Повышение долговечности подземных конструкций зданий с агрессивной солянокислой средой производства

Повышение долговечности подземных конструкций зданий с агрессивной  солянокислой средой производства

Как показывает опыт эксплуатации, в промышленных зданиях черной и цветной металлургии, химической, текстильной и других отраслях народного хозяйства наблюдается немало случаев разрушения строительных конструкций от воздействия кислых агрессивных сред.

Наиболее опасным, с точки зрения долговечности и надежности зданий, является заражение грунтовых оснований кислыми растворами. Пропитанный кислотой грунт представляет собой агрессивную среду для материалов подземных конструкций (фундаментов) и коммуникаций.

Характерным примером разрушения конструкций здания от агрессивного воздействия кислых растворов на грунты основания является аварийный случай, который произошел в корпусе вольфрамового отделения цеха № 4 завода «Рязцветмет».

Вольфрамовое отделение размещается в трехэтажном здании высотой до карниза 20 м; размерами в плане 42×18 м. Несущие кирпичные стены толщиной 640 мм возведены на ленточных фундаментах из сборных бетонных блоков и армированной подушки. Промежуточными опорами балок 2 и 3 этажей служат железобетонные колонны.

Основным видом агрессии в вольфрамовом отделении является жидкостная, связанная с применением (в технологии получения вольфрамового ангидрида) растворов соляной кислоты концентрации до 10%.

За восьмимесячный период эксплуатации в кирпичных стенах появились трещины, а через год здание пришло в аварийное состояние.

Наблюдениями по контрольным реперам было установлено, что максимальные осадки стен происходят в зонах размещения зумпфов, заглубленных в землю на 2 я от поверхности пола первого этажа.

Зумпфы для сбора производственных растворов были выполнены из железобетона и защищены двумя слоями оклеечной изоляции из рубероида на битумной мастике с облицовкой кислотоупорным кирпичом на жидко-стекольной замазке с андезитовым наполнителем.

Такая конструкция сборников оказалась ненадежной в эксплуатации, в результате чего технологические растворы из обоих зумпфов просочились в грунт под фундаменты.

Компрессионные испытания образцов, отобранных в нескольких уровнях ниже подошвы фундамента, показали, что при давлении 2-3 кг/см2с замачиванием водой, грунты не просадочные, средне-сжимаемые.

По результатам химического анализа выявлено, что причиной неравномерной осадки (просадки) грунтового основания является растворение структурных солей (преимущественно карбонатных) от воздействия соляной кислоты по реакции: СаС03 + 2НС1 = СаС12 + Н20 + С02

Продукты реакции СаС12 и С02 уходят из грунта, образуя легкоуплотняемые поры.

При тщательном геологическом изыскании обнаруживается в местах наибольших просадок наличие ложбино-образных линз супеси, в которых, благодаря повышенной фильтрационной способности грунта, происходит быстрое растекание реагента и его накопление на кровле подстилающего слоя лессовидных суглинков.

Блоки фундаментов в поверхностном слое пропитаны кислыми растворами. В защитном слое бетона под подошвой фундамента обнаружено до 1,2% хлор-ионов, поэтому возникают серьезные опасения коррозийных  разрушений арматуры и бетона.

К фундаментам зданий с кислой агрессивной средой необходимо предъявлять требования в устройстве надежной защиты (оклеечная изоляция, с облицовкой и глиняным замком). Для бетона рекомендуется выбирать заполнитель из кислостойких пород. Фундаменты здания вольфрамового отделения, кроме битумной обмазки, не имели защиты, а заполнитель в бетоне состоял из карбонатных пород, интенсивно разрушающихся в солянокислой среде.

Основная причина разрушения, состоит не только в ошибках проектирования, а, главным образом, в неудовлетворительном способе эксплуатации здания — поверхность пола первого этажа подвергается систематическим проливам кислых растворов, лотки и зумпфы, как правило, переполнялись до предела, имели место постоянные утечки из трубопроводов, насосов и т. п.

Дополнительными источниками увлажнения грунтового основания являлись также разрушенные подземные коммуникационные сети производственной канализации и водопровода.

Искусственное закрепление грунтов путем силикатизации, цементации и т.п. оказалось неприемлемым ввиду плотной структуры лессовидных суглинков. Поэтому для обеспечения безопасной эксплуатации здания в первую очередь были устранены источники увлажнения основания и улучшен технологический ре-, жим. Налажен контроль за состоянием грунта посредством устройства контрольных скважин, оборудованных обсадными перфорированными трубами. При помощи такого устройства осуществляется наблюдение в местах наиболее вероятных увлажнений (в помещении около зумпфов и на улице).

Из земли вынесены коммуникации и проложены выше нулевой отметки как в пределах здания, так и на улице, до ближайших контрольных колодцев (канализаций). Стены здания укреплены стальными стяжками, некоторые проемы усилены стальными обоймами.

Анализируя причины разрушения корпуса цеха № 4, приходим к выводу, что рассматриваемый тип здания для данного вида производства с жидкостной агрессивной средой является мало приемлемым.

В качестве усовершенствованного здания для производств с жидкостной кислой средой рекомендуется здание павильонного типа с размещением технологического оборудования на этажерках. Все коммуникации и зумпфы выносятся из земли и располагаются в габаритах специального технического (цокольного) этажа, где имеется возможность осуществлять систематический надзор за их исправностью и легко выполнять ремонтные работы.

Кислые растворы являются наиболее агрессивными из жидкостных сред.

Поэтому конструкции, подвергающиеся систематическим воздействиям производственных стоков, рекомендуется защищать более надежными полимерными материалами, нежели битумные составы, так как последние быстро стареют и в них образуются. микротрещины. Например, для защиты поверхности железобетонных зумпфов и каналов желательно в качестве гидроизоляции применять полиизобутилен (в два слоя).

Особое внимание следует уделять вопросам правильной эксплуатации зданий. Это в значительной степени повысит срок их службы.

Читайте так же:

Комментарии запрещены.