агрессивной углекислотой. Термин «агрессивная углекислота» является условным. Агрессивные свойства свободной углекислоты зависят как от количества свободной углекислоты, так и от наличия и количества ионов Ca2+,Cl- и SO4 при определенной бикарбонатной щелочности, т.е. от количества компонентов, способных связывать свободную углекислоту и уменьшать тем самым долю агрессивной углекислоты. Таким образом, следует различать свободную, связанную и агрессивную углекислоту.
Агрессивная углекислота, определяется экспериментально и путем расчета. Обычно агрессивными свойствами обладают мягкие воды, имеющие кислую реакцию, и болотные воды, содержащие органические кислоты. Агрессивные свойства подземных вод повышаются при значительной инфильтрации дождевых и талых вод.
При минимально возможных содержаниях ионов Cl и SO4 и при минимальной бикарбонатной щелочности вода является агрессивной при содержании углекислоты более 15 ммоль/л для сильно- и среднефильтрующих грунтов и более 55 ммоль/л для слабофильтрующих грунтов.

Агрессивность по содержанию магнезиальных солей

Оценивается по содержани. В пересчете на ион Mg2+. Воды агрессивны при содержании магнезиальных солей более 2000 мг/л в слабофильтрующих грунтах или более 1000 мг/л в остальных случаях.

Агрессивность по содержанию едких щелочей

Оценивается в пересчете на ионы K+ и Na+. Воды агрессивны при содержании ионов калия и натрия в слабофильтрующих грунтах более 80 г/л, в среднефильтрующих грунтах – более 50 г/л и для напорных сооружений – более 30 г/л.

Сульфатная агрессия

Этот тип агрессии оценивается по содержанию ионов SO42-. Сульфатная агрессия связана с содержанием хлора и составом бетона. При содержании сульфат — иона менее 300 мг/л во всех грунтах и менее 250 мг/л для напорных сооружений воды неагрессивны. Очень часто сульфатная агрессивность связана с местным загрязнением вод сульфатсодержащими материалами.

Агрессивность по содержанию хлоридов, нитратов и других солей едких щелочей

Эта агрессивность, как правило, связана с искусственными источниками загрязнения грунтовых вод при суммарном содержании агрессивных ионов более 10 г/л и учитывается только для испаряющих бетонных поверхностей. Для напорных сооружений этот вид агрессивности оценивается по специальным программам.

Основные признаки неагрессивной воды

В таблице 1, представленной ниже, приведены показатели агрессивной среды, при которой воды являются неагрессивной средой. В случае превышения критериев этой таблицы оценку агрессивности следует проводить в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85.

Источник

Определение агрессивности подземных вод

Подземные воды определенного состава могут оказывать разрушительное воздействие на различные строительные материалы, в том числе на бетонные сооружения и железные конструкции. Эта разрушительная способность воды получила название агрессивности. Различают следующие виды агрессивности воды: 1) углекислотная; 2) выщелачивающая; 3) общекислотная; 4) сульфатная; 5) магнезиальная; 6) кислородная.

Количество углекислоты, вызывающее подвижное равновесие между СаСО₃ и Са(НСО₃)₂ называется равновесной углекислотой, допускается в природных водах, не вызывая активного растворения СаСО₃.Количество углекислоты, которое превышает равновесное, вызывая постоянное растворение СаСО₃ бетона со смещением хода реакции необратимо вправо, называется агрессивной углекислотой.

Если содержание свободной углекислоты в воде окажется меньше, чем необходимо для равновесия, то из воды будет выделяться СаСО₃, который тонкой коркой будет покрывать поверхность бетонной конструкции, защищая его от разрушения.

Если же содержание свободной углекислоты будет больше, чем необходимо для равновесия, то при соприкосновении такой воды с СаСО₃ бетона будет происходить его растворение до тех пор, пока не наступит равновесие.

Таким образом, вода будет проявлять углекислотную агрессивность тогда, когда содержание в ней свободной углекислоты будет больше, чем необходимо для равновесия с твердым углекислым кальцием. Измеряется в мг/л.

Максимальным содержанием агрессивной СО₂, допустимым при наиболее опасных условиях, является 3 мг/л, при наименее опасных – 8,3 мг/л.

