Стойкость бетона и железобетона в емкостных сооружениях водоочистки.
В системе канализотания крупных городов одно из ключевых положений занимают городские очистные сооружения канализации (ГОСК), включающие аэротенки с емкостями первичных и вторичных отстойников. В России основной парк этой группы сооружений был возведен в 60"80-е годы XX в. в сборном и сборно-монолитном варианте. На ГОСК Уфы в настоящее время работают два блока размерами в плане 150x150 м и высотой 5 м каждый. Блок № 1 построен в 1974 г., блок № 2 - в 1985 г. В связи с перегружением этих сооружений, а также с учетом перспективы увеличения объема сточных вод в середине 90-х годов XX в. было начато строительство блоков № 3 и № 4. В настоящее время для Уфы остро стоит вопрос о завершении строительства и пуске в эксплуатацию этих объектов.
В 2003 г. специалистами УГНТУ и МУП "Уфаводоканал" было проведено комплексное обследование технического состояния конструкций блока № 1 с целью решения следующих задач:
определение степени физического износа конструкций объекта после длительного срока его безремонтной эксплуатации (Тэ=29 лет);
разработка мероприятий по капитальному ремонту и усилению поврежденных конструкций для обеспечения безаварийной работы сооружения до нормативного срока службы (Тн=50 лет), то есть на период не менее 21 года;
выявление характерных дефектов и повреждений конструкций сооружения после длительной эксплуатации, с тем чтобы учесть их при завершении строительства емкостей блоков № 3 и № 4.
Основанием для экстраполяции данных по стойкости бетона и железобетона с емкостей блока № 1 на вновь строящиеся сооружения блоков № 3 и № 4 стали следующие рассуждения:
материалы обследования блока № 1 являются фактически результатами длительного натурного эксперимента, учитывающего многообразие неблагоприятных факторов эксплуатационной среды и их взаимное влияние, что практически невозможно смоделировать в лабораторных условиях;
параметры эксплуатационной среды (газовоздушной фазы и сточных вод), а следовательно, и ее агрессивность являются достаточно стабильными для региона;
конструкции блоков № 1, № 3 и № 4 изготовлены в Башкирии на местной сырьевой базе, то есть бетон как по химико-минералогическому составу цементного камня, так и по структуре (пористость, состояние контактной зоны "цементный камень " заполнитель") имеет близкие характеристики.
Работы по обследованию были проведены как снаружи, так и изнутри сооружения. К первой категории конструкций относятся те, которые являются доступными для обследования даже при заполненных емкостях, то есть в эксплуатационном режиме объекта. Это надводные конструкции, а также конструкции расположенных по периметру сооружения полузаглубленных каналов-коридоров, предназначенных для размещения технологического оборудования и контроля за протечками в наружных стенах емкостей. Возможность обследования состояния конструкций, расположенных ниже уровня сточных вод, представилась в связи с кратковременным опорожнением одного из четырех аэротенков блока № 1 для замены в нем технологического оборудования.
Блок емкостей № 1 состоит из четырех идентичных секций, причем каждая секция включает в себя первичный и вторичный отстойники и собственно аэротенк. Аэротенки блока емкостей № 1 по принципу очистки сточных вод являются типовыми четырехкоридорными аэротенками-смесителями, представляющими собой открытое прямоугольное емкостное сооружение, выполненное из сборно-монолитных тонкостенных железобетонных конструкций. Днище, стыки между стеновыми панелями, а также участки стен в углах выполнены из монолитного железобетона. Основными конструктивными элементами аэротенков и отстойников являются плоские стеновые панели двух типов: вертикально расположенные консольные стеновые панели наружных стен и горизонтально расположенные самонесущие стеновые панели внутренних стен-перегородок.
По условиям эксплуатации бетонные и железобетонные конструкции аэротенков могут быть разделены на две группы, для которых характерны определенные виды агрессивного воздействия.