Железобетонные резервуары для воды подземные

Железобетонные резервуары

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 >>

Железобетонный монолитный пожарный резервуар

Содержимое:
1. Конструктивные элементы бетонных резервуаров
2. Монтаж монолитных резервуаров из бетона
3. Секторная система строительства бетонных резервуаров
4. Резервуары из бетонных колец
5. Прямоугольные резервуары
6. 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.

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.

Железобетонный резервуар — виды и использование хранилищ для воды и нефтепродуктов

Стремительное развитие нефтедобывающего и перерабатывающего комплекса, аграрного сектора экономики требует надежных мест хранения сырья. Железобетонный резервуар — универсальный объект, который одинаково подходит для нефти и калийно-азотной смеси, которая стала популярна среди предприятий сельского хозяйства. Типовые проекты позволяют выбрать для каждого случая свое бетонное изделие.

Виды емкостей

Комплекс конструкций из железобетона, позволяющий хранение технологических жидкостей — это бетонные резервуары. Из-за своей сравнительно невысокой стоимости и длительного срока эксплуатации они применяются и в жилищно-коммунальном хозяйстве. Низкая теплопроводность емкости препятствует быстрому испарению жидких продуктов.

Бетонные емкости — распространенные типы объектов

Резервуары из железобетона

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.

Достоинства и недостатки

Плюсы таких резервуаров:

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

1. Необходимость делать обваловку вокруг конструкции. Это не позволяет детально проверять целостность железобетонного резервуара. В случае обнаружения дефекта конструкции она препятствует устранению недостатков.
2. Большие расходы на их эксплуатацию. Согласно типовым инструкциям по эксплуатации, для выполнения ремонта делается дополнительный защитный слой из бетона с водозащитными примесями.
3. Высокая цена.
4. Если они находятся в грунтовых водах, то большая опасность их всплытия.
5. 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.

Виды по форме:

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.

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:

1. Герметичность.
2. Запрещено проникновение внутрь неочищенных стоков (дождевых, грунтовых и т. д.). С другой стороны, вытекание жидкости — не экономично и может привести к размыванию грунта.
3. Очищение и дезинфекция хлором (гипохлоритом натрия и т. д.) внутренних стенок.
4. Требования к плоскости стенок. Они должны быть гладкими, ровными, не пористыми. Это уменьшает вероятность жизни на них бактерий, водорослей и других микроорганизмов в резервуарах.
5. 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.

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.

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:

1. Емкость наполняется до 1 метра. После чего три дня проверяют, не падает ли уровень жидкости.
2. 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.

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.