《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046-2008

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1总 则

1 总 则


1.0.1 为保证受腐蚀性介质作用的工业建筑物、构筑物在设计使用年限内的正常使用,特制定本规范。

1.0.2 本规范适用于受腐蚀性介质作用的工业建筑物和构筑物防腐蚀设计。

1.0.3 工业建筑防腐蚀设计应遵循预防为主和防护结合的原则,根据生产过程中产生介质的腐蚀性、环境条件、生产操作管理水平和施工维修条件等,因地制宜,区别对待,综合选择防腐蚀措施。对危及人身安全和维修困难的部位,以及重要的承重结构和构件应加强防护。

1.0.4 工业建筑防腐蚀设计,除应符合本规范的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术 语

2 术 语


2.0.1 腐蚀性分级 corrosiveness classification

    在腐蚀性介质长期作用下,根据其对建筑材料劣化的程度,即外观变化、重量变化、强度损失以及腐蚀速度等因素,综合评定腐蚀性等级,并划分为:强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀4个等级。

2.0.2 防护层使用年限 service life of protective layer

    在合理设计、正确施工和正常使用和维护的条件下,防腐蚀地面、涂层等防护层预估的使用年限。

2.0.3 树脂玻璃鳞片胶泥 resin-bonded glass flake mastic

    以树脂为胶结料,加入固化剂、玻璃鳞片和各种助剂、填料等,配制而成的、可采用刮抹施工的混合材料。

2.0.4 密实型水玻璃类材料 dence type water glass bonded materials

    抗渗等级大于或等于1.2MPa的水玻璃耐酸胶泥、砂浆、混凝土等材料。

2.0.5 树脂细石混凝土 resin fine aggregate concrete

    以树脂为胶结料,加入固化剂和耐酸集料等配制而成的细石混凝土。

3基本规定

3.1 腐蚀性分级

3.1 腐蚀性分级


3.1.1 腐蚀性介质按其存在形态可分为气态介质、液态介质和固态介质;各种介质应按其性质、含量和环境条件划分类别。

    生产部位的腐蚀性介质类别,应根据生产条件确定。

3.1.2 各种介质对建筑材料长期作用下的腐蚀性,可分为强腐蚀、中腐蚀、弱腐蚀、微腐蚀4个等级。

    同一形态的多种介质同时作用同一部位时,腐蚀性等级应取最高者。

3.1.3 环境相对湿度应采用构配件所处部位的实际相对湿度;生产条件对环境相对湿度影响较小时,可采用工程所在地区的年平均相对湿度;经常处于潮湿状态或不可避免结露的部位,环境相对湿度应取大于75%。

3.1.4 常温下,气态介质对建筑材料的腐蚀性等级应按表3.1.4确定。

 

 

3.1.5 常温下,液态介质对建筑材料的腐蚀性等级应按表3.1.5确定。

3.1.6 常温下,固态介质(含气溶胶)对建筑材料的腐蚀性等级应按表3.1.6确定。

    当固态介质有可能被溶解或易溶盐作用于室外构配件时,腐蚀性等级应按本规范第3.1.6条确定。

 

3.1.7 地下水、土对建筑材料的腐蚀性等级,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定确定。

3.1.8 建筑物和构筑物处于干湿交替环境中的部位,应加强防护。

3.1.9 微腐蚀环境可按正常环境进行设计。

3.2 总平面及建筑布置

3.2 总平面及建筑布置


3.2.1 总平面布置中,宜减少相邻装置或工厂之间的腐蚀影响。生产过程中大量散发腐蚀性气体或粉尘的生产装置,应布置在厂区全年最小频率风向的上风侧。

3.2.2 生产或储存腐蚀性溶液的大型设备,宜布置在室外,并不宜邻近厂房基础。储罐、储槽的周围宜设围堤,酸储罐、酸储槽的周围应设围堤。

3.2.3 淋洒式冷却排管宜布置在室外,位于建筑物全年最小频率风向的上风侧。冷却水池壁外缘距离建筑物外墙面不应小于4m。

3.2.4 在有利于减轻腐蚀、防止腐蚀性介质扩散和满足生产及检修要求的前提下,建筑的形式以及设备、门窗的布置,应有利于厂房的自然通风;设备、管道与建筑构配件之间的距离,应满足防腐蚀工程施工和维修的要求。