При применении обычных цементов вода считается агрессивной при содержании SO₄ 2- от 250 мг/л и более, а при применении сульфатостойких цементов – от 4000 мг/л и более.

6. Кислородная агрессивность вызывается содержащимся в воде растворенным кислородом и проявляется преимущественно по отношению к металлическим конструкциям, и в частности, к водопроводным трубам, в которых кислород образует ржавчину. Процесс окисления происходит по следующей схеме:

При совместном присутствии кислорода с углекислотой агрессивное действие первого повышается.

Степень агрессивности воздействия жидких неорганических сред на конструкции из бетона и железобетона приведены в табл. 11, 12 и 13.

Оценка степени агрессивного воздействия сред, указанных в таблице 11, дана по отношению к бетону на любом из цементов, отвечающих требованиям ГОСТ 10178-76 и ГОСТ 22266-76.

Степень агрессивного воздействия сред, указанных в таблицах 11 и 12, следует снижать на одну ступень для бетона массивных малоармированных конструкций (толщина свыше 0,5 м, процент армирования до 0,5).

Степень агрессивного воздействия сред, указанных в таблицах 11, 12 и 13, риведена для сооружений при величине напора жидкости до 0,1 МПа (1 атм).

Степень агрессивности воздействия жидких неорганических сред по отношению к различным маркам бетона

Примечания: 1 При оценке степени агрессивного воздействия среды в условиях эксплуатации сооружений расположенных в слабофильтрующих грунтах с К_ф менее 0,1 м/сут значения показателей данной таблицы должны быть умножены на 1,3. 2 содержание сульфатов в зависимости от вида и минералогического состава цемента не должно превышать пределов, указанных в табл. 4 СНиП2.03.11-85 и табл.11.

*При любом значении бикарбонатной щелочности среда неагрессивна по отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости W₆ и более, а также W₄ при К_ф грунта ниже 1 м/сут. ** Оценка агрессивности воздействия среды по водородному показателю рН не распространяется на растворы органических кислот высоких концентраций и углекислоту. *** При превышении значений показателя агрессивности, указанных в таблице 10 степень агрессивного воздействия среды по данному показателю не возрастает.

Степень агрессивности воздействия жидких неорганических сред по отношению к бетону на любом виде цемента

Степень агрессивности воздействия жидких неорганических сред на железобетонные конструкции

Примечания: 1. Понятие периодического смачивания охватывает зоны переменного горизонта жидкой среды и капиллярного подсоса.

2. При одновременном содержании в жидкой среде хлоридов и сульфатов количество сульфатов пересчитывается на содержание хлоридов умножением на 0,25 и суммируется с содержанием хлоридов. 3. Коррозионная стойкость конструкций, подвергающихся действию морской воды средней и сильной степени агрессивности, должна обеспечиваться первичной защитой.

Результаты химических анализов воды

Дата добавления: 2015-03-14 ; просмотров: 7933 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

10.1. Физические свойства подземных вод.

10.2. Общая минерализация и солевой состав вод.

10.3. Жесткость воды.

10.4.Основные требования к качеству питьевых вод.

10.5. Агрессивность подземных вод по отношению к бетону и
металлам.

10.6. Гидрохимическая зональность подземных вод

10.1. Физические свойства подземных вод

К физическим свойствам подземных вод относится прозрачность, цвет, запах, вкус, температура, плотность, электропроводность, радиоактивность.

Прозрачность воды зависит от наличия взвешенных частиц и примеси органических веществ. Оно оценивается высотой столба воды в см, через который читается специальный стандартный шрифт. Для питьевой воды прозрачность должна быть не менее 30 см.

Запах может быть обусловлен присутствием сероводорода, гуминовых кислот (болотный) или разлагающейся органикой (гниение сруба). Питьевая вода не должна иметь запаха. Вкус воде придают растворимые вещества:

Слабо минерализованные воды неприятны на вкус.

Температура воды зависит от климатических условий, глубины залегания и влияния вулканических процессов. Подземные воды подразделяются следующим образом:

Термальными называют воды, с температурой более 80°С.

