Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт бетона и железобетона Госстроя СССР (НИИЖБ)

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПЕРВИЧНОЙ ЗАЩИТЕ БЕТОНА СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Утверждены директором НИИЖБ 17 августа 1985 г.

МОСКВА 1985

Содержание

Приведены характеристика и источники микробиологического фактора коррозии бетона, способы повышения долговечности сооружений биологической очистки сточных вод в условиях первичной защиты, а также требования к материалам и методика подбора рационального состава бетона.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных, строительных и монтажных организаций.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Рекомендации разработаны в дополнение к "Руководству по проектированию защиты от коррозии железобетонных резервуаров очистных сооружений" (ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР. М., 1981) и в развитие главы СНиП 2.03.11-85 "Защита строительных конструкций от коррозии. Нормы проектирования". В основу Рекомендаций положены результаты обследования эксплуатируемых комплексов сооружений для биологической очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод, данные экспериментальных исследований, проведенных в лабораторных и натурных условиях.

Применение Рекомендаций позволит повысить долговечность бетона сооружений биологической очистки сточных вод от агрессивных воздействий, включая действие микробиологического фактора коррозии.

Рекомендации разработаны Макеевским инженерно-строительным институтом Минвуза УССР (канд. техн. наук В.А. Матвиенко, инженеры Г.Я. Дрозд, В.Н. Губарь) и НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук, проф. Ф.М. Иванов).

Дирекция НИИЖБ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации распространяются на железобетонные конструкции сооружений биологической очистки хозяйственно-бытовых и производственных сточных вод и могут быть использованы при проектировании аэротенков, метантенков и вспомогательных сооружений.

1.2. Рекомендации предусматривают выполнение требований "Руководства по проектированию защиты от коррозии железобетонных резервуаров очистных сооружений", а также дополнительные мероприятия по первичной защите бетона от микробиологического фактора коррозии.

1.3. Микробиологическим фактором коррозии именуются агрессивные по отношению к бетону железобетонных конструкций продукты жизнедеятельности микроорганизмов, развивающихся в резервуарах (отстойниках, аэротенках, метантенках) в процессе очистки сточных вод от органической составляющей и в порах бетона.

1.4. В целях первичной защиты бетона сооружений биологической очистки сточных вод предусматривается выполнение следующих мероприятии:

выбор коррозионностойких материалов для бетона;

оптимизация поровой структуры бетона;

применение добавок: биоцидных или "провоцирующих" развитие отдельных видов микроорганизмов, а также нейтрализующих агрессивное воздействие продуктов жизнедеятельности микроорганизмов.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

2.1. Степень агрессивности микробиологического фактора может быть оценена по данным о составе сточных вод в резервуарах в процессе микробиологической очистки и по составу конечных продуктов метаболизма биоорганизмов сточных вод.

2.2. Примерный состав хозяйственно-бытовых сточных вод на различных этапах микробиологической очистки и степень агрессивного воздействия на бетон приведены в табл.1.

2.3. Конечные продукты разложения органических составляющих сточных вод, образующиеся в результате жизнедеятельности микроорганизмов, приведены в табл.2.

Таблица I.

Степень агрессивности сточных вод на различных этапах биологической очистки

* По отношению к бетону с маркой по водонепроницаемости W 4 на обычном портландцементе;

** С учетом наличия большого количества биомассы, как источника СО₂ при микробиологическом разложении органической составляющей.

Таблица 2.

Конечные продукты разложения некоторых веществ органической составляющей сточных вод

3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОНОВ

3.1. Материалы для бетонов конструкций очистных сооружений выбирают в соответствии с требованиями главы СНиП 2.03.11-85 и рекомендациями табл.3, учитывающими наличие микробиологического фактора коррозии.

Таблица 3.

Рекомендуемые виды заполнителей и цементов для бетонов конструкций очистных сооружений

Примечание. Материалы указаны в порядке предпочтительного применения.

3.2. Рекомендуется применение добавок поверхностно-активных веществ и ускорителей твердения, уменьшающих размер пор и общую пористость бетонов - повышающих плотность бетона. Вид добавок и область их применения устанавливаются согласно "Руководству по применению химических добавок в бетоне" (М., Стройиздат, 1981).