3.2.5 控制室和配电室不得直接布置在有腐蚀性液态介质作用的楼层下;其出入口不应直接通向产生腐蚀性介质的场所。

3.2.6 生产或储存腐蚀性介质的设备,宜按介质的性质分类集中布置,并不宜布置在地下室。

3.2.7 建筑物或构筑物局部受腐蚀性介质作用时,应采取局部防护措施。

3.2.8 输送强腐蚀介质的地下管道,应设置在管沟内;管沟与厂房或重要设备的基础的水平净距离,不宜小于1m。

3.2.9 穿越楼面的管道和电缆,宜集中设置。不耐腐蚀的管道或电缆,不应埋设在有腐蚀性液态介质作用的底层地面下。

4结 构

4.1 一般规定

4.1 一般规定


4.1.1 在腐蚀环境下,结构设计应符合下列规定:

    1 根据各类材料对不同介质的适应性,合理选择结构材料。

    2 结构类型、布置和构造的选择,应有利于提高结构自身的抗腐蚀能力,能有效地避免腐蚀性介质在构件表面的积聚或能够及时排除,便于防护层的设置和维护。

    3 当某些次要构件的设计使用年限不能与主体结构的设计使用年限相同时,应设计成便于更换的构件。

4.1.2 在腐蚀环境下,超静定结构构件的内力不应采用塑性内力重分布的分析方法。

4.2 混凝土结构

4.2 混凝土结构


4.2.1 混凝土结构及构件的选择,应符合下列规定:

    1 框架宜采用现浇结构。

    2 屋架、屋面梁和工作级别等于或大于A4的吊车梁,宜选用预应力混凝土结构。

    3 腐蚀性等级为强、中时,柱截面宜采用实腹式,不应采用腹板开孔的工形截面。

4.2.2 预应力混凝土结构的设计应符合下列规定:

    1 腐蚀性等级为强、中时,宜采用先张法或无粘结预应力混凝土结构。

    2 预应力混凝土结构应采用整体结构,不应采用块体拼装式结构。

    3 无粘结预应力混凝土结构中,无粘结预应力锚固系统应采用连续封闭的防腐蚀体系。

    4 先张法预应力混凝土构件不应采用直径小于6mm的钢筋和钢丝作预应力筋。用于预应力混凝土构件的钢绞线,单丝直径不应小于4mm。

    5 后张法预应力混凝土结构应采用密封和防腐蚀性能优良的孔道管,不应采用抽芯成形孔道和金属套管。

    6 后张法预应力混凝土结构的锚固端,宜采用埋入式构造。

4.2.3 在腐蚀环境下,结构混凝土的基本要求应符合表4.2.3的规定。

4.2.4 钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件的裂缝控制等级和最大裂缝宽度允许值,应符合表4.2.4的规定。

4.2.5 钢筋的混凝土保护层最小厚度,应符合表4.2.5的规定。

    后张法预应力混凝土构件的预应力钢筋保护层厚度为护套或孔道管外缘至混凝土表面的距离,除应符合表

4.2.5的规定外,尚应不小于护套或孔道直径的1/2。

4.2.6 当楼板上的管道、设备留孔有可能受泄漏液态介质或有冲洗水作用时,孔洞的边梁与孔洞边缘的距离不宜小于200mm。

    当工艺要求必须将边梁布置在孔洞边缘时,梁底面及侧面应按本规范第5.2.7条的规定进行防护。

4.2.7 主要承重构件的纵向受力钢筋直径不宜小于16mm。

4.2.8 浇筑在混凝土中并部分暴露在外的吊环、支架、紧固件、连接件等预埋件,宜与受力钢筋隔离。需在梁上设置起重吊点时,应预埋耐腐蚀套管。

4.2.9 混凝土结构外露的钢制预埋件、连接件的防护,应根据腐蚀性等级、重要性和检查维修困难程度分别采取以下措施:

