Пособие по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций (к снип 2.03.11-85)

По табл. 29 на 1 м² бетона подстропильных балок приходится 50 м² производственной площади здания, т.е. в рассматриваемом примере на одну балку (объемом 2 м³) приходится 100 м² площади здания. По табл. 3 прил. 12 ориентировочная продолжительность капитального ремонта балок на 1 м³ бетона конструкции составляет 0,013 года, т.е. в нашем случае (при объеме бетона в балке 2 м³) равна 0,026 года.

Таким образом, величина потерь по формуле (4) составляет

С_по = 0,15×148×100×0,026 = 57,72 руб.

Обобщенные исходные параметры для расчета экономического эффекта на одну балку приведены в табл. 30.

Таблица 30

Показатели

Размер­ность

Вариант 1

Вариант 2

1. Коэффициент эффективности капитальных вложений Е_н

—

0,15

0,15

2. Норматив приведения разно­временных затрат Е

¾

0,1

0,1

3. Приведенные капитальные вложения в сопряженные отрасли С_м(с)

руб.

2,88

4,56

4. Стоимость антикоррозионной защиты балки лакокрасочными покрытиями С_з

»

20,18

31,88

5. Расчетная стоимость балки «в деле» без защиты от коррозии С_д

»

106

106

6. Нормативный срок строитель­ства объекта

лет

2

2

7. Срок службы здания Т_с

»

80

80

8. Затраты на капитальный ре­монт по табл. 2 прил. 12 С_к.р. = С_д0,55 +С_з1,25

руб.

83,53

98,15

9. Периодичность проведения капитальных ремонтов

лет

23

30

10. Затраты на возобновление антикоррозионной лакокрасоч­ной защиты по табл. 2 прил. 12 С_з.к. = С_з1,25

руб.

25,23

39,85

11. Периодичность возобновле­ния (срок службы) лакокрасоч­ной защиты

лет

4

7

12. Потери от простоя основного технологического оборудования во время проведения капиталь­ного ремонта железобетонной балки С_п.о

руб.

57,7

57,7

13. Количество балок на общую площадь проектируемого цеха А₂

шт.

100

100

Приведенные затраты, осуществляемые до начала эксплуатации по сравниваемым вариантам с учетом фактора времени и срока строительства объекта 2 года (a_t = 1,21) равны:

З_н1 = (2,88 + 106 + 20,18)×1,21 = 156,16 руб.

З_н2 = (4,56 + 106 + 31,88)×1,21 = 172,35 руб.

Приведенные затраты в процессе эксплуатации с учетом фактора времени при значениях 1/a_t, принимаемых по табл. 28, равны:

Для варианта 1

Количество капитальных ремонтов g_к.р. — 1 = 80/23—1 = 3, т.е. по табл. 28: 1/a₂₃ = 0,111; 1/a₄₆ = 0,012 и 1/a₆₉ = 0,002.

Затраты на капитальные ремонты, приведенные к началу эксплуатации: = 83,53 (0,111 + 0,012 + 0,002) = 83,53×0,125 = 10,44 руб.

Количество возобновлений лакокрасочных покрытий при сроке службы Т_з.к. = 4 годам: g_з.к. — 1 = 80/4 — 1 = 19.

Затраты на возобновление антикоррозионной защиты с учетом 1/a_t по табл. 28, приведенные к началу эксплуатации:

= 25,23 (0,683 + 0,466 + 0,318 + 0,217 + 0,148 + 0,101 + 0,069 + 0,047 + 0,032 + 0,022 + 0,015 + 0,01 + 0,007 + 0,004 + 0,002 +0,002 + 0,002 + 0,001 + 0,001) = 25,23×2,147 = 54,17 руб.

Сумма потерь от простоя технологического оборудования цеха во время капитальных ремонтов балки, приведенная к началу эксплуатации = 57,7 (0,111 + 0,012 + 0,002) = 57,7×0,125 = 7,21 руб.

