Материалы для ремонта очистных сооружений

Блог строительной компании «Росмакс-Сервис»

Ремонт и защита канализации материалами Sika

Добрый день, уважаемые читатели блога Росмакс-Сервис!
В рубрике «Материалы Sika», для вас — новый пост. В прошлый раз, в статье «Материалы для приклеивания паркета», мы познакомили вас с продуктами для приклеивания деревянных поверхностей. Сегодняшняя публикация посвящена материалам бренда Sika, предназначенным для ремонта и защиты канализационных и очистных сооружений.

Высокие требования к качеству очистки воды очистных сооружений

Загрязненная и дождевая вода из канализации поступает в очистные сооружения, а чистая вода после многоступенчатой системы очистки непрерывно отводится из них.
В течение всего процесса очистки вода проходит через различные отстойные бассейны, преимущественно возведенные из бетона.
Конструкция всех бассейнов и резервуаров очистных сооружений зависит от метода обработки сточных вод. Механическая очистка сточных вод, как правило, является начальной стадией. В первичном отстойнике стоков и при пропускании сточной воды через решетки и гравийные камеры происходит очистка от крупных механических загрязнителей.
На второй стадии применяются биохимические методы очистки, например, за счет микробиологических процессов расщепления в аэротенке или в метантенке. На третьей стадии применяются химические способы очистки в смесителях, вторичных отстойниках или специальных бассейнах для удаления биологически нерасщепленных веществ.

В процессе очистки состав сточных вод меняется, поэтому изменяется и их воздействие на бетонные поверхности конструкций очистных сооружений. Потенциальным источником опасности для бетонных поверхностей очистных сооружений являются протекающие в сточных водах механические, биологические и химические процессы. Назовем лишь некоторые разрушающие бетон факторы: чередование циклов заполнения бассейнов (пустой цикл / заполнение сточными водами), воздействие агрессивных сточных вод и проход по верхней кромке бассейна рабочей поверхности илоскреба или подвижной фермы.

Механические нагрузки в отстойных бассейнах приводят к вымываниям, абразивным повреждениям поверхности бетона и коррозии. Бетонные поверхности внутренних поверхностей метантенков также подвергаются воздействиям серной кислоты и газов. При возведении очистных сооружений основное внимание уделяется долговечности герметичных конструкций. Однако, даже при щательном планировании (например, при выборе правильного класса воздействия окружающей среды), технически грамотном применении и последующей защите бетона, могут потребоваться дополнительные меры по защите и ремонту конструкций. В документе «Памятка о защитных покрытиях бетона при очень сильном агрессивном воздействии согласно стандарту DIN 4030» перечислены меры по дополнительной защите и ремонту конструкций. Для обеспечения долговечности очистных сооружений необходимы герметичные конструкции, отличающиеся высокой механической и химической стойкостью.

Центральная транспортная система под землей. Мощная нагрузка на канализационную сеть.

Только одна коммунальная канализационная сеть в Германии простирается более чем на 500 000 км и обслуживает почти все дома. Всего 2 % граждан Германии не подключены к коммунальной канализационной сети. Канализационные системы Германии относительно устарели: в старых федеральных землях не достигли 25-летнего возраста менее половины коммунальных сетей, а в новых землях — всего лишь третья часть.
Поперечные сечения канализационных труб составляют 30–400 см. Более 75 000 км всей канализационной системы с диаметром 80 см имеют проходимую площадь поперечного сечения, которую можно отремонтировать подходящими ремонтными составами и системами для защиты поверхностей.
Восстановление каналов, недоступных для прохода, осуществляют робототехнические системы, а облицовку – методами облицовки или общей реставрации.

