Фундаментпроект Противопучинные материалы ОСПТ Reline Иоспа АВ

ОАО «Фундаментпроект» ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ АНТИКОРРОЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА НЕСУЩУЮ СПОСОБНОСТЬ СВАЙНЫХ ФУНДАМЕНТОВ В МЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ докладчик: нач. Лабораторного центра ОАО «Фундаментпроект» Иоспа А.В. В докладе использованы материалы подразделений ОАО «Фундаментпроект»: СИМГ, ОИГС, ОПОФ А также разработки Аксенова В.И. (Фундаментпроект), Иванова Е.С. (ВНИИК) Москва, 2016

Подавляющая часть грунтов слоя сезонного промерзания-протаивания обладает, в различной степени, пучинистыми свойствами. Для обеспечения несущей фундаментов в мерзлых грунтах способности чаще всего конструкции используются свайные (преимущественно, материал – горячекатанные стальные трубы, в некоторых регионах – железобетонные заводские сваи). Грунты сезонно-талого (сезонно-мерзлого) слоя часто являются агрессивными по отношению к материалу фундаментов. Многолетнемерзлые грунты Арктического побережья, Якутии нередко засолены, в засоленных мерзлых толщах встречаются криопэги. Такие грунты, нередко, имеют высокую коррозионную агрессивность по отношению к материалу свай и в мерзлом состоянии. Один из основных методов борьбы с коррозией свайных фундаментов – использование лакокрасочных и пленочных покрытий. Основным требованием к используемым для подземной части фундаментов покрытиям, помимо эффективности является долговечность. При проектировании фундаментов с использованием покрытий для расчета на действие касательных сил морозного пучения требуются значения удельных касательных сил пучения для используемых материалов. МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ И КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ СВАЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНЫХ КАСАТЕЛЬНЫХ СИЛ ПУЧЕНИЯ В последние годы на рынке появляется большое количество различных покрытий для ром при температуре от минус 1 до м антикоррозионной защиты металлических фундаментов, в том числе достаточно прочных долговечных для использования на подземных элементах фундаментов. Одной из форм проверки противопучинных свойств новых покрытий являлось проведение испытаний на срез по поверхности смерзания грунта с материалом фундамента (металлических плашек, покрытых лакокрасочным составом). СИМГ ОАО «Фундаментпроект» в период с 2008 г. по настоящее время было испытано около 20 систем покрытий на смерзание с различными грунтами (суглинки, пески мелкие), а также с цементно-песчаным раство инус 4 оС (для некоторых систем - до минус 7 оС).

Испытания проводились на приборах двухплоскостного среза конструкции В.Ф. Ермакова, модернизированных; Методика проведения испытаний – по ГОСТ 12248-2010 (96), Руководству по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов (НИИОСП, 1974). МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПЫТАННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ Составпокрытия Толщина общаямкм отпроизводителя Толщинаобщаямкм(Измеренная) Шероховатость,мкм Цвет Долговечность(условияХЛ1) Производитель 1 2 3 4 5 6 7 ГрунтАК070ЭмальХВ-124 280 41 Ra=2,53RZ=15,1 Шаровый 3-5лет РекомендованСНиП2.03.11-85 ГрунтХС-010Эмаль-785 280 23 Ra=6,3 RZ=27,9 Зелёный 3-5лет РекомендованСНиП2.03.11-85 ГрунтPU–ZinkPU-Combination100 310 276 Ra=7,0 RZ=28,8 Чёрный Неменее22лет ООО«Технохим»;ООО «СТИЛПЕЙНТ-РУ» ГрунтPU–ZinkПокрывнойслойPU–Zink 160 100 Ra=3,4 RZ=14,5 Серый Неменее 22лет ООО«Технохим»ООО «СТИЛПЕЙНТ-РУ» ГрунтPU–ZinkPU-Abrasiv 260 257 Ra= >100 RZ=>1000 Белый (поверхностьшероховатая) Неменее22лет ООО«Технохим»ООО«СТИЛПЕЙНТ-РУ» Цинотан Ферротан 290-320 308 Ra=7,8 RZ=46,7 Чёрныйнаждак Не менее15лет ЗАОНПХ«ВМП» Изолэп–primerИзолэп–mio 300-320 327 Ra=7,6RZ=26,6 Шаровый(гладкий) Не менее18лет ЗАОНПХ«ВМП» Изолэп–mastic 290-310 68 Ra=11,0 RZ=37,4 Шаровый (неровный) 12-18лет ЗАОНПХ«ВМП» Изолэп–mastic (ручнаяочистка) 290-320 188 Ra=4,9 RZ=19,6 Шаровый(неровный) Ручнаяочистка. 12-18лет ЗАОНПХ«ВМП» Цинотан+пол- тон-ур 290-320 230 Ra=2,0 RZ=8,0 Шаровый не мене24лет ЗАОНПХ«ВМП»