Для варианта 2

Количество капитальных ремонтов g_к.р. — 1 = 80/30 — 1 = 2, т.е. по табл. 28 1/a₃₀ = 0,057 и 1/a₆₀ = 0,002.

Затраты на капитальные ремонты, приведенные к началу эксплуатации: = 98,l5 (0,057 + 0,002) = 5,79 руб.

Количество возобновлений лакокрасочной защиты g_з.к. — 1 = 80/7 ¾ 1 = 11.

Затраты на возобновление защиты, приведенные к началу эксплуатации, с учетом коэффициентов 1/a_t (по табл. 28 при Т_з.к. = 7 годам: = 39,85 (0,513 + 0,263 + 0,135 + 0,069 + + 0,035 + 0,018 + 0,009 + 0,004 + 0,002 + 0,001 + 0,001) = 39,85×1,05 = 41,84 руб.

Для облегчения и ускорения расчетов суммарные коэффициенты приведения разновременных затрат S1/a_t = m в зависимости от срока службы здания Т_с и срока службы антикоррозионной защиты Т_а.к. приведены в табл. 5 прил. 12.

В рассматриваемом случае при Т_с = 80 лет и Т_з.к. = 7 лет по табл. 5 прил. 12 m = 1,05.

Сумма потерь от простоя технологического оборудования = 57,7 (0,057 + 0,002) = 3,4 руб.

Таким образом, суммарные приведенные затраты по сравниваемым вариантам защиты по формуле (8) равны:

З₁ = 156,l6 + 10,44 + 54,17 + 7,21 = 227,98 руб.;

З₂ = 172,35 + 5,79 + 41,84 + 3,4 = 223,38 руб.

Экономический эффект на 1 балку

Э = З₁ ‑ З₂ = 227,98 — 223,38 = 4,6 руб., или 0,23 руб/м³ поверхности.

Экономический эффект на проектируемое здание цеха по формуле (1) при количестве балок 100 шт. составляет

Э_з.д. = (227,98 ‑ 223,38)×100 = 460 руб.

Пример 2. Требуется определить эффективность применения комплексной добавки в бетон, повышающей морозостойкость бетона и долговечность железобетонных конструкций.

Для повышения межремонтных сроков службы свайной эстакады морского причала рекомендуется при изготовлении свай применить комплексную добавку в бетон (50 % эмульсии ГКЖ-94 и сульфитно-дрожжевой бражки — СДБ).

Совместное введение в бетонную смесь кремнийорганического полимера ГКЖ-94 и пластификатора СДБ позволяет уменьшить водоцементное отношение при сохранении требуемой подвижности смеси, повысить морозостойкость бетона и долговечность железобетонных конструкций.

За исходный вариант принимается конструкция причала аналогичных размеров и прочности с опорами из железобетонных свай, изготавливаемых по традиционной технологии без введения добавок в бетон.

Исходные данные для расчета (на 100 м причала)

Расчеты проводятся по методическому материалу СЭВ (ММ 6-83) с использованием табл. 28 и прил. 12 настоящего Пособия.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 31.

Таблица 31

Наименование показателей

Единица измерения

Вариант 1 (без до­бавки)

Вариант 3 (с добав­кой)

Нормативный срок службы (эксплуатации) причала, Т_с

год

50

50

Период между началом строительства причальной эстакады и вводом ее в эксплуатацию

»

1

1

Капитальные вложения в химическую промышленность (на производство комплексной добавки), З_м(с)

руб.

—

97,59

Норматив для приведения разновременных затрат, Е

—

0,1

0,1

Расчетная себестоимость строительства причала, С_д

руз.

350606

351341

Периодичность капитальных ремонтов, Т_к.р

год

15

20

Затраты на один капитальный ремонт причала, С_к.р

руб.

