Резервуары из железобетона: слабые места и альтернативные предложения. Железобетонные резервуары для воды

назначение, виды и защита резервуаров

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.

Определение. Назначение

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.

Вернуться к оглавлению

Достоинства и недостатки

Плюсы таких резервуаров:

небольшая теплопроводность;
менее огнеопасные, чем металлические;
более стойки к коррозии.

Минусы использования:

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

Виды

Классификация резервуаров за видом производства:

монолитные;
сборные;
сборно-монолитные.

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.

Виды по форме:

прямоугольные;
цилиндрические.

Классификация по месту размещения:

наземные;
подземные.

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.

Вернуться к оглавлению

Защита железобетонных резервуаров

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.

Вернуться к оглавлению

Резервуары для нефти

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.

Вернуться к оглавлению

Какие проводят технологические испытания?

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.

Вернуться к оглавлению

Заключение

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.

Несмотря на то, что их эксплуатация и ремонт обходится недешево, на сегодняшний день это один из самых затребованных и распространенных видов резервуаров. Проектные работы по их введению в пользование делают такие резервуары очень надежными, стойкими, а значит, долговечными.

kladembeton.ru

Типовой проект 901-4-59.83 Резервуары для воды прямоугольные железобетонные сборные емкостью от 500 до 1200 м3 (с применением изделий промзданий)

ТИПОВОЙ ПРОЕКТ

901-4-59.83

РЕЗЕРВУАРЫ ДЛЯ ВОДЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ СБОРНЫЕ ЕМКОСТЬЮ ОТ 500 ДО 1200 КУБ.М (С ПРИМЕНЕНИЕМ ИЗДЕЛИЙ ПРОМЗДАНИЙ)

Альбом I.	Общие материалы для проектирования резервуаров емкостью 500 - 20000 куб.м (из ТП 901-4-63.83)
Альбом II.	Материалы для проектирования специальных мероприятий для резервуаров емкостью 50 - 20000 куб.м систем хозпитьевого водоснабжения (из ТП 901-4-63.83)
Альбом III.	Конструкции железобетонные
Альбом IV.	Узлы резервуаров емкостью 50 - 20000 куб.м (из ТП 901-4-63.83)
Альбом V.	Строительные изделия для резервуаров емкостью 50 - 20000 куб.м (из ТП 901-4-63.83)
Альбом VI.	Технологические трубопроводы и сигнализация для резервуаров емкостью 50 - 20000 куб.м (из ТП 901-4-63.83)
Альбом VII.84.	Сметы
Альбом VIII.	Ведомости потребности в материалах

files.stroyinf.ru

Железобетонные резервуары: недостатки и альтернативы

Недостатки и альтернативы в современном строительстве

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 >>

www.flotenk.ru

Железобетонные резервуары | ТЦ "СпецГидроПроект"

Принцип работы

Исходный сток подается в резервуар, как по напорному, так и по самотечному коллектору. Способ подачи зависит от вида исполнения резервуара – наземный, подземный, обвалованный и вертикальный или горизонтальный. Подсоединение к трубопроводным сетям возможно посредством резьбового или фланцевого соединений. Разбор стока производится различными способами – самотек или посредством насосов в соответствии с технологической схемой.

Положительные качества железобетонных конструкций:

Удобство, легкость монтажа по многократно отработанной схеме при информационном обеспечении, доступность сырья позволяет использовать железобетон чаще других материалов;
Технологичность производства изделий из железобетона позволяет изготавливать многовариантные формы и конструкции, обеспечивающие различное назначение и использование резервуаров;
Долговечность эксплуатации изделий из железобетона позволяет долгие годы обходиться без капитального ремонта;
Низкая стоимость железобетонных конструкций позволяет применять их застройщикам даже с самым низким объемом бюджета;
Стойкость к воздействию огня в сравнении с другими материалами позволяет применять резервуары из железобетона для накопления запаса воды в противопожарных целях;
Стойкость к агрессивным средам позволяет применять железобетонные резервуары в различных отраслях промышленности и сферах жизнедеятельности человека. Поэтому именно из железобетона часто строят очистные сооружения;
Высокая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам позволяет использовать железобетон в регионах с различной сейсмической активностью.

