Диссертация (1141530), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Они представляют собой сухие смеси, в состав которых входят минеральное вяжущее вещество (чаще всего портландцемент), песок, различные наполнители и добавки. Сухую смесь затворяют водой настроительной площадке непосредственно перед началом производства защитныхработ. При нанесении на бетонное основание эти составы образуют бесшовноепокрытие [80,117].27Однако такие составы обладают рядом недостатков: низкой водонепроницаемостью при действии подземных напорных вод; недостаточной адгезией дляприменения при негативном давлении воды; невысокой коррозионной стойкостью, вследствие чего их применение ограничено в условиях агрессивных сред;длительными сроками схватывания [33,34].1.2.3 Вторичная защита канализационных коллекторовметаллическими листамиМеталлическая гидроизоляция выполняется из стальных листов толщинойне менее 4 мм в виде сплошного покрытия.
Стальные листы свариваются междусобой герметичным швом и закрепляется при помощи анкеров на железобетонных блоках. Помимо высокой стоимости и трудоемкости, недостатками металлической гидроизоляции являются необходимость обеспечения антикоррозионнойзащиты покрытия, высокие требования к прочности и герметичности сварныхшвов, необходимость контроля швов на наличие дефектов и низкая ремонтопригодность [38].
Продукты коррозии металлических листов, так же, как и арматурных каркасов ж/б блоков дополнительно загрязняют сточные воды и загрязняютпочвы и грунтовые воды вокруг канализационных коллекторов.1.2.4 Защита канализационных коллекторов стеклопластиковойфутеровкойСреди новых разработок наибольший интерес представляет конструкцияжелезобетонного блока, разработанная немецкой компанией Херренкнехт АГ.
Вотличие от ранее применимых методов вторичной защиты футеровка закладывается в пресс-форму при изготовлении блока. Такая технология создания полимерного покрытия позволяет сократить время и трудоемкость работ при устройствегидроизоляционного покрытия на 50% [39,40]. Отличительной особенностью футеровки является плотный контакт (высокая адгезия) с укладываемым на нее мелкозернистым бетоном при изготовлении [89]. Это обстоятельство накладываетдополнительные требования к армирующему материалу футеровки.28Недостатком данного материала является тот факт, что стекловолокно, используемое при изготовлении стеклопластиков, теряет прочность в среде твердеющего цемента (в щелочной среде). Повышенная температура, создаваемая припропаривании железобетонных блоков, интенсифицирует этот процесс.
Так,например, в этом случае обычное стекловолокно марки Е может терять до 30 %своей прочности, что повлечет за собой потерю прочности самого стеклопластика.1.2.5 Материалы и технологии, применяемые для ремонтаканализационных коллекторовНедостатки покрытий, применяемых в настоящее время (1.2.1-1.2.4) приводят к физико-механическим разрушениям канализационных коллекторов и необходимости выполнения локальных и капитальных ремонтов.К основным видам физико-механического разрушения канализационныхколлекторов относятся:- «свищи» - сквозные отверстия, диаметром от 0,5 до 5,0 см;- трещины поперечные и вдоль оси выработки (раскрытие трещин доходитдо 3 см);- выпадение кусков бетона из сводной части;- размыв лотковой части под действием твердых включений, переносимыхпротекающими по коллектору массами.Основными методами ремонта коллекторов являются [42]:1.
Сплошное нанесение покрытий, выполненных из цементных, на основецементно-песчаных растворов или составов на основе эпоксидных смол.2. Введение оболочек в виде гибких полимерных рукавов. Внутрь трубопровода вводится и закрепляется оболочка из термопласта или реактопласта путем протаскивания на всю длину ремонтируемого участка.
Так же применяетсяметод постепенного введения на ремонтируемый участок скрученного лайнера29(рулон в виде чулка). Затвердевание защитной оболочки происходит в результатепроцесса полимеризации.3. Введение в старый, предварительно очищенный трубопровод новой полиэтиленовой трубы U-образной формы. Подобный ремонт позволяют восстановитьсети практически без уменьшения сечения трубопроводов.4.