Система доступных для прохода каналов состоит из утрамбованного бетона или железобетона круглого, прямоугольного или элипсоидного сечения.
Внутренние поверхности системы могут быть облицованы керамическими опорными плитами, клинкерной кладкой и другими материалами.
В каналах различают три разные зоны нагрузки:

Требования к несущей конструкции канализационных и шахтных сооружений в последние десятилетия сильно изменились.
Повысилась статическая и динамическая нагрузка на конструкции за счет увеличения этажности зданий, существенного увеличения объемов транспортных потоков и др. Повышение нагрузки может вызывать осадку конструкций. Из-за увеличения концентрации агрессивных компонентов в сточных водах, повреждающих бетон, значительно повысилась химическая нагрузка на очистные сооружения. Увеличилась нагрузка на канализационные сети и от абразивного износа и биологического воздействия микроорганизмов. Из-за повышения оборотного течения сточных вод, которое наблюдается в последние годы, стало более выраженным влияние биологических процессов.
Все эти факторы наносят вред установкам для очистки сточных вод, вызывая коррозию бетона и арматуры. В этих условиях потребность в ремонте канализационной сети постоянно возрастает, предъявляются более высокие требования к качеству и надежности ремонтных составов и защитных покрытий.

От бетона до швов. Типичные повреждения очистных сооружений.

Повреждения очистных сооружений

В зоне переменного уровня вод в бассейнах для биологической очистки в первую очередь наблюдаются сильные вымывания конструктивного бетона. В этой зоне рекомендуется репрофилирование бетонной поверхности с помощью цементных растворов и нанесение стойких систем для защиты поверхности.
Повреждения из-за абразивного износа бетонной поверхности в первую очередь встречаются в зоне, подверженной механическим воздействиям дисперсных частиц сточных вод, т. е. в отстойниках для песка и на насосных станциях, оборудованных шнековыми насосами.
Ремонтные составы для репрофилирования поверхностей в данной зоне должны обладать хорошим со
противлением к действию абразивных сред.
Трещины в бассейнах, на рабочих поверхностях илоскреба и парапетах должны быть надежно закрыты перекрывающим трещины материалом для предотвращения дополнительных повреждений бетона и стали.
Неуплотненные термоусадочные и деформационные швы – это особенно уязвимые места очистных сооружений. Для долговременной защиты швов очистных сооружений необходимы эластичные и устойчивые к агрессивным воздействиям герметизирующие защитные материалы.
Из-за проникновения воды и действия мороза швы могут получить сильное повреждение, поэтому швы следует уплотнить устойчивым к проникновению влаги и морозам материалом.

В закрытых системах метантенков бетонная конструкция в первую очередь разрушается от химических воздействий и биогенной коррозии под действием серной кислоты (BSK). Для защиты внутренних поверхностей метантенков необходимо применять устойчивое к биогенной коррозии защитное покрытие Sikagard® 33.
Стальные резервуары в меньшей степени подвержены агрессивным воздействиям, но, находясь под такими же нагрузками, что и бетонные конструкции в очистных сооружениях, также нуждаются в защите.
Все стальные поверхности очистных сооружений в этой зоне должны быть в обязательном порядке защищены от коррозии. Универсальные системы Sika®, предназначенные для защиты бетонных поверхностей, также отлично подходят и для защиты стальных поверхностей.
Долговечность будущей защитной системы покрытия в первую очередь зависит от качества подготовки стальной поверхности под покрытие. Качество подготовки и степень очистки стальной поверхности регламентируется стандартом DN EN ISO 12 944.

От бетона до швов. Типичные повреждения канализационных систем.

