Цель и постановка задачи

Целью работы является оценка возможности защиты конструкций систем водоотведения полимерными материалами.

Особенности эксплуатационной среды, воздействующей на конструктивы в коллекторе

Химический состав пленочной конденсатной влаги, формируемой в результате взаимодействия микробных метаболитов с бетоном, варьирует в зависимости от глубины поражения бетона коррозионным процессом (табл. 1). Как видно, значения рН пленочной конденсатной влаге делает эту среду чрезвычайно агрессивной по отношению к бетону.

При оценке агрессивности пленочной конденсатной влаги необходимо также учитывать ее солесодержание, которое зависит от рН среды (глубины и активности коррозионного процесса). На начальных этапах, когда рН бетона > 10, солесодержание конденсатной влаги составляет 1-2 г/дм³. При дальней-шем развитии ассоциации тиобацилл и разрушении бетона концентрация солей (преимущественно сульфатов) в конденсатной влаге возрастает и при рН бетона < 2 их концентрация превышает 60 г/дм³. Согласно СНиП 2.03.11-85 среды с такими характеристиками солесодержания являются сильноагрессивными по отношению к бетону.

Таблица 1 – Химические характеристики пленочной конденсатной влаги на поверхности сводовой части коллектора

рН поверхностного слоя бетона	рН пленочной конденсатной влаги	Солесодержание расчетное по контролируемым ионам, г/дм3	ХПК, г/дм3
12,3	12,8	>1,0	0
8,6	7,0	>10,0	0,1
4,2	4,0	>30,0	0,9
1,5	1,4	>60,0	1,5

На предприятиях ГКП «Харьковкоммуночиствод» (ХКОВ) был проведен скрининг различных материалов для защиты конструкций систем водоотведения при их ремонте и восстановлении. Приоритет отдавался материалам, производимым на территории Украины: керамическим изделиям Харьковского плиточного завода и профилированному полиэтилену, изготовленному из отходов производства Харьковского завода «Южкабель».

Испытание защитных покрытий бетона в натурных условиях

Железобетонные сборные элементы, покрытые профилированной полиэтиленовой пленкой, успешно прошли испытания в натурных условиях на шахтном стволе канализационного коллектора ХТЗ.

Испытание в коллекторе продолжались более 16 месяцев. Концентрация сероводорода в коллекторе превышала нормативную в 6-30 раз (60-300 мг/м²), а рН пленочной конденсатной влаги имел значения ниже 2,0. В этих условиях полиэтиленовое покрытие не претерпело существенных изменений. На основании проведенных исследований, институт «УкркоммунНИИпрогресс» рекомендовал применение профилированной полиэтиленовой пленки для защиты от коррозии коллекторов глубокого заложения.

В настоящее время на базе ГКП ХКОВ прорабатывается возможность изготовления профилированного полиэтиленового листа с армирующими ребрами из полимерных отходов, содержание которых в составе бытовых отходов г. Харькова в виде полиэтиленовой упаковки, тары и одноразовой посуды достигает 8 % [5, 6].

Технология производства полиэтиленового листа с армированными ребрами

Технология производства таких изделий осуществляется экструзионным методом с формированием профиля листа посредством продавливания через щелевую головку калибрующих устройств. Технология и оборудование апробированы при изготовлении аналогичных изделий с толщиной листа 1-4 мм и шириной до 1000 мм в условиях действующего производства. Полученный листовой материал (рис. 2) в виде рулонов или листов доставляется на место изготовления железобетонных конструкций и помещается на дно опалубки армирующими выступами вверх. В опалубку укладывается бетонная смесь согласно технологии производства железобетонных изделий. С учетом вибрации и пропарки армирующие выступы вклиниваются в монолит железобетонной конструкции. В процессе схватывания и созревания изолирующий лист из вторичных полимеров внедряется в структуру бетона (рис. 2).

Рисунок 2 – Полиэтиленовый лист с армированными ребрами

При монтаже железобетонной панели изолированная поверхность обращается к агрессивной среде и надежно защищает изделие. Для облицовки действующих конструкций канализационных коллекторов (лотков, панелей перекрытий, сводов и т.д.) данным материалом была разработана технология сварки листов полиэтиленовой пленки на объектах без домонтажного изготовления железобетонных конструкций и ремонта стен шахтных стволов с бетонированием по месту.

Перспективным направлением защиты металлических конструкций инженерных сетей от разрушения в условиях агрессивных сред является создание покрытий с использованием порошковых полимеров [7]. Это дает возможность применять кристаллические полимеры для получения покрытий любой толщины при одноразовом нанесении. Однако отечественные порошковые полимеры невозможно использовать для нанесения покрытий в чистом виде без стабилизаторов, наполнителей и пластификаторов.

Выводы

Испытания полиэтиленовой пленки для антикоррозионной защиты бетона и железобетона в канализационных коллекторах показали высокую надежность этого материала в защите конструктивов от биогенной сернокислотной агрессии. Для защиты конструкций в сетях водоотведения – шахт и канализационных коллекторов, предлагается использовать специальные листы из профилированного полиэтиленового листа с армирующими ребрами.

Разработана технология облицовки бетонных железобетонных конструкций этими листами.

Предложена технология получения гранул вторичного полиэтилена и изготовления полиэтиленового листа с армированными ребрами из полимерных отходов. Применение такого материала позволит повысить эксплуатационную долговечность бетонных трубопроводов водоотведения их экологическую безопасность экономичным путем при помощи ресурсосберегающей технологии.