Сплошное нанесение покрытий из отдельных элементов на основе листовых материалов (термопластов или реактопластов). Метод устройства защитныхоболочек из реактопласта (стеклопластика) заключается в креплении друг к другупредварительно заготовленных в заводских условиях отдельных элементов (блоков, панелей), с последующим нагнетанием цементно-песчаного раствора в кольцевое пространство между вновь установленными панелями и внутренней поверхностью трубопровода.5. Устройство спиральных полимерных оболочек. В этом случае в колодцеустанавливается специальный станок, осуществляющий несколько функций:нанесение (навивку) ленты по внутреннему диаметру трубопровода, ее крепление,заливку клеящей смолы, проталкивание образовавшегося каркаса из ПВХ внутрьремонтируемого трубопровода.6. Выполнение локальных защитных покрытий.
В таких случаях ремонт заключается в нанесении защитных покрытий на одиночные (точечные) сквозныеотверстия, в том числе периферийные трещины [49,50]. С помощью защитныхпокрытий для местного ремонта кольматируются со стороны внутренней поверхности трубопроводов сквозные, продольные и круговые трещины. К точечнымзащитным покрытиям относятся:- жидкие растворы (на основе органических и неорганических связующих);- растворы полужидкой консистенции;- волокнистые материалы, пропитанные смолами;- профильные резиновые уплотнители;- композиционные составы холодного отверждения.30Очень часто из-за нарушения технологии и условий выполнения работ, неправильного выбора и несовместимости применяемых ремонтных материалов со«старым» бетоном вновь наступает отказ конструкции [51].1.2.6 ВыводыОсновными недостатками применяемых защитных покрытий и способовремонта канализационных коллекторов является недолговечность, сложностьукладки и монтажа, низкая коррозионная стойкость при действии агрессивныхсред, что приводит к разрушению тоннелей, снижению пропускной способностиколлекторов, загрязнению подземных и поверхностных вод, почвы и атмосферы.В соответствии с СП 129.13330.2011 [83] текущий и капитальный ремонт канализационных коллекторов необходимо проводить не реже чем каждые 12 месяцев и12 лет соответственно.
Короткие межремонтные сроки приводят к необходимостинахождения людей в канализационном коллекторе для проведения ремонтных работ, что негативно сказывается на здоровье человека. Применение недолговечныхматериалов приводит к их разрушению с последующим проникновением продуктов разрушения данных материалов в почву вокруг канализационных коллекторовнаряду со сточными водами.1.3 Научно-технические предпосылки повышения геоэкологическойустойчивости прилегающего подземного пространства канализационногоколлектора за счет использования железобетонных блоков сбазальтопластиковой футеровкойБазальтовые породы относятся к породам магматического происхождения,образовавшимся в результате древней вулканической деятельности, характеризуются высокой природной химической и термической стойкостью и в отличие отсырья для производства стекловолокна представляют собой готовое природноеэкологически чистое сырье для производства волокон [58].31Месторождения базальта имеются в различных регионах мира, включая Европу и Азию, в том числе Китай.
В России месторождения базальтовых породимеются в Свердловской области (Новотуринский участок), в Архангельской области (месторождение Мяндуха), в республике Коми (Вежаю-Ворыквинское месторождение вблизи г. Ухты).К настоящему времени специалистами различных стран проведена большаяработа по исследованию и подбору базальтовых пород, пригодных для производства волокон. Для производства базальтовых волокон с заданными характеристиками прочности, химической и термической стойкости, электроизоляционныхсвойств требуются базальты с определенными показателями по химическому составу и свойствам [59]. Так, для производства непрерывных базальтовых волокониспользуют породы приведенного ниже состава (таблица 1.5).Таблица 1.5 - Породы, используемые для производства непрерывных базальтовыхволоконХимическийсостав базальтовыхпородСодержаниесоставляющих, %SiO2А12О3Fe2O3,FeO45-6012-195-15CaOMgOTiO2Na2OПрочиекомпоненты6-125-70,9-2,02,5-6,02,0-3,5Базальтовые волокна производятся из базальтовых пород, отличающихсявысокими термическими свойствами и химической стойкостью, поэтому волокнаобладают высокой прочностью, стойкостью к воздействию агрессивных сред, высокими тепло- и звукоизоляционными свойствами, низкой гигроскопичностью.Это определяет высокие эксплуатационные показатели материалов из базальтовых волокон: высокое качество, долговечность, стойкость к воздействию природных факторов, высоких температур, агрессивных сред, стойкость к воздействиювибраций, негорючесть, что выгодно отличает материалы из базальтовых волоконот ряда других волокнистых материалов.
