По результатам оценки технического состояния опор эстакад ряда промышленных предприятий установлено, что большая часть строительных конструкций эстакад находится в ограниченно-работоспособном, либо аварийном состоянии, т.е., не отвечают требованиям промышленной безопасности. Основным повреждением указанных конструкций являются разрушения защитных слоев бетона и значительная коррозия стальной арматуры, см. рис.1 (отдельные опоры имеют выраженные зоны коррозионного разрушения бетона ядра сечения).

Основной причиной ускоренного износа строительных конструкций эстакад являются дефекты защитного слоя [2], заложенные, как на стадии изготовления конструкции, так и вследствие нарушения норм эксплуатации (не обеспечивалось проведение профилактических работ по защите стальных и железобетонных конструкций от воздействия агрессивной воздушной среды промышленного предприятия [1], а также не учитывались  все силовые факторы, воздействующие на конструкции).

Рис.1. Характерное повреждение железобетонных конструкций эстакад

Учитывая, что величина защитного слоя отдельных, аналогично поврежденных опор, соответствовала требованию норм [2]  и проектов, для определения причин коррозионного повреждения конструкций, было произведено испытание бетона опор на водонепроницаемость. По результатам контроля установлено, что марка бетона по водонепроницаемости значительно ниже W2 (согласно [1] бетон железобетонных конструкций зданий и сооружений с агрессивными средами следует принимать марки по водонепроницаемости W4 и выше).

Указанное обстоятельство предопределило увеличенную скорость накопления коррозионного износа конструкций.

Согласно нормативному документу [1], при проектировании бетонных и железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивной среде, их коррозионную стойкость следует обеспечивать применением коррозионно-стойких материалов, добавок, повышающих коррозионную стойкость бетона и его защитную способность для стальной арматуры, снижением проницаемости бетона технологическими приемами, установлением требований к категории трещиностойкости, ширине расчетного раскрытия трещин, толщине защитного слоя бетона. В случае недостаточной эффективности названных выше мер должна быть предусмотрена защита поверхности конструкции:

- лакокрасочными покрытиями;

- оклеечной изоляцией из листовых и пленочных материалов;

- облицовкой, футеровкой или применением изделий из керамики, шлакоситалла, стекла, каменного литья, природного камня;

- штукатурными покрытиями на основе цементных, полимерных вяжущих, жидкого стекла, битума;

- уплотняющей пропиткой химически стойкими материалами.

Выводы и рекомендации:

1. Учитывая, тот факт, что полученные значения по водонепроницаемости значительно ниже марки W2 считаем необходимым, при проведении плановых ремонтов железобетонных стоек эстакад, предусматривать сплошную гидрофобизацию указанных конструкций в соответствии с требованиями нормативных документов, т.е., в качестве обработки поверхности до нанесения грунтовочного слоя под лакокрасочные покрытия.
2. Защита железобетонных конструкций от агрессивного воздействия производственной среды путем гидрофобизации, позволит значительно увеличить остаточный ресурс строительных конструкций, увеличить межремонтные интервалы и повысить уровень промышленной безопасности.

К экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений предъявляются такие требования как независимость и объективность, полнота и всесторонность исследований. Процесс проведения экспертизы  достаточно сложен, один из наиболее ответственных моментов это анализ имеющейся документации, как правило заключается в анализе большого объема информации о том или ином здании (сооружении): срок и условия эксплуатации, характеристика материалов, предшествующие ремонты, реконструкции объекта и т.п. Не менее ответственный момент это проведению натурных обследований, испытаниям материалов, с применением неразрушающих и разрушающих методов контроля.   За этим трудоемким процессом стоит достижение главного результата – оценка соответствия объекта, предъявляемым требованиям промышленной безопасности. Экспертное заключение оформляется в соответствии с требованиями действующих НТД и должно содержать результаты проведения обследования, их анализ,  в совокупности с выводами о том, соответствует, либо не соответствует то или иное здание (сооружение) требованиям промышленной безопасности.

