Емкость для воды из монолитного бетона
Какие недостатки есть при эксплуатации железобетонных резервуаров?
В Российской Федерации, как и остальных государствах постсоветского пространства, запасы воды питьевого или хозяйственного предназначения часто хранятся в железобетонных резервуарах. Большую роль в их распространении сыграли рекомендации, данные в нормативной базе по применению железобетона в сооружениях. К тому же стоимость сооружения резервуаров из армированного бетона и по сей день остается весьма привлекательной. Но многим не известно, что при изначально более низкой цене железобетонных резервуаров их дальнейшая эксплуатация сопровождается большими расходами на осмотр, обслуживание, устранение утечек, ремонт. Причем нередко эти расходы не просто сопоставимы с ценой резервуара, а даже превосходят ее во много раз.
Все резервуары из железобетона обладают общим конструктивным недостатком – вокруг них делается обваловка, наличие которой не дает нормально осматривать резервуары, оценивать состояние их стенок и соединений составляющих их панелей. При обнаружении дефектов обваловка затрудняет проведение ремонтных работ и увеличивает их стоимость. Данные, основанные на опыте эксплуатации резервуаров из железобетона, свидетельствуют, что это дефекты, через которые идет утечка хранимой жидкости.
Железобетонные резервуары для хранения питьевой воды – это строения из монолитного армированного бетона порядка 5 м глубиной. Сборные колонны из железобетона служат опорами для безбалочного плоского перекрытия. Внутри железобетонные перегородки делят резервуар на отдельные секции. На практике принято полностью или частично заглублять железобетонные резервуары в землю, защищая их сверху от замораживания 1-метровым слоем грунта.
Чаще других в обследовании нуждаются резервуары для питьевой воды и отстойники водопроводных станций. Попадание внутрь резервуаров грунтовых вод запрещено по санитарным нормам. Если воды из резервуара будет вытекать в грунт, это приведет к повреждению его основания.
Если плановые освидетельствования и осмотры железобетонных резервуаров будут проводиться несвоевременно и некачественно, увеличится риск расширения имеющихся и образования новых недостатков, особенно в местах, недоступных для простого визуального осмотра. Невнимательность или недостаточная компетенция специалистов, проводящих обследование и осмотр, приводит к игнорированию таких участков. Со временем повреждения увеличиваются в размерах, утечка хранимой жидкости возрастает, негативно влияя на окружающую экологию и технологические процессы. В процессе эксплуатации на выполненные из железобетона конструкции резервуаров оказывает влияние чистая вода, а во время их чистки – химические вещества (гипохлорит натрия, хлор и др.). Части конструкции, находящиеся над уровнем воды, разрушаются под влиянием содержащегося в воздухе углекислого газа.
По концентрации хлоридов и сульфатов, а также по числу рН уровень влияния воды на конструкции из бетона и железобетона в резервуарах для питьевой воды и отстойниках считается не агрессивным. Но, тем не менее, воздействие на железобетонные конструкции питьевая вода оказывает. Проявляется оно в виде определенных процессов:
- взаимодействие углекислоты, растворенной в воде, с гидроксидом кальция, входящим в состав цемента, приводит к образованию бикарбоната кальция, растворимого в воде;
- из состава цемента вода выщелачивает гидроскид кальция, что приводит к уменьшению плотности бетона в поверхностных слоях;
- бетон карбонизируется содержащимся в воздухе углекислым газом с образованием карбоната кальция. Он при благоприятных условиях может скапливаться в порах и трещинах бетона, разрывая его изнутри. Согласно информации, полученной в процессе исследований, карбонизация бетона в отстойниках отличается большой глубиной. В течение 20-30 лет этот процесс доходит не просто до арматуры, а охватывает всю массу бетона по всей толщине.
- хлор взаимодействует с гидроалюминатами кальция, гидросиликатами, гидроксидом и остальными щелочными составляющими цемента. В результате в поверхностном слое бетона цементный камень растворяется. Если процент хлоридов превышает 0,5% от массы цемента, начинается коррозия арматуры.
Внутренние поверхности резервуаров, которые эксплуатируются 20 лет и более, должны быть покрыты защитным слоем из торкретбетона. Как показывают обследования, за это время происходит основательное разрушение торкретбетона и размягчение располагающегося за ним бетонного слоя. Если защитный слой имеет достаточную толщину (15-20 мм), то коррозии на стальной арматуре нет. Если уменьшить толщину защитного слоя на 5 мм, начинается процесс коррозии. Для исправления понадобится убрать остатки торкретбетона и нанести на несущую часть резервуара защитный слой.