Кроме того, сырьевая база для производства материалов и изделий из базальтовых пород доступна и очень значительна.Благодаря сочетанию перечисленных характеристик материалы из базальтовых32волокон имеют очень широкую перспективу применения в различных отрасляхпромышленности [43].В настоящее время во всем мире наблюдается огромный интерес к непрерывным волокнам из базальтовых пород, что обусловлено следующими факторами:-базальтовые волокна обладают свойствами, по многим показателям пре-вышающими стеклянное волокно;-сырьевая база для производства базальтовых волокон очень обширна;-современные технологические достижения позволили существенно сни-зить себестоимость производства непрерывных базальтовых волокон до уровняпроизводства стеклянных волокон;-базальтовые волокна являются экологически чистым материалом.Стекловолокно имеет определенные ограничения по ряду характеристик:прочности, температуре применения, химической стойкости, особенно в щелочных средах. При производстве стекловолокна используются химически чистыекомпоненты и особо дефицитный компонент - оксид бора.По сравнению с другими материалами базальт является более экологичнымпродуктом по ряду причин:- природный камень – базальт является сырьем для производства базальтовых продуктов- в процессе производства не используются растворители, красители илииные вредные материалы;- оборудование для изготовления волокон из базальта является экологически чистыми, имеет малые размеры.
В процессе работы не выделяются промышленные отходы, в атмосферу выделяются продукты сгорания (полного) природного газа, предварительно охлаждённые в рекуператорах и очищенные в фильтрационных установках;- готовый продукт не содержит вредных веществ и полностью соответствуетвсем гигиеническим стандартам;33- базальтовое волокно экологично, не выделяет опасных для здоровья людейвеществ в воздушной и водяной средах, негорючее, взрывобезопасно;- продукты из базальта не являются канцерогенно опасными, посколькудля их производства используется волокно с диаметром монофиламентов более 5мкм;- при утилизации базальт, в отличие от е-стекла, превращается в порошок,которыйлегкоудаляетсяиз печии затемможетбытьиспользованкак наполнитель для различных матриц.Эффективную защиту обделки от агрессивного воздействия сточных водмогут обеспечить футеровки, изготовленные из термопластов и реактопластов.При этом материал футеровки должен выдерживать воздействие агрессивныхгрунтовых вод, быть устойчивым биологической и газовой коррозии, обеспечивать хорошую адгезию с бетоном.Наиболее перспективным материалом, отвечающим этим требованиям может стать полимерно-композиционный материал на основе базальтопластика[119].
Этот материал будет характеризоваться новыми технологическими и эксплуатационными свойствами, а также новыми функциональными возможностями.В настоящее время существует возможность конструировать состав иструктуру изделий, отвечающих заданным условиям эксплуатации, выбирать исходные компоненты, формировать границу раздела фаз «матрица-наполнитель»,рассчитывать и прогнозировать эксплуатационные свойства конструкций [44].Базальтопластиковая футеровка и изготовленные в дальнейшем блоки будутполностью отвечать требованиям технологии строительства канализационныхколлекторов без возведения вторичной обделки («рубашки») и смогут значительно повысить геоэкологическую устойчивость прилегающего подземного пространства.341.4 Выводы по главе 1Существующие традиционные материалы для защиты канализационныхколлекторов имеют ряд недостатков, что приводит к низкой эксплуатационнойнадежности канализационных коллекторов и нарушения их герметичности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