78886

81752

Среднегодовые затраты на текущие ремонты, С_т.р

»

935

562

Расходы на 1 судносутки простоя сухогрузных судов универсального назначения

»

515

515

Продолжительность одного капитального ремонта

лет/сут

0,27/100

0,27/100

Годовой объем строительства причалов

м

500

500

1. Расчет приведенных затрат, осуществляемых до начала эксплуатации причала, производится по формуле (3) MM 6-83 при

a_t = l,l:

З_н1 = (350606 + 0)×1,1 = 385666,6 руб.;

З_н2 = (351341 + 97,59)×1,1 = 386582 руб.

2. Расчет приведенных затрат, осуществляемых при эксплуатации причала, производится по формуле (7) MM 6-83, табл. 28 и табл. 5 прил. 12 настоящего Пособия:

= 78886 (1/a₁₅ + 1/a₃₀ + 1/a₄₅) = 78886 (0,239 + 0,057 + 0,013) = 78886×0,309 = 24375,8 руб.;

= 81752 (1/a₂₀ + 1/a₄₀) = 81752 (0,148 + 0,022) = 81752×0,17 = 13897,8 руб.;

= 935×9,9 = 9256,5 руб. (табл. 5 прил. 12 при Т_с = 50 лет и Т_т.р = 1 году).

= 562×9,9 = 5563,8 руб. (табл. 5 прил. 12 при Т_с = 50 лет и Т_т.р = 1 году).

Потери от простоя судов при капитальных ремонтах причала:

= 0,15×515×100×0,309 = 2387 руб.;

= 0,15×515×100×0,17 = 1313,3 руб.

3. Суммарные приведенные затраты по сравниваемым вариантам на 100 м причала:

З₁ = 385666,6 + (24375,8 + 9256,5 +2387) =421685,9 руб.;

З₂ = 386582,5 + (13897,8 + 5563,8 +1313,3) = 407357,4 руб.

4. Годовой экономический эффект от применения комплексной добавки в бетон на 500 м причала

Э_г = (421685,9 — 407357,4)5 = 71642,5 руб.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1(1)

Группы агрессивных газов в зависимости от их вида и концентрации

Наименование

Концентрация, мг/м³, для групп газов

А

в

С

D

Углекислый газ

До 2000

Св. 2000

¾

¾

Аммиак

» 0,2

Св. 0,2 до 20

Св. 20

—

Сернистый ангидрид

До 0,5

Св. 0,5 до 10

Св. 10 до 200

Св. 200 до 1000

Фтористый водород

» 0,05

» 0,05 » 5

» 5 » 10

» 10 » 100

Сероводород

» 0,01

» 0,01 » 5

» 5 » 100

» 100

Оксиды азота*

» 0,1

» 0,1 » 5

» 5 » 25

» 25 » 100

Хлор

» 0,1

» 0,1 » 1

» 1 » 5

» 5 » 10

Хлористый водород

» 0,05

» 0,05 » 5

» 5 » 10

» 10 » 100

* Оксиды азота, растворяющиеся в воде с образованием растворов кислот.

Примечание. При концентрации газов, превышающей пределы, указанные в гр. «D» настоящей таблицы, возможность применения материала для строительных конструкций следует определять на основании данных экспериментальных исследований.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2(2)

Характеристика твердых сред

(солей, аэрозолей и пыли)

Растворимость твердых сред в воде и их гигроскопичность

Наиболее распространенные соли, аэрозоли, пыли

Малорастворимые

Силикаты, фосфаты (вторичные и третичные) и карбонаты магния, кальция, бария, свинца; сульфаты бария, свинца; оксиды и гидроксиды железа, хрома, алюминия, кремния

Хорошо растворимые малогигроскопичные

Хлориды и сульфаты натрия, калия, аммония; нитраты калия, бария, свинца, магния; карбонаты щелочных металлов

Хорошо растворимые гигроскопичные

Хлориды кальция, магния, алюминия, цинка, железа; сульфаты магния, марганца, цинка, железа; нитраты и нитриты натрия, калия, аммония; все первичные фосфаты; вторичный фосфат натрия; оксиды и гидроксиды натрия, калия

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Упругость паров воды над насыщенными водными растворами хорошо растворимых солей при 20°С

Наимено­вание рас­творов

Давление паров воды в

Равновесная относи­тельная

Раствори­мость в 100 г воды при

Гигро­скопич­ность

солей

Па

мм рт. ст.