Недостатки железобетонных конструкций:

Невысокая прочность материала при большом весе;
Выделяют сборный железобетон (ж/б конструкции изготавливаются в заводских условиях, затем монтируются в готовое сооружение) и монолитный железобетон (бетонирование выполняется непосредственно на строительной площадке), а также сборно-монолитный (сборные конструкции используются как оставляемая опалубка - сочетаются преимущества монолитных и сборных конструкций).

Принцип применения аккумулирующих емкостей из железобетона

На действующих объектах все чаще используются резервуары и емкости для накопления, аккумулирования, хранения и транспортировки жидкостей различного назначения, например:

аккумулирование поверхностных сточных вод в составе станции очистки ливнестоков,
хранение топлива и нефтепродуктов на специализированных предприятиях,
накопление для последующей откачки и утилизации жидких отходов в составе комплекса очистных сооружений хозяйственно-бытовых и промышленных стоков,
аккумулирование и хранение пожарного запаса воды на станциях пожаротушения,
аккумулирование и хранение отходов, для последующей переработки, жизнедеятельности животноводческого комплекса, птицефермы, свинокомплекса.

Производство емкостей из железобетона

Железобетонный резервуар

Резервуары из монолитного ж/б используются, как правило, для накопления дождевых сточных вод и чистой питьевой воды. Рассматриваемые конструкции имеют невысокую стоимость, дают значительную, экономию производственной площади, безопасны в противопожарном отношении. Однако необходимость обваловки затрудняет проведение планового обследования резервуара. Наиболее распространены железобетонные резервуары цилиндрической и прямоугольной формы; последние состоят в основном из нескольких секций (до 10), иногда с горизонтальными перегородками. Нижнюю часть железобетонных резервуаров делают с уклоном к сливному крану, а верхнюю — к горловине-компенсатору, что обеспечивает полное удаление жидкости и осадков, а также исключает образование воздушных (газовых) камер. Внутреннюю поверхность железобетонных резервуаров покрывают защитными материалами.

Железобетонный резервуар (разрез): 1 — бетонная подушка; 2 — фундамент; 3 — монолитный железобетон; 4 — штукатурка; 5 — горловина-компенсатор; 6 — люк лазовый; 7 — кран

Армирование конструкций выполняется, как правило, отдельными стальными стержнями или сетками, каркасами. Диаметр стержней и характер их расположения определяется расчётами. При этом соблюдается следующий принцип — арматура устанавливается в растянутые зоны бетона либо в сжатые зоны при недостаточной прочности последней, а также по конструктивным соображениям.

При изготовлении изделий из железобетона уточняется:

коэффициент вариации прочности растворной смеси в %,
требуемая прочность растворной смеси в Mna (кгс/см2),
наименование, объем добавки например для зимнего применения, кг(л),
класс материалов по удельной эффективности активности естественных радионуклеидов,
Небольшая крупность заполнителя (мм).

Базовая комплектация

Базовая комплектация предполагает наличие ответных фланцев при фланцевом соединении с подводящими и отводящими трубопроводами, технических колодцев обслуживания, люков, крышек, лестниц, площадок обслуживания, корзин для сбора мусора.

Опции

В качестве опций, при необходимости, возможно предусмотреть:

датчик уровня осадка (например песка или нефтепродуктов),
расходомер поступающих стоков,
расходомер отводящих стоков,
газоанализатор,
аэраторы (трубные, дисковые, тарельчатые),
устройство для сбора мусора (решетки, корзины),
мешалки для предотвращения застаивания и заиливания стока,

барботеры для предотвращения застаивания и заиливания стока,
трубопроводную обвязку (направляющие для спуска и подъема насосов, запорную арматуру – вентили, краны, задвижки),
насосную группу для перекачки жидкости по назначению (на дальнейшую очистку, отведение),
перегородки для выделения отдельных секций специального назначения (отстаивания, перемешивания в соответствии с технологической схемой, отбойники).