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПЫТАННЫХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ Составпокрытия Толщинаобщаямкмот производителя Толщинаобщаямкм(Измеренная) Шероховатость,мкм Цвет ДолговечностьУсловия(ХЛ1) Производитель «Армокот» (наоснове полисилоксановмодифицированных) 100-250 201 Ra=4,5 RZ=29,4 Белый Не менее25лет ЗАО«Морозовскийхимическийзавод» «Resicoat»R-726+R641эпоксидноепокрытие 700-1000 773 Ra=0,11 RZ=0,63 Бирюзовый Не менее25лет ООО«АкзоНобельлакокраска» «Primastic»2-х компонентнаяэпоксиднаямастика 170 166 Ra=1,45 RZ=6,15 Красно-тонированный Не менее25лет Группакомпаний «Йотун» Эмаль«Унипол»АЦсовместносСБЭl ll 220-260 170 Ra=1,6 RZ=9,1 Терракотовый Не менее15лет ЗАОНПК «Коррзащита» Марка«Reline»(Термоусаживаемыйполимер) 700-1000 970 Ra=0,97 RZ=5,4 Чёрный(гладкий) Неменее25лет ЗАО«Уральский заводполимерных технологий»«Маяк» Марка «Акрус-Терма» 50-100 142 Ra=3,5 RZ=17,7 Шаровый Неменее10лет ООО «Антикоррозионные защитныепокрытия» Акрус-эпокс(грунт-эмаль), акрус-полиур(эмаль) 200 247 Ra=0,45 RZ=2,2 Белый Неменее10лет ООО «Антикоррозионныезащитныепокрытия» Акрус-уралкидфест(грунт), акрус-уралкид(эмаль) 150 202 Ra=0,8 RZ=3,8 Серый Неменее15лет ООО «Антикоррозионныезащитныепокрытия» Сталь09Г2С,сталь20 Безпокрытия Послефрезерования 15 Ra=1,6-6,3 RZ=15,7-27,8 ОАО «Фундаментпроект»

для которых механического характерно износа проведении Покрытия, проявление (истончение нескольких покрытия) циклов при не могут быть рекомендованы для использования; Параметры шероховатости после проведения испытаний для ряда покрытий также изменяются; Большая часть испытанных покрытий снижает силы смерзания, и соответственно, касательные силы пучения на 30-50% по сравнению со сталью без покрытия; Покрытия по-разному ведут себя при различных отрицательных температурах. Так, есть покрытия, эффективность снижения сил смерзания которых зависит от температуры испытаний Покрытия имеют различную эффективность в зависимости от разновидности грунта (песок, глинистый грунт, ЦПР) Для покрытия производства ЗАО «УЗПТ Маяк» были проведены сравнительные свайные испытания с покрытием и без него и получена хорошая (до 10%) сходимость с результатами лабораторного моделирования. y = -0,0406x + 0,006 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 -4,5 -4 -3,5 -3 -2,5 -2 -1,5 -1 0 -0,5 Смерзание грунт – покрытие 4 y = -0,0038x2 - 0,0605x + 0,0343 Смерзание грунт - сталь Raf, MPa T, oC АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

В 2014г. ОАО «Фундаментпроект» провел лабораторные и натурные испытания свай «СМОТ», покрытых оболочками противопучинистыми термоусаживаемыми ОСПТ «Reline». Сваи являются совместной разработкой ЗАО «ОЗСК», ЗАО «УЗПТ Маяк» при участии специалистов ОАО «Фундаментпроект» Результаты лабораторных испытаний полностью (расхождение результатов по нормативным величинам менее 10%) совпали с результатами испытаний натурных свай (всего проведено 4 испытания натурных свай с покрытием и более 20 лабораторных испытаний) Коэффициент эффективности данного покрытия 0,6, (по СРАВНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕВЫХ И ЛАБОРАТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ отношению к результатам, полученным для сваи без покрытия (труба стальная горячекатанной поверхности) Заключение Предпринятое нами исследование показало, что практически все испытанные покрытия обеспечивают снижение прочности смерзания в 20-48%. Эти результаты могут учитываться при расчете свай на морозное пучение в качестве одного из вариантов противопучинных мероприятий, а также при расчете несущей способности свай в коррозионно агрессивных многолетнемерзлых грунтах. Выполненный анализ характеристик испытанных покрытий показал необходимость проведения контроля качества защитных покрытий и оценку скорости коррозии металла (особенно в верхней части свайного фундамента, находящейся в деятельном слое) в процессе эксплуатации сооружений.

5 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Руководство по эффективным способам устройства свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах в нефтегазовом строительстве / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова. М.: ИКЦ ПФ, 2005. ГОСТ 9.602-2005 «Единая система защиты от коррозии и старения. Сооружения подземные. Общие требования защиты от коррозии». М.: Стандартинформ, 2006. Егоров В.В., Елисеев Ю.Г., Иванов В.С. Подбор и исследование систем лакокрасочных материалов, обеспечивающих эффективную противокоррозионную защиту стальных свайных фундаментов с учётом требований по шероховатости материалов. Научно-технический отчёт по договору №03/1/10 от 22.03.2010г. М.: ООО «Технохим», 2010. Рекомендации по применению кремнийорганических соединений в борьбе с морозным выпучиванием фундаментов/НИИОСП им.Н.М.Герсеванова.Стройиздат, 1974 Руководство по определению физических, теплофизических и механических характеристик мерзлых грунтов. М.: Стройиздат, 1973. ГОСТ 12248-2010 «Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости». М.: Стандартинформ, 2011. Информационная электроизмерительная диагностическая система KrioLab для прочностных испытаний. Сертификат соответствия № РОСС Ru.МЕ 20, НО 2286. Защита от коррозии металлических и железобетонных мостовых конструкций методом окрашивания. Овчинников И.Г., Иванов Е.С., и др. Саратов, 2014