Согласно Приказу [4] экспертиза промышленной безопасности зданий и сооружений проводится в следующих случаях:

•        Истечение срока эксплуатации зданий и сооружений, который установлен в проектной документации;

•        Отсутствие проектной документации, либо в проектной документации нет никаких данных относительно сроков эксплуатации зданий и сооружений;

•        После аварии на опасном производственном объекте, когда были повреждены несущие конструкции;

•        Истечение сроков безопасной эксплуатации, которые установлены заключениями экспертизы;

•        Возникновение сверхнормативных деформаций конструкций зданий и сооружений.

В данной статье хотели бы остановится на экспертизе промышленной безопасности зданий и сооружений после аварии, когда были повреждены несущие конструкции.

Несмотря на возросший, в последние десятилетия,  уровень безопасности на предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, данная отрасль все еще являются одной из главных источников пожаро- и взрывоопасности в промышленном секторе.

При этом особенностью техногенных аварий являются так называемые «углеводородные пожары», который по сравнению с рассматриваемыми нормами (ГОСТ 30247.0-94, [1]) более «легкими» (по условиям температурного воздействия) «целлюлозными пожарами» характеризуются стремительным ростом температуры – ~950°С в течение первых 5 минут и ~1105°C в течение 1 часа.

Вместе с тем на многих предприятиях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, вводимых в эксплуатацию более полувека назад, модернизация затрагивала преимущественно технологическую часть. Строительные конструкции реконструкция затрагивает в меньшей степени, а качеству ремонтных работ, в случае незначительных повреждений, не уделяется должного внимания. В результате чего большой объем строительных конструкций имеет повреждения, снижающие их эксплуатационные параметры, что подтверждается результатами экспертиз промышленной безопасности строительных объектов.

Наличие таких повреждений железобетонных конструкций, как повреждения защитных слоев бетона с частичным оголением арматуры существенно не влияют на несущую способность конструкций и зачастую данные повреждения не устраняются в течение длительного времени, до тех пор, пока коррозионные повреждения не будут влиять на обеспечение работоспособности конструкций.

Однако, в случае возникновения пожаров, в особенности углеводородных, данные повреждения являются критическими. Температурные воздействия ~1000°C на незащищенную рабочую арматуру несущих железобетонных конструкций приводят к значительному снижению ее прочности [2], и соответственно являются причинами разрушений железобетонных конструктивных элементов имеющих достаточно высокую огнестойкость в проектом, бездефектном, состоянии.

В рамках проведения экспертиз промышленной безопасности после технологических аварий на ряде предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности было проанализировано техническое состояние несущих железобетонных конструкций  располагаемых в  зонах инцидентов.

По результатам анализа установлено, что большинство конструкций, потерявших несущую способность в процессе инцидента, имели разрушения защитных слоев бетона, сформированные до пожара, а также были восстановлены при ранее проведенных ремонтных работах некачественными ремонтными составами,  либо с нарушением технологии (при температурном воздействии ремонтные составы быстро теряли адгезию с «основным бетоном» конструкций, вследствие чего оголялась арматура). Деформация арматуры в зоне поврежденного защитного слоя бетона после пожара показана на рис.1.

Рис.1 Фрагмент балки перекрытия в зоне повреждения арматуры

Выводы и рекомендации на основании полученных результатов:

1. Для обеспечения надежности и долговечности железобетонных строительных конструкций промышленно опасных объектов рекомендуется своевременно устранять (восстанавливать) повреждения защитных слоев бетона. Как видно из примеров даже незначительное повреждение конструкции может привести в случае аварии к серьезным разрушениям зданий и сооружений.
2. Ремонтно-восстановительные работы вести в соответствии с рекомендациями экспертов используя материалы и технологии,  обеспечивающие высокую адгезию ремонтных составов с «основным» бетоном конструкции, а также предусматривающие нейтрализацию коррозионных процессов арматуры.

Своевременное выполнение указанных ремонтно-восстановительных работ значительно повысит безопасность объектов в случае возникновения пожаров и существенно снизит затраты на восстановление после инцидентов.