    1 采用树脂或聚合物水泥的混凝土包裹,混凝土的厚度30~50mm。

    2 采用树脂或聚合物水泥的砂浆抹面,砂浆的厚度10~20mm。

    3 采用树脂玻璃鳞片胶泥防护,胶泥的厚度1~2mm。

    4 采用防腐蚀涂层防护,涂层的厚度200~320μm。

    5 改用耐腐蚀金属制作。

4.2.10 先张法外露的预应力筋应采用树脂或聚合物水泥的混凝土进行封闭,保护层厚度不应小于50mm。

    后张法预应力混凝土的锚固端,当采用暴露式布置时,应采用树脂或聚合物水泥的混凝土包裹,保护层厚度不小于50mm,且锚固端部位应防止腐蚀性介质和水积聚。

4.3 钢 结 构

4.3 钢 结 构


4.3.1 腐蚀性等级为强、中时,桁架、柱、主梁等重要受力构件不应采用格构式和冷弯薄壁型钢。

4.3.2 钢结构杆件截面的选择,应符合下列规定:

    1 杆件应采用实腹式或闭口截面,闭口截面端部应进行封闭;对封闭截面进行热镀浸锌时,应采取开孔防爆措施。

    2 腐蚀性等级为强、中时,不应采用由双角钢组成的T形截面或由双槽钢组成的工形截面;腐蚀性等级为弱时,不宜采用上述T形或工形截面。

    3 当采用型钢组合的杆件时,型钢间的空隙宽度应满足防护层施工和维修的要求。

4.3.3 钢结构杆件截面的厚度应符合下列规定:

    1 钢板组合的杆件,不小于6mm。

    2 闭口截面杆件,不小于4mm。

    3 角钢截面的厚度不小于5mm。

4.3.4 门式刚架构件宜采用热轧H型钢,当采用T型钢或钢板组合时,应采用双面连续焊缝。

4.3.5 网架结构宜采用管形截面、球型节点,并应符合下列规定:

    1 腐蚀性等级为强、中时,应采用焊接连接的空心球节点。

    2 当采用螺栓球节点时,杆件与螺栓球的接缝应采用密封材料填嵌严密,多余螺栓孔应封堵。

4.3.6 不同金属材料接触的部位,应采取隔离措施。

4.3.7 桁架、柱、主梁等重要钢构件和闭口截面杆件的焊缝,应采用连续焊缝。角焊缝的焊脚尺寸不应小于8mm;当杆件厚度小于8mm时,焊脚尺寸不应小于杆件厚度。

    加劲肋应切角;切角的尺寸应满足排水、施工维修要求。

4.3.8 焊条、螺栓、垫圈、节点板等连接构件的耐腐蚀性能,不应低于主体材料。螺栓直径不应小于12mm。垫圈不应采用弹簧垫圈。螺栓、螺母和垫圈应采用热镀浸锌防护,安装后再采用与主体结构相同的防腐蚀措施。

4.3.9 高强螺栓构件连接处的接触面的除锈等级,不应低于Sa2·1/2,并宜涂无机富锌涂料;连接处的缝隙,应嵌刮耐腐蚀密封膏。

4.3.10 钢柱柱脚应置于混凝土基础上,基础顶面宜高出地面不小于300mm。

4.3.11 当腐蚀性等级为强时,重要构件宜选用耐候钢制作。

4.4 钢与混凝土组合结构

4.4 钢与混凝土组合结构


4.4.1 在腐蚀环境下,不应采用下列结构:

    1 钢与混凝土组合的屋架和吊车梁。

    2 以压型钢板为模板兼配筋的混凝土组合结构。

4.4.2 当采用钢与混凝土的组合梁结构时,应符合下列规定:

    1 可用于气态介质的弱腐蚀环境,且楼面无液态介质作用。

    2 混凝土翼板与钢梁的结合处应密封。

4.5 砌体结构

4.5 砌体结构


4.5.1 承重砌体结构的材料选择,应符合下列规定:

    1 砖砌体宜采用烧结普通砖、烧结多孔砖,强度等级不宜低于MU15。

    2 砌块砌体应采用混凝土小型空心砌块,强度等级不宜低于MU10。

    3 砌筑砂浆宜采用水泥砂浆,强度等级不应低于M10。

4.5.2 承重砌体结构的设计应符合下列规定:

