Обследование железобетонного резервуара и технологического здания очистных сооружений

В июле 2020г. проведено техническое обследование строительных конструкций здания смесителя-усреднителя. Целью данной работы является оценка текущего технического состояния строительных конструкций смесителя-усреднителя. Выдача рекомендаций по обеспечению дальнейшей безаварийной эксплуатации.

Смеситель-усреднитель представляет собой здание с технологическим оборудованием и три железобетонных резервуара для сточных вод.
Технологическое здание трехэтажное с подвалом. Размеры здания в плане 11,2×16,6м.Под технологическим зданием расположен подземный железобетонный резервуар №1. Объем резервуара №1 ≈350м³.

Резервуары №2 и №3 выполнены единым надземным сооружением пристроенным к технологическому зданию. Сооружение имеет размеры в плане 11,2×75,9м. Между резервуарами №2 и Т3 устроена железобетонная стенка, вверху стенки устроено переливное отверстие. Резервуар №2 разделен железобетонной стенкой на два отсека. Доступ в резервуары осуществляется через люки расположенные в крышке резервуара. На крышке резервуара устроен технических этаж. Доступ на технических этаж осуществляется через технологическое здание или по пожарной лестнице.

Работы по техническому обследованию

Железобетонные резервуары

С целью определения прочностных характеристик бетона резервуара проведено неразрушающие испытание прямым методом (отрыв со скалыванием). По результатам испытания бетона резервуаров прямым методом неразрушающего контроля установлено, что прочность бетона на участке испытания соответствует классу B25. Прочность бетона на поверхности (глубина до 10мм) значительно снижена.

Для определения глубины карбонизации бетона произведено измерение водородного показателя pH. На свежий скол бетона в месте определения прочности ручным пульверизатором нанесен 0,1% спиртовой раствор фенолфталеина. После нанесения раствора-индикатора при изменении pH от 8,3 до 14 бетон в некарбонизированной зоне приобретает ярко-малиновую окраску, а в карбонизированной зоне имеет серый цвет. Расстояние от поверхности до границы с ярко окрашенной зоной измерено линейкой с точностью 0,5мм, измеренная величина есть глубина карбонизации. По результатам исследования выявлено, что глубина карбонизации бетона крышки резервуара составляет до 5мм.

Карбонизация является характерным процессом, который ослабляет защитные свойства бетона, ее развитие обусловлено наличием углекислого и других газов, образующихся в резервуаре. В процессе карбонизации углекислый газ воздуха проникает в поры и капилляры бетона, растворяется в жидкости и реагирует с гидроалюминатом окиси кальция, образуя слаборастворимый карбонат кальция. Карбонизация снижает щелочность содержащейся в бетоне влаги, что способствует снижению защитного действия щелочных сред и коррозии арматуры в бетоне.

Скорость коррозии стальной арматуры зависит от значения pH среды. рН уровень стоков, находящихся в резервуаре, соответствует 5. При высоких значениях pH на арматуре образуется плотная нерастворимая окисная пленка, вследствие чего скорость коррозии сильно снижается. При pH≤5 (кислые растворы) окисная пленка не образуется. В связи с низким уровнем pH в резервуаре важно обеспечение отсутствия доступа кислорода к арматуре, что предотвратит развитие коррозионного процесса. Для этого, с помощью лупы ЛПП 1-7х рассмотрена поверхность бетона на сколе для выявления структурных изменений. На глубине до 50 мм выявлено наличие крупных пор и трещин в бетоне.

При проведении визуального инструментального обследования внутренней поверхности резервуаров установлено, что гидроизоляция резервуара выполнена эпоксидно-полимерным обмазочным составом. Состав преимущественно отсутствует на поверхности в результате нарушения адгезии материала. Кроме того, обнаружены каверны в бетоне в местах расположения холодных швов бетонирования.

Металлический каркас над резервуарами №2 и №3

При проведении сплошного визуально-инструментального освидетельствования конструкций каркаса технического этажа над резервуарами выявлено разрушение окрасочного покрытия и коррозия металлоконструкций на глубину до 1мм.

С целью определения прочностных характеристик металлических конструкций каркаса выполнены неразрушающие испытания с использованием твердомера

В виду наличия коррозийного повреждения металлических конструкций технического этажа для определения несущей способности стропильных балок и прогонов выполнены поверочные расчеты. По результатам расчета установлено:
– Несущая способность прогонов с учетом коррозии до 1мм обеспечена. Коэффициент использования балки при действии изгибающего момента 0,17;
– Несущая способность стропильных балок с учетом коррозии до 1мм обеспечена. Коэффициент использования балки при действии изгибающего момента 0,15.

Чертежи и схемы разработанные в ходе обследования

Выводы и рекомендации

Техническое состояние каркаса, стен и перегородок, перекрытия и покрытия технологического здания – работоспособное.

Техническое состояние железобетонных резервуаров – ограниченно работоспособное

Для обеспечения дальнейшей безаварийной эксплуатации резервуаров необходимо выполнить гидроизоляцию поверхности. В качестве гидроизоляции рекомендуем рассмотреть устройство жесткой ПВХ мембраны на всей площади поверхности.

С учетом разрушения обмазочной гидроизоляции, наличия карбонизации бетона с образованием структурных изменений (поры, трещины) можно спрогнозировать развитие процессов коррозии арматуры с разрушением защитного слоя бетона.

Техническое состояние металлического каркаса технического этажа над резервуарами №2 и №3 – работоспособное.

Разрушение защитного окрасочного покрытия и повышенная коррозия металлических элементов каркаса технического этажа связана с эксплуатацией конструкций в среде с повышенной влажностью. Крышка резервуаров №2 и №3 не утеплена, что приводит к выпадению конденсата на поверхности металлических конструкций и внешней поверхности крышки резервуара. В холодный период года выпадение конденсата приводит к образованию наледи на поверхности конструкций. Люки и отверстия в крышке не герметизированы, что приводит к испарениям сточных вод из резервуара.

В виду того, что металлические конструкции каркаса технического этажа находятся в среде с повышенной влажностью, обновление защитного лакокрасочного покрытия необходимо проводить с периодичностью в несколько лет в зависимости от типа окрасочных материалов.

Для обеспечения дальнейшей безаварийной эксплуатации необходимо зачистить металлические конструкции от продуктов коррозии с использованием пескоструйного аппарата и восстановить защитное окрасочное покрытие и выполнить замену профилированного листа кровли. Для продления срока службы лакокрасочного покрытия рекомендуем выполнить утепление крышки резервуаров и герметизацию люков и отверстий с отводом испарений наружу. Ввиду отсутствия технологической необходимости в техническом этаже целесообразно рассмотреть возможность демонтажа конструкций каркаса с устройством плоской эксплуатируемой кровли по крышке резервуара.