Плотность зависит от минерализации и температуры. Электропроводность связана с наличием растворенных солей. Воды, содержащие радон, обладают радиоактивностью.

10.2. Общая минерализация и солевой состав вод

Все подземные воды содержат растворенные вещества, состав

и концентрация, которые различны. Суммарное содержание в воде солей называется общей минерализацией, которая оценивается по величине плотного (сухого) остатка, образующегося при выпаривании 1 литра воды. По общей минерализации выделяются следующие типы подземных вод:

слабо солоноватые — 1—3 г/л,

При характеристике химического состава указывается реакции воды (величина рН). Обычно подземные воды слабо щелочные (рН больше 7).

В зависимости от соотношения анионов подземные воды делятся на три класса:

сульфатные, гидрокарбонатные, хлоридные,

кальциевые, магниевые, натриевые.

Общее название определяется по совокупности аниона и катиона. Группы делятся на типы с учетом более детального анализа отношений основных компонентов.

10.3. Жесткость воды

Постоянная жесткость составляет разность между общей и устранимой.

Жесткость выражают в мг-экв/л ионов кальция и магния в сумме.

По жесткости подземные воды делят на типы:

10.4. Основные требования к качеству питьевых вод

Согласно требованиям ГОСТ для питьевых целей можно использоваться воды при условиях, если общая минерализация не выше 1 г/л, жесткость не выше 7 мг-экв/л (предусмотрены отступления для засушливых районов).

Кроме того, не допускается одновременное присутствие NH₄ +

и NO₂ (фекальное загрязнение), устанавливаются ограничения по бактериальному загрязнению и содержанию целого ряда металлов.

Качество подземных вод может быть улучшено (умягчение,обезжелезивание, обеззараживание).

Особые требования предъявляются и к технической воде

(особенно для паровых котлов).

10.5. Агрессивность подземных вод по отношению к бетону и металлам.

Для определения условий строительства и эксплуатации подземных и гидротехнических сооружений важна оценка агрессивности воды по отношению к бетону и железу.

По отношению к бетону агрессивность бывает сульфатная (при содержании сульфат-йона более 250 мг/л), углекислотная (определяется анализом по наличию агрессивной углекислоты – сверх равновесного количества), общекислотная (рН ниже 5), магнезиальная и др. При сульфатной агрессии кальцит цемента замещается или сульфалюминатом кальция с увеличением объёма в 2-2,5 раза, в результате разрушается бетон. При углекислотной и других видах агрессии кальций переходит в растворимые соединения и выносится.

Кислородная агрессия проявляется по отношению к металлам. Но, а протекает активнее при низком рН, небольшой жесткости воды, высоком содержании кислорода и углекислоты; при наличии органических кислот, сульфатов железа; при высокой температуре.

10.6. Гидрохимическая зональность подземных вод

Подземные воды обладают определенной гидрохимической зональностью. Во-первых, существует зависимость химического состава грунтовых вод от климата и рельефа местности (тинизация с учетом климатической зональности и крупных форм рельефа). Ещё более существенно изменяется солевой состав и общая минерализация с глубиной, что отражает характер водообмена. Обычно с глубиной общая минерализация последовательно возрастает. Так в центральной части русской платформы подземные воды на глубине до 50-100 м гидрокарбонатно-кальциевые пресные, на глубине 200-300 м сульфатно-кальциевые слабо солоноватые, на глубинах 700-900 м хлоридно-натриевые рассолы.

Промышленными называют подземные воды, из которых возможно рентабельное извлечение растворенных компонентов (пищевая соль, бром, йод, сода и т.д.).

Источник

Пособие к СНиП 2.03.11-85 по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций Часть 2

2.3. Оценка агрессивного воздействия газообразных сред по отношению к бетону определяется свойствами кальциевых солей, образующихся при взаимодействии газов с составляющими цементного камня, а по отношению к арматуре возможностью возникновения процессов коррозии арматуры при контакте растворяющихся в поровой жидкости газов или образующихся кальциевых солей с поверхностью арматуры.