Монтаж

Монтаж осуществляется согласно руководству по эксплуатации, которое разрабатывается поставщиком и предоставляется вместе с оборудованием. В монтаж может входить полный комплекс услуг, включающий в себя:

строительно-монтажные работы – земляные, бетонные,
монтаж самого резервуара,
монтаж крыши, люков, вентиляционных патрубков,
монтаж технологического оборудования,
монтаж трубопроводной обвязки, запорной арматуры,
монтаж силового электрооборудования (насосов, шкафов управления, датчиков уровня),
подсоединение к существующим подводящим и отводящим инженерным сетям (водопроводным, канализационным, ливневым, электрическим)

Пусконаладочные работы

Наша сервисная служба осуществляет:

пусконаладочные работы смонтированного оборудования,
индивидуальные и комплексные испытания оборудования с выходом на штатный режим эксплуатации в соответствии с техническими данными, заявленными в документации на поставляемое оборудование, достижение показателей, указанных в паспортах,
обучение персонала заказчика правилам, способам, методам обслуживания, эксплуатации,
обучение персонала заказчика правилам оформления и ведения журналов.

Гарантия и сервис

Гарантийный срок на предоставляемое оборудование указан в гарантийных талонах, передаваемых заказчику вместе с оборудованием. Гарантийный срок эксплуатации Резервуаров сборных стальных стеклоэмалевых составляет 20 лет. Плановое техническое обслуживание осуществляется по Программе, составляемой поставщиком. Программа разрабатывается с учетом специфики, особенностей технологической схемы на данном конкретном объекте заказчика, исходя из его индивидуальных исходных данных. В Программу по обслуживанию могут входить следующие виды работ:

Резервуар стальной стеклоэмалевый

проверка герметичности емкостей,
корректность работы расходомеров,
рабочее состояние насосного оборудования,
соответствие фактической частоты включения насосов заявленной,
проверка штатной работы шкафа управления,
обеспечение функций сигналов (например, аварийных звуковых, световых),
замена изношенных деталей и узлов.

tc-sgp.ru

слабые места и альтернативные предложения

Несовершенства, имеющие место быть при эксплуатационном использовании резервуаров железобетонного типа
В России и странах СНГ, резервы для воды питьевого назначения, либо хозяйственного использования зачастую сохраняются в резервуарах железобетонного типа. Важным значением, для их целевого использования послужили рекомендации, а также нормативные данные относительно использования железобетона в различных сооружениях технического назначения. Уровень стоимости резервуарных сооружений из бетона армированного типа, безусловно, ниже по сравнению с существующими аналогами. Однако, как показывает практический опыт, экономия относительно первоначальной стоимости объектов, фактически теряется по причине постоянных и значительных расходов, происходящих в процессе эксплуатационного использования железобетонных резервуаров. Зачастую финансовые затраты по обслуживания резервуаров, существенно превосходят первоначальную стоимость самих резервуаров. В данном случае это работы связанные с обязательным осмотром сооружений, ремонтные работы, обслуживание резервуаров, ликвидация утечек и т.д.
Большой конструктивный недочет резервуаров железобетонного типа является наличие обязательной обваловки, что значительно усложняет, а иногда практически не позволяет проведение смотровых работ по диагностике состояния стен, а также соединяющих панелей. По факту выявления технологических дефектов, именно обваловка значительно усложняет выполнение ремонта, а также существенно увеличивает их цену. Практические данные, полученные на основании эксплуатационного использования резервуаров железобетонного типа, показывают то, что потери сохраняемой жидкости вызваны именно наличием трудно устраняемых дефектов. Резервуары железобетонного типа, назначение которых сохранение питьевой воды – это монолитные сооружения, состоящие из армированного бетона. Стандартная глубина до пяти метров. Опорами для плоского безбалочного перекрытия, служат сборочные колонны. Находящиеся внутри перегородки из железобетона, разделяют резервуар на обособленные секции. В качестве защиты от замерзания, резервуар железобетонного типа полностью или частично углубляют в землю, накрывая сверху одно - метровым грунтовым слоем. Наиболее часто контроль необходим непосредственно резервуарам для сохранения воды, а также отстойникам станций водопроводного назначения. По санитарным правилам категорически запрещено проникновение внутрь резервуара, вод грунтового типа. В случае регулярной утечки воды в грунт, будет происходить разрушение основания резервуара.