На выполненные из железобетона конструкции резервуаров для питьевой воды и отстойников наиболее сильное разрушающее воздействие оказывает сквозная фильтрация жидкости через трещины покрытий, стен и днища. Такие трещины могут появляться в результате общей деформации резервуара, вызванной неравномерной осадкой грунта, либо деформацией отдельных элементов из железобетона, вызванной перепадами температур. Снижение рН бетона в зоне трещин и одновременное поступление растворенного кислорода способствуют образованию на поверхности арматуры гальванической пары (анод находится в трещине). Сталь, находящаяся в трещине, растворяется. Если коррозия протекает достаточно интенсивно, на трещинах возможен обрыв арматуры.
Восстановительно-ремонтные работы в резервуарах питьевой воды и отстойниках предполагают восстановление защитного слоя бетона, с применением материалов для защиты железобетонных конструкций от выщелачивающего влияния воды, заделку трещин путем использования шовных гидроизоляционных составов, восстановлению сечении стальной арматуры.
В итоге получается, что небольшая изначально цена установки резервуара из железобетона выливается в значительные расходы по его эксплуатации и поддержанию соответствующего состояния.
Какие существуют альтернативы?
Одним из наиболее практичных и получивших широкое распространение в Европе вариантом является сборный стальной резервуар. Основными его преимуществами являются:
- коррозийная стойкость
- превосходные герметические свойства
- гигиеничность
- отсутствие необходимости покраски
- простая сборка и быстрый демонтаж
- возможность установки в технически сложных условиях
- возможность увеличения объема
Изначально стоимость такого резервуара выше, чем стоимость железобетонного. Но при учете всех дополнительных расходов — начиная с монтажа и заканчивая обслуживанием — обнаруживается существенная выгода.
Узнайте о сборных стальных резервуарах подробнее >>
источник
Развитие нефтепромышленности, сельского хозяйства и производства не стоит на месте, а, значит, постоянно требуются резервуары для хранения жидких продуктов производства. Существует много видов таких емкостей, наиболее распространенными из которых есть те, которые изготовлены из железобетона. Их формы и виды очень разнообразны, что делает их более широко используемыми каждый день.
Железобетонные резервуары – вместилище для хранения жидкостей, которые состоят из конструктивных элементов, сделанных из железобетона. Они являются одними из наиболее распространенных хранилищ, которые эксплуатируются в производстве, промышленности, сельском и водопроводном хозяйстве. Это происходит благодаря их относительно небольшой стоимости и долговечности. Чаще всего в них хранят воду или нефть. Эти резервуары обладают небольшой теплопроводностью, поэтому жидкие продукты, хранимые в них, испаряются меньше, чем, допустим, в металлических.
- небольшая теплопроводность;
- менее огнеопасные, чем металлические;
- более стойки к коррозии.
- Необходимость делать обваловку вокруг конструкции. Это не позволяет детально проверять целостность железобетонного резервуара. В случае обнаружения дефекта конструкции она препятствует устранению недостатков.
- Большие расходы на их эксплуатацию. Согласно типовым инструкциям по эксплуатации, для выполнения ремонта делается дополнительный защитный слой из бетона с водозащитными примесями.
- Высокая цена.
- Если они находятся в грунтовых водах, то большая опасность их всплытия.
- Долгая установка.
Вернуться к оглавлению
Классификация резервуаров за видом производства:
Сборные железобетонные резервуары состоят из частей и складываются при помощи специальной техники. На месте стыка конструкций прибегают к особым смесям и растворам, которые обладают водоотталкивающими свойствами. Уплотнения швов кольцевой арматурой с помощью навивочного оборудования необязательно и используются нечасто. В таком случае швы еще заделывают дополнительно раствором (толщина заливки 10-15 см). В раствор вводится воздухововлекающий реагент, чтобы повысить водостойкость. Сборно-монолитные – сооружения, что состоят из отдельных, изготовленных ранее частей железобетона, замоноличеных в единую конструкцию на месте шва. Для соединения используют высокопрочный бетон.
Классификация по месту размещения:
Вместилища различаются по форме и объему. Железобетон – наиболее подходящий материал для запасания жидкости, поэтому он применяется для изготовления емкостей для водозаборов, противопожарных водоемов. Монолитные делают преимущественно прямоугольными и размещают конструируют под землей: делают опалубку – армируют – закатывают водостойкий бетонный раствор – выкладывают гидроизоляцию в резервуаре – при помощи плит из железобетона ставят крышу.
Железобетонный резервуар для воды имеет технические и эксплуатационные требования. Типовые правила эксплуатации железобетонных резервуаров и санитарные нормы предусматривают все необходимые требования к их использованию. Требования санитарных норм к водохранилищам:
- Герметичность.