Газы в порядке возрастания их агрессивности располагаются следующим образом:

1) газы, образующие при взаимодействии с гидроксидом кальция практически нерастворимые и малорастворимые соли, кристаллизующиеся с небольшим изменением объема твердой фазы. Типичными газами этой группы являются фтористый водород, фтористый кремний, фосфорный ангидрид, двуокись углерода, пары щавелевой кислоты;

2) газы, образующие слаборастворимые кальциевые соли, которые при кристаллизации присоединяют значительное количество воды. Типичными представителями второй группы газов являются сернистый и серный ангидриды, сероводород;

3) газы, которые, реагируя с гидроксидом кальция, образуют хорошо растворимые соли, обладающие высокой гигроскопичностью:

а) не вызывающие коррозии стали в щелочной среде бетона (оксиды азота, пары азотной кислоты);

б) вызывающие коррозию стали в щелочной среде бетона (хлористый водород, хлор, двуокись хлора, пары брома, иода).

Наиболее характерные по указанным признакам группы газов приведены в прил. 1(1).

Концентрация газов группы А соответствует наибольшему допустимому их количеству, содержащемуся в незагрязненном воздухе. Концентрация газов группы В соответствует количеству их в пределах от незагрязненного воздуха до предельно допустимых концентраций на рабочих местах при загрязненном воздухе.

Концентрация газов группы С и Д превышает предельно допустимые концентрации на рабочем месте в 20 и 100 раз.

Примеры пользования табл. 1(2) и прил. 1(1)

Углекислый газ указанной концентрации относится согласно прил. 1(1) к группе А.

Влажностный режим помещения по табл. 1 СНиП II-3-79** оценивается как «мокрый». При газах группы А и «мокром» режиме помещений среда классифицируется по отношению к конструкциям из бетона как неагрессивная, а из железобетона как слабоагрессивная.

Степень агрессивного воздействия среды в цехе электролиза по отношению к железобетонным конструкциям по табл. 1(2) оценивается как среднеагрессивная.

Пример 4. В атмосфере производственного цеха присутствуют пары монохлоруксусной кислоты. В прил. 1(1) отсутствуют данные по этому веществу.

Пары монохлоруксусной кислоты при действии на бетон в качестве одного из продуктов реакции образуют хлористый кальций. Из приведенных в прил. 1(1) газов аналогичные соли образует хлористый водород.

Следовательно, действие монохлоруксусной кислоты можно приравнять к действию хлористого водорода и оценить ее агрессивность по показателям, приведенным для НСl в прил. 1(1).

2.4. Твердые среды агрессивны по отношению к железобетону только в присутствии жидкой, туманообразной или пленочной влаги.

Степень агрессивного воздействия твердых сред определяется содержанием солей, их гигроскопичностью, растворимостью, а также влажностью среды [прил. 2(2)]. Гигроскопичность зависит от равновесной упругости водяного пара над кристаллогидратами солей. Высокогигроскопичные соли имеют низкую упругость пара и, следовательно, в среде с относительной влажностью, при которой упругость водяных паров в воздухе выше равновесной, происходит поглощение солью влаги из воздуха и образование на поверхности конструкций концентрированного солевого раствора, способного оказать коррозионное воздействие.

К малорастворимым относятся соли с растворимостью менее 2 г/л, к хорошо растворимым более 2 г/л. К малогигроскопичным относятся соли, имеющие равновесную относительную влажность при температуре 20 ° С 60 % и более, а к гигроскопичным — менее 60 %. Присутствие растворимых веществ не влияет на агрессивность среды.

В прил. 3 дана упругость паров воды над насыщенными водными растворами некоторых хорошо растворимых солей при температуре 20 °С.

Пример 5. Требуется определить степень агрессивного воздействия хлористого кальция для проектирования фермы производственного здания (температура в межферменном пространстве 18 °С, относительная влажность воздуха 60 %).

Хлористый кальций имеет упругость пара 819,8 Па (6,15 мм рт. ст.) (прил. 3). Равновесная упругость водяного пара при температуре 20 °С составляет 17,4 мм. Равновесная относительная влажность при температуре 20 °С составит (6,15 ´ 100)/17,4 = 35 %, т.е. менее 60 %.

Растворимость хлористого кальция составляет 745 г/л, более 2 г/л (прил. 3). Следовательно, это гигроскопичная, хорошо растворимая соль. Режим помещения по влажности (табл. 1 СНиП II-3-79**) нормальный.