Для сокращения рисков появления новых, и увеличение уже имеющихся дефектов, в особенности там, где визуальный осмотр практически недоступен, необходимо своевременно включить режим, проведения запланированных осмотров и проверок. Недостаточная внимательность, а также низкий уровень компетенции сотрудников выполняющих осмотр с целью выявления дефектов категорически недопустима. В процессе эксплуатации резервуара не значительное на первый взгляд повреждение прогрессирует, возрастая в своих объемах, соответственно происходит утечка сохраняемой жидкости. Данное явление негативно воздействует на экологическую ситуацию региона. При эксплуатационном использовании на изготовленные из железобетона резервуары воздействует вода, в процессе химической обработки (чистки) – хлор, гипохлорит натрия и прочие вещества. Располагающиеся над уровнем воды части резервуара, поражаются от находящегося в воздухе газа (углекислого). Уровень насыщенности сульфатов и хлоридов, а также уровень pH числа считается допустимым и не агрессивным, относительно воздействия воды на резервуары железобетонного типа. Однако влияние на конструкции из железобетона вода все же оказывает. Выражается это следующими процессами: взаимосвязь гидроксида кальция находящегося в структуре цемента с углекислотой, которая растворяется в воде, служит причиной образования кальция бикарбоната, растворенного в воде; гидроксид кальция выщелачивается водой из структуры цемента, что в итоге сокращает плотность самого бетона в расположении поверхностных слоев; наличие в воздухе углекислого газа карбонизирует бетон, что приводит к образованию кальция карбоната. Он имеет свойство скапливаться в трещинах, а также различных порах бетона, что фактически приводит к разрушению структуры бетона изнутри. В ходе проведения исследований, выяснилась следующая особенность, непосредственно в отстойниках карбонизация бетона отличается достаточно большой глубиной. По истечении 20-30 лет процесс разрушения достигает не только стальной арматуры, но также распространяется на остальную структуру бетона; кальция гидроалюминаты взаимодействуют с хлором, гидроксидом, гидросиликатами и прочими щелочными, формирующими структуру цемента. Что в итоге влечет за собой растворение камня (цементного) в поверхностном слое бетона. В случаях, когда уровень содержания хлоридов превосходит 0,5 процента от цементной массы, начинают происходить процессы коррозийного разрушения стальной арматуры.
Во избежание разрушения внутренние части поверхностей железобетонных резервуаров, которые находятся в эксплуатационном использовании более 18-20 лет, должны покрываться торкребетоном. Как показала практика, в вышеописанный период случается практически полное разрушение защитного слоя торкребетона и потеря твердости находящегося сразу за ним слоя бетона. Когда слой защиты имеет 15-20 миллиметровую толщину, арматуре коррозия не страшна. При сокращении защитного слоя даже на пол сантиметра, процессы коррозии необратимы. Для проведения данных работ резервуара железобетонного типа, необходимо удалить оставшийся торкребетон и нанести новый слой защиты.
На изготовленные резервуары железобетонного типа для хранения воды (питьевой), отстойников, максимально мощное разрушающее влияние оказывает фильтрация жидкости сквозного характера через различные трещины стен, покрытий, днища. Данные трещины происходят по причине целостного деформирования резервуара, инициированного осадком различных уровней грунтов. Возможно вследствие деформирования отдельных деталей из железобетона, спровоцированного влиянием различных температурных режимов. Сокращение уровня pH бетона на участке трещин, а также единовременное попадание кислорода содействует появлению на поверхностном слое стальной арматуры пары гальванического типа (анод, расположенный в трещине). Происходит процесс растворения стали находящейся непосредственно в трещине. Если процессы коррозии происходят достаточно динамично, именно на трещинах вероятен обрыв стальной арматуры.

Ремонтные и восстановительные работы в железобетонных резервуарах для сохранения воды (питьевой), отстойниках, предусматривают регенерацию защищающего слоя бетона, с использованием материалов по выполнению защитных работ относительно конструкций железобетонного типа от воздействия воды (выщелачивающего характера). Проведение обработки и заделки различных трещин методом применения гидроизоляционных шовных соединений. Своего рода реконструкция сечения арматуры. В конечном итоге выходит, что не значительная на первый взгляд стоимость монтажа резервуара железобетонного типа оборачивается Заказчику существенными финансовыми потерями по проведению его эксплуатационного использования, а также содержание резервуара в нормативном состоянии. Какие альтернативные решения? Наиболее эффективным относительно практического применения, а также получившим широкомасштабное применение в странах Европы, является вариант стального сборного резервуара. Объективные преимущества: коррозийная износостойкость; отличные показатели герметичности; высокий уровень гигиеничности; экономия средств при обслуживании, не требует покраски; простота и легкость при сборке, оперативный демонтаж; потенциальная возможность монтажа в сложных технически условиях; потенциальная возможность наращивания объемов. Первоначально цена стального резервуара выше, железобетонного. Однако если учитывать весь перечень сопутствующих расходов в будущем, от проведения монтажных работ до технического и сервисного обслуживания, определенно видны преимущества стальных сборных конструкций. Узнать подробнее о сборных стальных резервуарах можно здесь >>