    1 受大量易溶固态介质作用且干湿交替时,不应采用砌体结构 。

    2 腐蚀性等级为强、中时,不应采用独立砖柱。

    3 腐蚀性等级为强、中时,不应采用多孔砖和混凝土空心砌块。

    4 对钢的腐蚀性等级为强、中时,不应采用配筋砌体构件。

4.6 木 结 构

4.6 木 结 构


4.6.1 木结构用材宜选用针叶材,有条件时亦可选用胶合木。

4.6.2 木结构的连接件宜采用非金属耐腐蚀材料或耐腐蚀金属材料制作。

4.7 地 基

4.7 地 基


4.7.1 污染土的勘察,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定进行评价。

    当地基土存在溶陷性、盐胀性时,应按现行国家行业标准《盐渍土地区建筑规范》SY/T 0317的有关规定进行评价。

    当拟建生产装置的泄漏介质可能对污染土产生影响时,应进行评估。

4.7.2 已污染或可能污染场地的地基处理方法,应符合下列规定:

    1 当土中含有氢离子或硫酸根离子介质时,不应采用灰土垫层、石灰桩、灰土挤密桩等加固方法。

    2 当土中含有腐蚀性液态介质时,垫层材料不应采用矿渣、粉煤灰。

    3 当土中含有酸性液态介质时,振冲桩、砂石桩的填料不应采用碳酸盐类材料。

    4 当污染土对水泥类材料的腐蚀性等级为强、中时,不宜采用水泥粉煤灰碎石桩、夯实水泥土桩、水泥土搅拌法等含有水泥的加固方法。但硫酸根离子介质腐蚀时,可采用抗硫酸盐硅酸盐水泥。

    5 当土中含有酸性介质或硫酸盐类介质时,不应采用碱液法。

    6 污染土或地下水的pH值小于7,或生产过程中有碱性溶液作用时,不应采用单液硅化法。

4.7.3 当污染土层厚度不大,且溶陷性或盐胀性较大时,宜采用换土垫层法;垫层材料宜采用非污染土或砂石类材料。

    当污染土层较厚、采用换土垫层法不合理时,可采用桩基础或墩式基础穿越污染土层。

4.8 基 础

4.8 基 础


4.8.1 基础、基础梁的腐蚀性等级,应按下列规定确定:

    1 位于受污染的场地时,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定确定。

    2 生产过程中泄漏的介质对基础、基础梁的腐蚀性等级,可按本规范表3.1.5降低一级确定。

    3 当污染土、地下水和生产过程中泄漏的介质共同作用时,应按腐蚀性等级高的确定。

4.8.2 基础材料的选择应符合下列规定:

    1 基础应采用素混凝土、钢筋混凝土或毛石混凝土。

    2 素混凝土和毛石混凝土的强度等级不应低于C25。

    3 钢筋混凝土的混凝土强度等级宜符合本规范表4.2.3的要求。

4.8.3 基础的埋置深度应符合下列规定:

    1 生产过程中,当有硫酸、氢氧化钠、硫酸钠等介质泄漏作用,能使地基土产生膨胀时,埋置深度不应小于2m。

    2 生产过程中,当有腐蚀性液态介质泄漏作用时,埋置深度不应小于1.5m。

4.8.4 基础附近有腐蚀性溶液的储槽或储罐的地坑时,基础的底面应低于储槽或地坑的底面不小于500mm。

4.8.5 基础应设垫层。基础与垫层的防护要求应符合表4.8.5—1的规定,基础梁的防护要求应符合表4.8.5—2的规定。

4.8.6 采用掺入抗硫酸盐的外加剂、钢筋阻锈剂、矿物掺和料的混凝土,其性能满足防腐蚀要求时,可用于制作垫层、基础、基础梁,并可不做表面防护。

4.8.7 地沟穿越条形基础时,基础应留洞,洞边应加强防护。

4.9 桩基础

4.9 桩基础


4.9.1 污染土和地下水对钢筋混凝土桩和预应力混凝土桩的腐蚀性等级,应按现行国家标准《岩土工程勘察规范》GB 50021的有关规定确定。

4.9.2 桩基础的选择宜符合下列规定:

    1 腐蚀环境下宜选用预制钢筋混凝土桩。

    2 腐蚀性等级为中、弱时,可采用预应力混凝土管桩或混凝土灌注桩。

4.9.3 桩承台的埋深不宜小于2.5m;当承台埋深小于2.5m时,桩身处于2.5m以上的部位宜加强防护。

4.9.4 混凝土桩基础的结构设计应符合下列规定:

    1 预制钢筋混凝土桩的混凝土强度等级不应低于C40,水灰比不应大于0.4;腐蚀性等级为中、弱时,抗渗等级不应低于S8;腐蚀性等级为强时,抗渗等级不应低于S10;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于45mm。

    2 预应力混凝土管桩的混凝土强度等级不应低于C60,抗渗等级不应低于S10;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于35mm;桩尖宜采用闭口型。

    3 混凝土灌注桩的混凝土强度等级不应低于C35,水灰比不宜大于0.45,抗渗等级不应低于S8;钢筋的混凝土保护层厚度不应小于55mm。

4.9.5 混凝土桩身的防护应符合表4.9.5的规定。

3 在预应力混凝土管桩中,不得采用亚硝酸盐类的阻锈剂。

    4 桩身涂刷防腐蚀涂层的长度,应大于污染土层的厚度。

    5 当有两类介质同时作用时,应分别满足各自防护要求,但相同的防护措施不叠加。

    6 在强腐蚀环境下必须选用预应力混凝土管桩时,应经试验论证,并采取可靠措施,确能满足防腐蚀要求时方可使用。

    7 表中“一”表示不应采用此类防护措施。

4.9.6 混凝土预制桩应减少接桩数量,接头宜位于非污染土层中。

    预制钢筋混凝土桩和预应力混凝土管桩的接桩,可采用焊接接桩或法兰接桩;预应力混凝土管桩的接桩也可采用机械啮合接头接桩或机械快速螺纹接桩。

    位于污染土层中的桩接头,接桩钢零件应涂刷防腐蚀耐磨涂层或增加钢零件厚度的腐蚀裕量不小于2mm,有条件时也可采用热收缩聚乙烯套膜保护。

4.9.7 当桩的表面涂有防腐蚀涂料时,桩的竖向极限承载力应通过试验确定;在确定承载力时,亦可不计入涂层范围内的桩侧阻力。

4.9.8 桩基承台的垫层和表面防护,应符合本规范表4.8.5—1的规定。

5建筑防护

5.1 地 面

5.1 地 面


5.1.1 地面面层材料应根据腐蚀性介质的类别及作用情况、防护层使用年限和使用过程中对面层材料耐腐蚀性能和物理力学性能的要求,结合施工、维修的条件,按表5.1.1选用,并应符合下列规定:

    1 整体面层材料、块材及灰缝材料,应对介质具有耐腐蚀性能。常用面层材料在常温下的耐腐蚀性能宜按本规范附录A确定。

    2 有大型设备且检修频繁和有冲击磨损作用的地面,应采用厚度不小于60mm的块材面层或水玻璃混凝土、树脂细石混凝土、密实混凝土等整体面层。

    设备较小和使用小型运输工具的地面,可采用厚度不小于20mm的块材面层或树脂砂浆、聚合物水泥砂浆、沥青砂浆等整体面层。

    无运输工具的地面可采用树脂自流平涂料或防腐蚀耐磨涂料等整体面层。

    3 树脂砂浆、树脂细石混凝土、沥青砂浆、水玻璃混凝土和涂料等整体面层以及采用沥青胶泥砌筑的块材面层,不宜用于室外。

    4 面层材料应满足使用环境的温度要求;树脂砂浆、树脂细石混凝土、沥青砂浆和涂料等整体面层,不得用于有明火作用的部位。

    5 操作平台可采用玻璃钢格栅地面。

 

5.1.2 地面面层厚度和使用年限宜符合表5.1.2的规定。

5.1.3 块材面层的结合层材料,应符合表5.1.3的规定。

5.1.4 地面隔离层的设置,应符合下列规定:

    1 受腐蚀性