По табл. 2(3) при нормальном режиме помещений по влажности хорошо растворимые гигроскопичные твердые среды по отношению к железобетону являются среднеагрессивными.

2.5. Агрессивное воздействие грунтов выше уровня грунтовых вод, а также жидких неорганических и органических сред по отношению к бетону конструкций оценивается в зависимости от проницаемости бетона.

Проницаемость бетона характеризуется прямыми показателями (маркой бетона по водонепроницаемости, коэффициентом фильтрации и эффективным коэффициентом диффузии). Косвенные показатели (водопоглощение бетона и водоцементное отношение) являются ориентировочными и дополнительными к прямым.

Проницаемость бетона конструкций, предназначенных для эксплуатации в жидких агрессивных средах, характеризуется коэффициентом фильтрации или маркой по водонепроницаемости, а в газовых средах — эффективным коэффициентом диффузии углекислого газа в бетоне.

Показатели проницаемости бетона приведены в табл. 3(1).

Примечание. В случаях, когда по ряду каких-либо причин (в элементах конструкций, работающих под давлением, при использовании бетона в качестве изолирующей оболочки от излучений и т. п.) необходимо применять бетон более высоких марок по водонепроницаемости (W10 и более), оценка степени агрессивного воздействия сред должна производиться на основании экспериментальной проверки или имеющегося практического опыта.

2.6. Оценка степени агрессивного воздействия грунтов производится для конструкций, располагающихся выше уровня грунтовых вод, по содержанию солей сульфатов и хлоридов по табл. 4(4):

по отношению к бетону конструкций только по показателю содержания сульфатов в пересчете на ;

Содержание сульфатов и хлоридов в грунте определяется путем химического анализа отобранных проб грунта по водной вытяжке и выражается в мг на 1 кг сухого грунта.

Количество лабораторных определений характеристик грунтов для химического анализа следует назначать в соответствии с требованиями СНиП 1.02.07—87, а подготовку грунтов к анализу и приготовление водной вытяжки выполнять по ГОСТ 9.015—74*.

Пример 6. На участке строительства в Куйбышевской обл. грунтовые воды обнаружены на глубине 14 м. Глубина заложения железобетонного резервуара со стенками толщиной 200 мм — 7 м.

Содержание ионов и Сl ¾ по результатам анализа водной вытяжки грунта приведено в табл. 9.

отбора пробы грунта, м

Требуется произвести оценку степени агрессивного воздействия грунта по отношению к бетону и железобетону фундаментов, выполненных из бетона марки по водонепроницаемости W6 на портландцементе по ГОСТ 10178—85.

По СНиП II-3-79** район строительства относится к зоне нормальной влажности. Для бетона марки по водонепроницаемости W6 показатель агрессивности по содержанию сульфатов увеличивается в 1,3 раза [см. примеч. к табл. 4(4)]. Для среднеагрессивной среды показатели сульфатной агрессивности составят от 500 × 1,3 = 650 до 1000 × 1,3 = 1300 мг/кг; в нашем случае 650 Сl ¾ 250 мг/кг, следует учитывать наличие сульфатов.

Вычисляем суммарное содержание хлоридов и сульфатов в пересчете на Сl ¾ : 1500 + 930 × 0,25 = 1732 мг/кг.

В зоне нормальной влажности среда по отношению к арматуре стенок железобетонного резервуара среднеагрессивна.

2.7. Оценка агрессивности природных и технологических жидких сред производится: по отношению к бетону конструкций — по табл. 5(5), 6(6), 8(8); по отношению к арматуре железобетонных конструкций — по табл. 7(7).

При наличии в жидкой среде нескольких агрессивных компонентов оценка агрессивного воздействия среды производится по наиболее агрессивному.

А. При действии жидких неорганических сред на бетон коррозионные процессы подразделяются на три основных вида:

а) коррозия I вида характеризуется выщелачиванием растворимых компонентов бетона [представлена в табл. 5(5) показателем бикарбонатной щелочности)];

б) коррозия II вида — образованием растворимых соединений или продуктов, не обладающих вяжущими свойствами, в результате обменных реакций между компонентами цементного камня и жидкой агрессивной средой [представлена в табл. 5(5) водородным показателем рН, содержанием агрессивной углекислоты, магнезиальных, аммонийных солей и едких щелочей].