влажность, %

20 °С

ZnCl₂

233,3

1,75

10

367

Гигроско­пичные

CaCl₂

819,9

6,15

35

74,5

»

Zn(NО₃)₂

981,2

7,36

42

118,8

»

NH₄NO₃

1565,2

11,74

67

192

Малогигро­скопичные

NaNO₃

1803,8

13,53

77

87,5

То же

NaCl

1817,2

13,63

78

35,9

»

NH₄Cl

1855,8

13,92

79

37,5

»

Na₂SO₄

1893,2

14,2

81

19,2

»

(NH₄)₂SO₄

1895,8

14,22

81

76,3

»

KCl

2005,2

15,04

86

34,4

»

CuSO₄

2086,5

15,65

89

76,4

»

ZnSO₄

2123,8

15,93

91

54,1

»

KNO₃

2167,8

16,26

93

31,6

»

K₂SO₄

2306,5

17,3

99

11,1

»

CaSО₄

¾

¾

¾

0,20

»

Примечание. При значениях относительной влажности воздуха, больших равновесной, на поверхности образуется конденсат.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

А. Метод определения эффективного коэффициента диффузии для углекислого газа в бетоне

Диффузионную проницаемость бетона определяют в зависимости от толщины нейтрализованного слоя и количества углекислого газа, поглощенного бетоном за время хранения образцов в камере с повышенным содержанием углекислого газа при заданной постоянной влажности бетона.

Диффузионная проницаемость бетона определяется на образцах, имеющих форму куба, призмы или пластины, минимальный размер рабочей грани которых должен быть не менее 7 см, а толщина — не менее 3 см. Образцы могут быть изготовлены в форме либо отобраны из конструкций. Количество образцов должно быть не менее 10. Образцы, предназначенные для испытаний, предварительно выдерживают в камере с относительной влажностью воздуха 75±3 % при температуре 20±5°С до установления постоянной массы, после чего изолируют со всех сторон, кроме одной рабочей грани, плотным покрытием, например из парафиноканифольной мастики.

Установка для проведения испытаний должна иметь постоянные параметры газовой среды: концентрацию СО₂ 10±0,5% по объему, относительную влажность воздуха 75±3 %, температуру 20±5°С. Возможные варианты установок для испытаний представлены в «Руководстве по определению диффузионной проницаемости бетона для углекислого газа» (НИИЖБ, М., 1974).

Образцы выдерживают в камере с углекислым газом не менее 7 сут. и не более того периода, в течение которого образец будет нейтрализован на половину своей толщины.

По истечении заданного срока образцы раскалывают в направлении, нормальном неизолированной грани. На поверхность скола пипеткой наносят 0,1 %-ный раствор фенолфталеина на этиловом спирте.

Мерной линейкой измеряют толщину слоя бетона от поверхности бетона до границы слоя, окрашенного в малиновый цвет. Измерения производят через 1 см по длине кромки образца.

Эффективный коэффициент диффузии углекислого газа в бетоне рассчитывают по формуле в см²/с

D = (m_oX²)/2Ct,

где m_o — Реакционная емкость бетона или объем газа, поглощенного единицей объема бетона; X — среднеарифметическая толщина нейтрализованного слоя бетона, см; С — концентрация углекислого газа в воздухе в относительных величинах по объему; t — продолжительность воздействия газа на бетон, с. Величину реакционной емкости m_o рассчитывают по формуле