mws-eco.ru

Монолитный пожарный резервуар, железобетонные противопожарные монолитные емкости

Конструктивные элементы бетонных резервуаров
Монтаж монолитных резервуаров из бетона
Секторная система строительства бетонных резервуаров
Резервуары из бетонных колец
Прямоугольные резервуары
Защита резервуаров от промерзания

Пожарные резервуары являются очень важной частью системы противопожарной безопасности. Они должны обеспечивать хранение надлежащего количества воды и доступ к ней в любой момент. Независимо от времени года вода должна быть защищена от испарения и замерзания. В условиях больших промышленных объектов, жилых комплексов или общественных сооружений наиболее практичными и соответствующими всем требованиям пожарной безопасности являются монолитные бетонные пожарные резервуары. монолитный железобетонный резервуар

Конструктивные элементы бетонных резервуаров

Монолитный пожарный резервуар для хранения воды пожарного назначения имеет цилиндрическую или прямоугольную форму. Каждый резервуар пожарного типа должен иметь следующие обязательные детали:

патрубки системы питания
сливной патрубок
систему защиты от перелива
контрольную систему уровня заполнения
погружные насосы
люк для пожарных рукавов

Стенки и пол резервуара представляют собой бетонные изделия монолитного типа, армированные стальной арматурой. Внешняя часть стенок покрывается слоем теплоизоляции, которая должна предохранить содержимое емкости от промерзания.

Верхняя часть перекрытия водохранилища снабжается одним или двумя люками, которые служат для погружения пожарных рукавов в случае нерабочего состояния погружных насосов. Часто резервуары снабжаются патрубками с пожарными разъемам стандартного диаметра, позволяющими непосредственное подключение пожарных рукавов с помощью соединительных муфт.

Система перелива представляет собой патрубок в верхней части резервуара, соединенный со сливным патрубком и подключенный к ливневой канализации. В случае переполнения резервуара и не сработавшей вовремя системе контроля наполнения емкости, вода протекает через патрубок и сливается в канализацию, исключая затопление надземной части резервуара или поверхности грунта.

Монтаж монолитных резервуаров из бетона

Используемые на промышленных объектах монолитные пожарные резервуары из бетона строятся много десятилетий. Прежние нормы требовали устройства цилиндрических емкостей, полностью или частично заглубленных в землю. Монтаж цилиндрической монолитной емкости большого объема представляет собой непростую технологическую задачу, требующую решения сложных строительных задач.

Такие резервуары оправданы при больших объемах хранимой воды – напряжения от давления жидкости распределяются равномерно и стенки сооружения не подвергаются растрескиванию. Более поздние железобетонные противопожарные монолитные емкости строились по сложной схеме секторной заливки бетона.

Секторная система строительства бетонных резервуаров

Особенности этой технологии состоят в том, что после заливки днища монолитным слоем бетона стенки армируются стальным каркасом на всю высоту. Затем каркас разделяется опалубкой на отдельные секторы на всю высоту, образуя продольные полосы, изолированные друг от друга. Через одну эти полости заливаются бетоном из портландцемента. После застывания бетона производится заливка оставшегося объема, но уже напряженным цементным раствором.

Расширяясь, этот бетон сжимает уже застывшие полосы, и монолитные пожарные резервуары получаются полностью герметичными. Швы соединений сжимаются с очень большой силой и становятся непроницаемыми для воды под расчетным давлением. Этот метод строительства довольно сложен и характеризуется высокой себестоимостью. Но резервуары получаются очень надежными и обладают чрезвычайно большим сроком службы.

Резервуары из бетонных колец

Более простой вариант строительства пожарных резервуаров из железобетона с использованием бетонных элементов в виде колец заданного диаметра. Это очень технологичный способ, отличающийся быстротой монтажа. Трудности представляет только этап заделки стыков между элементами, особенно в районе прилегания стенок и дна.

Гидроизоляция производится с помощью цементно-полимерных смесей, которые под давлением закачивают в швы с последующей обмазкой специальными составами, например «КТтрон- 10 2К». Этим же составом изолируют примыкания труб, патрубков и прочих технологических элементов.