Оценку степени агрессивного воздействия среды по содержанию агрессивной углекислоты (см. прил. 4Б) следует производить только при значениях рН свыше 5. При рН до 5 степень агрессивного воздействия оценивается по водородному показателю;

Примечание. Изменение рН на единицу соответствует изменению концентрации водородных ионов — кислотности на один десятичный порядок (в 10 раз):

в) коррозия III вида — образованием и накоплением в бетоне малорастворимых солей, характеризующихся увеличением объема при переходе в твердую фазу без химического взаимодействия при наличии испаряющих поверхностей [представлена в табл. 5(5) показателем суммарного содержания солей хлоридов, сульфатов, нитратов и др.] и в результате химического взаимодействия с сульфатами [представлена показателем содержания сульфатов в табл. 6(6)].

В табл. 6(6) оценка степени агрессивного воздействия сульфатов дана в зависимости от содержания бикарбонатов (в пересчете на ион HCO 3 ), присутствующих наряду с сульфатами в большинстве природных вод и способствующих замедлению процессов сульфатной коррозии. Положительное влияние бикарбонатов на замедление скоростей коррозионных процессов проявляется при концентрации ионов HCO 3 от 3 до 6 мг × экв/л и более.

Оценку агрессивного воздействия среды при сульфатной коррозии следует производить с учетом влияния вида катионов сульфата. Показатели агрессивности табл. 6(6) для сульфатов натрия, калия, кальция, магния и никеля остаются без изменения; для сульфатов меди, цинка, кобальта, кадмия умножаются на коэффициент 1,3.

Сульфатная агрессивность жидкой среды по отношению к бетону зависит от вида применяемого цемента и проницаемости бетона. Вид цемента и проницаемость бетона могут быть заранее заданы в проекте, а могут быть назначены как средство первичной защиты бетона после анализа данных о степени агрессивности среды с учетом технико-экономических соображений.

Степень агрессивного воздействия сред, указанных в табл. 5(5) и 6(6), следует снижать на одну ступень для бетона массивных малоармированных конструкций (толщина свыше 0,5 м, процент армирования до 0,5).

В табл. 4(4), 5(5) и 6(6) значения показателей агрессивности меняются ступенчато. Вблизи границ значений показателей табл. 6(6) и 7(7) при оценке степени агрессивного воздействия среды допускается не учитывать в пределах +10 % отклонения от нормируемых величин.

Например, для бетона нормальной проницаемости на портландцементе по ГОСТ 10178—85 при фактическом содержании сульфатов до 275 мг/л среда может считаться неагрессивной.

В случаях, когда жидкая среда агрессивна по содержанию сульфатов, основным средством придания стойкости бетону является применение цементов повышенной сульфатостойкости.

Если в агрессивной жидкой среде помимо сульфатов присутствуют другие агрессивные компоненты, их воздействие следует учитывать отдельно и исходя из этого назначать способы защиты.

Б. Агрессивность жидких органических сред к бетону определяется химической активностью при взаимодействии с составляющими бетон компонентами и растворимостью в воде.

Перечень наиболее распространенных жидкостей и оценка степени их агрессивного воздействия на бетон в зависимости от его проницаемости приведены в табл. 8(8).

Примечание. При оценке агрессивного воздействия жидких органических сред, не упомянутых в табл. 8(8), следует иметь в виду способность некоторых органических сред самопроизвольно полимеризоваться, их высокую адсорбционную активность, способность к активному гидролизу с выделением газообразных веществ и др., что приводит к специфическим процессам коррозии бетона.

В. Степень агрессивного воздействия жидкой неорганической среды по отношению к арматуре железобетонных конструкций толщиной до 250 мм (трубы, стенки подвалов, резервуаров и т. п.) определяется содержанием хлоридов по табл. 7(7). Для более массивных конструкций оценка агрессивности среды, содержащей хлориды, дается только к бетону по табл. 5(5).