- Запрещено проникновение внутрь неочищенных стоков (дождевых, грунтовых и т. д.). С другой стороны, вытекание жидкости — не экономично и может привести к размыванию грунта.
- Очищение и дезинфекция хлором (гипохлоритом натрия и т. д.) внутренних стенок.
- Требования к плоскости стенок. Они должны быть гладкими, ровными, не пористыми. Это уменьшает вероятность жизни на них бактерий, водорослей и других микроорганизмов в резервуарах.
- Коррозия верхнего шара бетона запрещена.
На срок эксплуатации влияют:
- очищенная вода – вызывает выщелачивание, и растворимые элементы бетона попадают внутрь;
- обеззараживали;
- влажность воздуха над поверхностью;
- испарения хлора;
- грунтовые и дождевые воды, которые попадают в грунт.
В слое, подвергнутом коррозии, силикаты и алюминаты кальция разлагаются, от чего уменьшается (потом исчезает вовсе) устойчивость верхнего слоя железобетона. Внутренние плоскости разрушаются медленней благодаря торкетбетону. Расчеты показали, что этот материал разрушается на 1-1,5 см за 50 лет.
Влажность воздуха в хранилищах помогает процессу гидрации, отчего прочность железобетона повышается.
Пожарные хранилища подразумевают как сборную конструкцию из стенок и плоского монолитного днища. Если резервуар небольшой, то стенки тоже монолитные (емкости, заглубленные на 2-3 метра). Подземные хранилища имеют прямоугольную или круглую форму. Они могут отличаться объемами, зависимо от объектов, которые обслуживает противопожарный резервуар.
Основание и наружная стенка вместилища обрабатывается битумными материалами для гидроизоляции, выдвигающий фрагмент поддается обвалованию (для теплоизоляции), верхняя часть засыпается грунтом или шлаком. Внутренняя поверхность обрабатывается торкретбетоном (расчет 1-1,5 см). Он изготавливается из портландцемента или церезита.
Подземные емкости для нефти, что сделаны из железобетона, более надежны, чем металлические. Это позволяет воспользоваться пространством резервуарных парков более экономично, так как можно сократить место между резервуарами. Преимущественно их делают в форме цилиндра, объемом 1000-40000 м 3, хранилища для мазута – прямоугольные, их объем до 2000 м 3.
Проекты таких вместилищ учитывают дренажную систему под дном конструкции для проверки возможных утечек. Также их оснащают замерными и световыми люками, приемораздаточными патрубками, предохранителями и т. д.
В проектах конструирования резервуаров учитывается проведения испытаний, во время которых проверяют прочность сооружения. Для этого емкость заполняют водой. Такая проверка проходит при температуре воздуха 5 0 С. Перед началом испытания в железобетонные резервуары на время помещают насосы и трубопроводы. Через каждые 12-15 метров заполнения делают отметки уровня, таким образом, проверяют усадку емкости, а также делают полный осмотр всей конструкции. После абсолютного заполнения проверяют все люки на прочность закрытия. Проект таких работ составляют заранее.
Типовая проверка проекта проходит в два этапа:
- Емкость наполняется до 1 метра. После чего три дня проверяют, не падает ли уровень жидкости.
- 2 этап длится несколько дней (обычно около 5). Каждый день наполняют определенный объем и наблюдают за соблюдением стандартов. Через 8-12 часов проверяют отметки, центральное отклонение больше 2,5 см считается недопустимым, объемные нормативы опускания потери в расчете 1 дм 3 в промежуточное время, на 3 день — 3 дм 3. и т. д. Такие расчеты проводят каждый день до сдачи проверки.
Если резервуар прошел 2 этапа проверки и все показатели были в пределах допустимых норм и соответствовали проекту, хранилище сдается в эксплуатацию.
Железобетонные резервуары – один из наиболее распространенных видов хранилищ для жидкостей. Их производят разной величины и формы, в зависимости от требований. Небольшая теплопроводность позволяет хранить в них пожароопасные жидкости нефтепроизводства, а стойкость к сильной коррозии делает такие емкости подходящими для водохранилищ.
В завершении я хочу напомнить, что долговечность и надежность работы любой емкости для канализации, во многом зависит от соблюдения технологии и правильности монтажа. Например, если канализационный резервуар будет расположен в земле выше уровня промерзания грунта, то независимо от материала изготовления, каждую зиму он будет постепенно деформироваться и разрушаться силами морозного пучения.
Чтобы не допустить подобных ошибок при монтаже, я советую посмотреть приложенное видео в этой статье, а если у вас появятся какие-либо вопросы, предлагаю их обсудить в комментариях.
источник
19 Июл 2019 admin 69