3.3. Биоцидные добавки допускается применять при условии исключения вымывания их из бетона в очищаемые стоки.

3.4. Для повышения долговечности бетона при воздействии на него углекислого газа, основного конечного продукта разложения органического вещества микроорганизмами, рекомендуется введение в бетонную смесь тонкомолотого известняка в количестве 10-15 % массы цемента.

3.5. Для пропариваемых изделий целесообразно введение в бетонную смесь комплексной добавки, состоящей из СДБ и сернокислой меди в количестве 0,1 ... 0,5 % и 0,1 ... 0,15 % массы цемента, соответственно, в расчете на безводное вещество добавок. Добавки следует применять в соответствии с "Руководством по применению химических добавок в бетоне"

4. ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА

4.1. Характеристики бетонов для конструкций сооружений микробиологической очистки рекомендуется назначать в зависимости от этапа очистки, условий их эксплуатации в соответствии с данными табл.4.

Таблица 4.

Рекомендуемые показатели плотности проницаемости бетона

4.2. Расход цемента в бетоне рекомендуется в пределах 300 ... 450 кг/м³.

4.3. Подвижность бетонной смеси определяется видом конструкции и средствами уплотнения и должна обеспечивать плотность и однородность бетона. Для обеспечения предельного водоцементного отношения и заданной подвижности рекомендуется использование суперпластификаторов.

4.4. Подбор состава бетона следует производить по прилагаемое методике (см. приложение).

4.5. Режимы уплотнения и твердения бетонной смеси должны обеспечивать получение бездефектной поверхности - без раковин и микротрещин.

4.6. Торкретбетон и бетон для омоноличивания стыков сборных железобетонных конструкций должны иметь достаточную адгезию к бетону конструкций и удовлетворять требованиям табл.4.

Приложение

МЕТОДИКА ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА ОПТИМАЛЬНО ПЛОТНОЙ СТРУКТУРЫ

1. Определяем оптимальное соотношение между мелким и крупным заполнителем.

Оптимальным считается такое соотношение между песком и щебнем, которое обеспечивает максимальную объемную массу смеси (минимальную пустотность).

Максимальную объемную массу смеси заполнителей подбирают экспериментально путем варьирования соотношения между песком и щебнем.

Расчет пустотности смеси заполнителей производят по формуле

,                                                                            (1)

где V_пус – объем пустот, л/м³;

γ_см – объемная масса смеси заполнителя, кг/л;

γ_щ и γ_п – объемная масса зерен щебня, песка, кг/л;

Щ, П – содержание щебня, песка, % массы смеси заполнителей.

2. Варьируем два параметра бетонной смеси по плану ПФЭ 2²

X₁ - избыток цементного теста, обозначается α и принимается в пределах 1,05 ... 1,15.

Х₂ - В/Ц = 0,4 ... 0,48.

Расчет количества компонентов производят по следующим формулам:

,                                                                                                                   (2)

,                                                                     (3)

,                                                                                                                 (4)

,                                                                                                              (5)

m_зап=V_зап·γ_см,                                                                                                               (6)

Щ=Щ·m_зап,,                                                                                                                (7)

П=П·m_зап,,                                                                                                                   (8)

3. Данные расчетов сводим в таблицу.

4. Для каждого состава определяем следующие характеристики:

а) жесткость бетонной смеси;

б) прочность бетона на сжатие;

в) водонепроницаемость;

г) коэффициент фильтрации;

д) водопоглощение бетона.

5. В координатах X₁-X₂ строим изолинии характеристик ("а"... "д"). Выбор состава проводят путем последовательного выделения зоны факторного пространства, удовлетворяющего требованиям настоящих Рекомендаций.

а) определяют зону R_Б ≥ R_Б требуемого;

б) в зоне по п."а" выделяют зону с допустимой жесткостью (например, 10 с ≤ Ж ≤ 30 с);

в) в зоне по п."б" определяют точки с минимальным водопоглощением при минимальном расходе цемента.