Прямоугольные резервуары

Современные правила и нормы противопожарной безопасности разрешают строительство пожарных водохранилищ прямоугольной формы. Это не только значительно упрощает технологический процесс, но и значительно удешевляет конструкцию.

Использование высококачественных бетонных составов с добавлениями пластификаторов и полимерных добавок позволяет получить поверхности очень большой прочности, способные выдержать давление воды на любом уровне без деформации и растрескивания.

Защита резервуаров от промерзания

Бетонные резервуары монтируются в различном исполнении:

надземные
частично заглубленные
подземные

Теплопроводность бетона не позволяет считать его надежным теплоизолятором. В морозные зимы холод проникает сквозь стенки даже значительной толщины и угрожает замерзанием воды. Это может привести не только к непригодности водохранилища для использования в пожарных целях, но и к разрушению всей конструкции.

Помимо теплоизоляции пенополистиролом очень часто применяются внутренние подогревающие устройства из нержавеющей стали. Это обыкновенные радиаторы или системы опоясывающих трубопроводов, сквозь которые в холодное время года прокачивается горячая вода. Теплоемкость воды очень большая, поэтому даже однократный прогрев всего объема жидкости обеспечивает защиту от замерзания на протяжении довольно длительного времени.

Среди всех модификаций пожарных резервуаров пожарные монолитные железобетонные резервуары отличаются наибольшим сроком службы и наименьшими эксплуатационными расходами.

proffidom.ru

Конструкционные и эксплуатационные недостатки железобетонных резервуаров

В России и странах СНГ наибольшее распространение для хранения воды хозяйственно-питьевого назначения получили железобетонные резервуары. Этому немало способствовала нормативная база и рекомендации по использованию железобетона в сооружениях. В настоящее время по прежнему привлекательной остается относительно низкая цена сооружения железобетонных резервуаров.

Тем не менее необходимо знать, что при начально меньшей стоимости железобетонных резервуаров при их эксплуатации требуются значительные расходы на проведение осмотра, ремонт, ликвидацию утечек, сопоставимых со стоимостью резервуара, а иногда многократно превышающих их стоимость.

Несовершенство нормативной базы, недостатки проектирования, дефекты изготовления способствуют раннему повреждению конструкций.

Конструкционные недостатки железобетонных резервуаров.

Наиболее часто встречающимися недостатками проектных решений, приводящими к образованию утечек, являются:

Основной конструктивный недостаток всех железобетонных резервуаров — наличие их обваловки, препятствующей выявлению состояния стенок резервуара и стыков между стеновыми панелями, а также стоимость производства ремонта при появлении дефектов;
Принятая конструкция сопряжения стеновых панелей сборных железобетонных резервуаров с монолитным днищем из-за сложности укладки стеновых панелей в паз днища с тщательной подгонкой и заделкой для обеспечения в производственных условиях требуемой герметичности;
Замоноличивание стыков сборных элементов, предусмотренное проектом, с применением обыкновенного портландцемента вместо расширяющегося, обладающего эффектом распора при твердении бетона;
Способы уплотнения вертикальных швов сборных железобетонных панелей навивкой кольцевой арматуры с помощью навивочных машин, частая неисправность которых не обеспечивает значение проектного усилия в навитой арматуре. Изучив опыт возведения железобетонных резервуаров, стало понятно, что предусмотренная некоторыми типовыми проектами гладкая высокопрочная проволока диаметром 5 мм не дает требуемого натяжения кольцевой арматуры;
Несоблюдение последовательности работ по навивке цилиндрических резервуаров и нарушение технологии производства работ.

Эксплуатационные недостатки железобетонных резервуаров.

Изучение опыта эксплуатации железобетонных резервуаров выявило, что многие из них имеют дефекты, способствующие утечке хранимого продукта. Железобетонные резервуары для хранения питьевой воды представляют собой сооружения из монолитного бетона глубиной около 5 м. Перекрытие плоское, безбалочное, опирается на сборные железобетонные колонны. Резервуары разделены на секции железобетонными перегородками. Как правило, железобетонные резервуары частично или полностью заглублены в землю. Сверху резервуары защищены от размораживания слоем фунта толщиной около 1 м.