Для железобетонных конструкций, подвергающихся действию жидких сред, агрессивных к бетону и арматуре, следует назначать комплекс мер первичной и вторичной защиты, обеспечивающих коррозионную стойкость железобетона в этих средах.

2.8. Оценка степени агрессивного воздействия жидких сред производится путем сопоставления данных химического анализа жидкостей или растворов с показателями предельного содержания агрессивных компонентов по табл. 4(4)—8(8).

Для оценки агрессивности грунтовых вод необходимы следующие данные: химический анализ воды; характеристика условий контакта воды и бетона (свободное смывание, напор); коэффициент фильтрации грунта; наличие испаряющих поверхностей конструкций; температурные условия работы конструкций; предполагаемая проницаемость бетона; вид цемента, намечаемого к применению.

Примечание. Два последних параметра могут быть уточнены при оценке степени агрессивности.

Химический анализ грунтовой воды производится с помощью отбора проб воды. Места отбора проб, их количество и глубина отбора должны приниматься в соответствии с требованиями нормативных документов по инженерным изысканиям для соответствующих видов строительства (СНиП 1.02.07—87).

Пробы должны характеризовать все водоносные горизонты, воды которых будут контактировать с проектируемыми сооружениями. При этом должны быть учтены возможности: подъема уровня грунтовых вод в процессе эксплуатации проектируемых сооружений, попадания в грунт технологических растворов и изменения гидрогеохимической обстановки после возведения сооружений.

При изменении химического состава воды в зависимости от времени года для проектирования следует принимать наибольшую агрессивность за период продолжительностью не менее месяца.

Срок давности анализов должен быть не более трех лет до разработки проекта и не более пяти лет до начала строительства.

По истечении указанных сроков необходимо провести повторный отбор проб для химического анализа. Если по первым данным не выявлено существенного отличия химического состава воды, число проб может быть сокращено в 2—3 раза.

Оценка агрессивности промышленных сточных вод производится: для вновь проектируемых предприятий на основании анализа химического состава сточных вод, указанного в технологической части проекта; для действующих предприятий — по фактическим средним данным химического состава вод за последние три месяца или на основании данных специального обследования.

Степень агрессивности жидкой среды сооружений, предназначенных для технологических жидкостей (очистные сооружения, коллекторы сточных вод и т.п.), определяется с учетом нейтрализации кислых и щелочных стоков.

В промышленных водах дополнительно определяют общее содержание щелочей и, при необходимости, органических соединений, перечисленных в табл. 8(8).

Коэффициент фильтрации грунтов, прилегающих к сооружению, допускается принимать по справочным данным, если он не определен опытным путем. При этом к слабофильтрующим грунтам могут быть отнесены только связанные уплотненные грунты — глины и плотные суглинки.

Пример 7. Произвести оценку степени агрессивного воздействия грунтовых вод по отношению к немассивным железобетонным фундаментам, расположенным в уровне грунтовых вод и в зоне капиллярного подсоса. Коэффициент фильтрации грунтов в районе строительства К ф = 0,12 м/сут. Химический анализ грунтовой воды:

бикарбонатная щелочность, HCO 3 — 3,8 мг × экв/л;

водородный показатель, рН — 6,6;

агрессивная углекислота, СО 2 агр. — 12 мг/л.

Содержание ионов, мг/л; Mg 2+ — 1718; Са 2+ — 461; n а + + k + — 2568; Сl — 3546; — 4604;

Суммарное содержание солей по сухому остатку — 14768 мг/л.

Для оценки агрессивности среды по отношению к бетону запишем данные в табл. 10 и сопоставим их с показателями табл. 5(5) и 6(6), которые справедливы при коэффициенте фильтрации грунта более 0,1 м/сут.

Для оценки агрессивного воздействия среды по отношению к арматуре элементов фундаментов толщиной до 250 мм определяем суммарное содержание хлоридов и сульфатов в пересчете на Сl и :

Сl + 0,25 Сl = 3546 + 0,25 × 4604 = 4697 мг/л.

По табл. 7 (7) определяем, что среда не агрессивна для элементов фундаментов, расположенных в уровне грунтовых вод, и среднеагрессивна — в зоне капиллярного подсоса.

Химический анализ воды

Степень агрессивного воздействия к бетону при проницаемости

Источник