Наиболее часто обследуемыми сооружениями водопроводных станций являются отстойники и резервуары для питьевой воды. По санитарным нормам не допускается попадание в резервуары фунтовых вод. Утечка из резервуара воды в грунт способна повредить основание сооружения.

Некачественное и несвоевременное выполнение осмотров и плановых освидетельствований железобетонных резервуаров способствует развитию образовавшихся недостатков, особенно в скрытых местах, недоступных для обозрения. Из-за недостаточной компетенции либо невнимания персонала, выполняющего осмотры и обследования, данные участки выпадают из поля зрения и появляются только тогда, когда размеры повреждения увеличиваются, а объемы утечки продукта отрицательно сказываются на технологическом процессе и экологических требованиях.

Железобетонные конструкции резервуаров в основной период эксплуатации подвергаются воздействию чистой воды, а в периоды профилактической очистки действию хлора, гипохлорита натрия и других химических веществ. В зоне выше уровня воды конструкции постоянно подвергаются воздействию углекислого газа из воздуха.

По содержанию сульфатов, хлоридов и величине рН степень воздействия воды на бетонные и железобетонные конструкции отстойников и резервуаров для питьевой воды оценивается как неагрессивная.

Но при этом действие питьевой воды на железобетонные конструкции проявляется в виде следующих процессов:

− выщелачивание водой гидроксида кальция из состава цементного камня, вызывающее разуплотнение бетона в поверхностных слоях;

− взаимодействие растворенной в воде углекислоты с гидроксидом кальция из состава цементного камня с образованием растворимого бикарбоната кальция;

− взаимодействие хлора со щелочными компонентами цементного камня (гидроксидом, гидросиликатами и гидроалюминатами кальция) с образованием в качестве конечного продукта хлорида кальция, что приводит к растворению цементного камня в поверхностном слое бетона, а при содержании хлоридов более 0,5 % от массы цемента в бетоне вызывает коррозию стальной арматуры;

− карбонизация бетона углекислым газом воздуха вызывает образование карбоната кальция. В определенных условиях образующийся карбонат может заполнять трещины и поры бетона, разрывая их изнутри. Как было установлено обследованиями отстойников, глубина карбонизации бетона велика. За 20-30 лет эксплуатации она не только достигает поверхности арматуры, но и распространяется на всю толщину бетона.

В большинстве случаев внутренние поверхности резервуаров, построенные более 20 лет назад, должны иметь защитный слой, выполненный из торкретбетона. Обследования показывают, что за период эксплуатации торкретбетон разрушается основательно. За разрушенным слоем торкретбетона находится размягченный слой бетона. При нормальной толщине защитного слоя (15-20 мм) стальная арматура не должна иметь следов коррозии и коррозирует, если толщина защитного слоя уменьшена против проектной на 5 мм. В этом случае требуется удаление оставшихся следов торкретбетона и выполнение гидроизоляции несущей части сооружения.

Наибольшее деструктивное действие на железобетонные конструкции отстойников и резервуаров для питьевой воды оказывает сквозная фильтрация воды в трещинах днища, стен и покрытия. Причиной образования трещин являются как температурные деформации отдельных железобетонных элементов, так и деформации всего сооружения, вызванные неравномерной осадкой грунта. Подвод растворенного кислорода, нейтрализация стенок трещин в бетоне (снижение рН) создают условия для образования гальванической пары на поверхности арматуры с анодом в трещине. В этих условиях в трещине сталь растворяется, в то время как в прилежащем к трещине бетоне сталь остается пассивной. В результате интенсивной коррозии наблюдается обрыв арматуры на трещинах.

Ремонтно-восстановительные работы в отстойниках и резервуарах питьевой воды включают операции по восстановлению сечения стальной арматуры, заделке трещин с применением современных шовных гидроизоляционных материалов, восстановлению защитного слоя бетона путем использования ремонтных составов для защиты железобетонных конструкций от выщелачивающего воздействия воды.

Таким образом, при более низкой стоимости устройства железобетонного резервуара, итоговая стоимость его устройства и эксплуатации значительно превышает стоимость монтажа и эксплуатации наземных сборных резервуаров из нержавеющей стали.

Выдержки из актов обследования бетонных резервуаров.

— «Основной причиной начала проведения серии обследований железобетонных резервуаров явилась аварийная ситуация на баке № 2 емкостью 20000 м3 ТЭЦ*. В процессе всего периода эксплуатации резервуара обслуживающим персоналом наблюдались „запотевания“ стенки бака с внешней его стороны, в камере глубокого заложения. Постепенно „запотевания“ переросли в незначительные протечки до 15-20 л/сутки, затем увеличившиеся до 2500 л/сутки. После детального изучения технической документации и обследования было выявлено, что течи происходят через трещины в стыках стеновых панелей. Ширина раскрытия трещин составляла от 0,1 до 1,5 мм. Протяженность трещин — по всей высоте стенки бака.

Основной причиной, вызвавшей образование трещин, явилось нарушение технологии навивки кольцевой арматуры и укладки бетона в стыках между стеновыми панелями».

— «Обследование резервуара прямоугольной формы № 2 емкостью 5000 м3 ГРЭС* в 1997 г. показало, что бетон в стыках между стеновыми панелями имеет неплотную насыщенную структуру в двадцати стыках из сорока пяти».

— «Обследование монолитного резервуара ТЭЦ* в 2000 г. выявило наличие горизонтальных кольцевых трещин в стенке. Одной из причин появления трещин являются нерасчетные температурные напряжения в стенке, появление которых обусловлено тем, что конструкция резервуара не рассчитана на хранение жидкости с температурой +70oС + 95oС.

Коррозионные разрушения бетона плит покрытия имеют развитие на глубину до 50-70 мм, при этом во многих местах защитный слой арматуры полностью разрушен, а несущая арматура оголена».

Основные причины разрушений железобетонных резервуаров хранения жидкостей:

Многослойные кровельные покрытия с использованием рубероида или битума не обеспечивают необходимую гидроизоляцию плит покрытия и не предотвращают попадание атмосферной влаги на плиты и во внутрь резервуаров.
Коррозия бетона, коррозия арматуры и ее оголение на плитах покрытия протекают от воздействия паров жидкости и соединений атмосферной влаги с различными веществами, приводящим к набуханию.
Некачественная навивка кольцевой арматуры, коррозия навивочной арматуры и нарушение технологии укладки бетона в стыках между стеновыми панелями, что способствует образованию трещин в стыках, течей жидкости через них и фильтрации жидкости через некачественно уплотненный бетон стыков.

— «Интенсивная сульфатная коррозия бетона и арматуры плит способствовали потере несущей способности и их обрушению на кровле бака № 16 емкостью 20000 м3 ГРЭС*. Большинство плит оказались неремонтопригодными, а скрытые под рубероидным ковром разрушения наружной поверхности плит являются опасными для обслуживающего и ремонтного персонала, и могут стать причиной несчастного случая. Авария кровли на данном резервуаре явилась следствием отсутствия контроля за состоянием сооружения и своевременных ремонтно-восстановительных работ».

На многих резервуарах в камерах глубокого заложения наблюдаются повсеместные течи атмосферной влаги с выщелачиванием и структурным разрушением бетона плит покрытия, стеновых панелей и блоков.

* Места расположения резервуаров не распространяются по морально-этическим причинам

Проникновение атмосферной влаги вызывает:

Затопление камер и каналов глубокого заложения.
Ускоренную коррозию металлических конструкций (технологические трубопроводы, трубы разводки электрических проводов).

И несколько слов о сборных резервуарах из нержавеющей стали:

− Безсварная технология позволяет осуществлять монтаж на взрыво-пожароопасных производствах практически без излишней предосторожности.

− Монтаж резервуаров в закрытых помещениях с ограниченным доступом.

− Эстетический вид резервуара фактически не изменяется на протяжении десятков лет без дополнительного дорогостоящего подкрашивания и ухода.

− Экология материала (нержавеющая сталь) зарекомендовала себя на протяжении столетия.

− Наши стальные резервуары работают уже более 12-ти лет без каких-либо дополнительных капиталовложений.

− Скрытые дефекты отсутствуют.

Литература:

РД 153-34.0-21.529-98. «Методика обследования железобетонных резервуаров для хранения жидкого топлива».

Материалы компании «Аспект», г. Ижевск.

Также в статье использованы открытые материалы обследования резервуаров НПО «Ирвик».

Ссылки нормативов на инструкцию РД 03-420-01. «Инструкция по техническому обследованию ж/б резервуаров для нефти и нефтепродуктов».

complex1.ru