Повреждения канализационных систем и шахтных сооружений

Взвешенные частицы сточных вод вызывают сильный абразивный износ и сильные вымывания в основании канализационных каналов. На боковых стенах и в замке свода наиболее часто обнаруживаются частичные сколы бетона в виде локальных и коррозионных повреждений.
Для ремонта и репрофилирования бетонных поверхностей этих зон необходимо тщательно подготовить поверхность и в зависимости от степени агрессивного воздействия восстановить конструкции ремонтными системами, а затем нанести систему для защиты поверхности. При распространении зоны коррозионных повреждений и вымытого бетона по большой площади для репрофилирования конструкции применяют метод торкретирования.
Трещины, образованные из-за отрыва бетонной облицовки, необходимо герметично закрыть подходящими цементными или полиуретановыми растворами для инъектирования от проникновения воды и дополнительного загрязнения грунтовых вод. Имеющиеся полости следует заполнить расширяющимися подливочными составами.
В первую очередь восстановлению подлежит бетон газового пространства канализационных сооружений, который разрушается в результате биогенной коррозии под действием серной кислоты.
В качестве ремонтных материалов рекомендуется применение сульфатостойких или обогащенных эпоксидной смолой материалов.
Если агрессивность сточных вод лежит в диапазоне от слабой до сильной степени, то для защиты бетонных поверхностей достаточно принять меры по повышению непроницаемости и сульфатостойкости цементного раствора.
В тех случаях, когда имеет место очень сильное агрессивное воздействие сточных вод, в соответствии со стандартом DIN 4030 и ATV-M 168 на поверхность восстановительного слоя бетона необходимо дополнительно нанести химически стойкую систему защиты поверхности.

Экономичные и долговечные решения по ремонту и защите от компании Sika ®

Для защиты и ремонта очистных сооружений и доступных для прохода канализационных каналов компания Sika® поставляет широкий ассортимент материалов, которые хорошо зарекомендовали себя в различных областях применения.

Восстановление бетона

В зависимости от требуемой степени репрофилирования и площади поврежденного бетона ремонтные системы наносятся вручную или торкретированием.
Независимо от способа нанесения ремонтный состав на цементной основе должен обладать высокой сульфатостойкостью. Такие же требования предъявляют к полимерцементным бетонам. Для нанесения методом «мокрого» торкретирования Sika® предлагает однокомпонентные системы:
Sika® MonoTop® System и Sika® Repair®, отличающиеся высокой стойкостью к сульфатам. Материалы серии Sika® MonoTop® System и Sika® Repair® могут наноситься и вручную.

Для «мокрого» торкретирования применяются также материалы:
Sika® MonoTop® 412 N, Sigunit®, Sika® ViscoCrete® SC 305.
Для механического нанесения методом «сухого» торкретирования подходят ремонтные составы Sika® Gunit® 03 и SikaCem® Gunit-133, обладающие высокой стойкостью к сульфатам и карбонизации.

KS: защита арматуры от коррозии
HB: адгезионное соединение, адгезионный состав, грунтовка
BE: ремонтный состав
SP: шпатлевка

Как при сильной, так и при очень сильной степени агрессивного воздействия на бетон, поверхность бетона предварительно очищают пескоструйным способом. Подготовленную поверхность защищают трехкомпонентной эпоксидно-цементной, тонкослойной шпатлевкой Sikagard® 720 EpoCem®, которая обеспечивает надежную защиту бетона при сильной степени агрессивности стоков. Sikagard® 720 EpoCem® жесткая система, поэтому при необходимости перекрывания трещин шпатлевку обрабатывают пластифицирующим эпоксидным составом.

В случае очень сильного агрессивного воздействия вод на тонкослойную шпатлевку Sikagard® 720 EpoCem® наносят дополнительные высокопрочные защитные покрытия: SikaCor® 277 (на основе эпоксидных смол) или Sika® Poxitar F (комбинация эпоксидных смол с антраценовым маслом). Эти системы жесткие, поэтому при необходимости перекрывания трещин можно использовать жидкую мембрану на основе быстротвердеющего гибрида полиуретана и полимочевины Sikalastic® 830 (наносится механически).

При предельно агрессивной нагрузке вод, которые возникают на снабженных люками очистных сооружениях, следует учитывать биогенную коррозию, вызванную серной кислотой. В этом случае применяется эпоксидная смола с высокой плотностью сшивки и специальными наполнителями Sikagard® 33 или в комбинации со специальной тканью. При высоких требованиях к перекрыванию трещин рекомендуется жидкая мембрана на основе быстротвердеющего гибрида полиуретана и полимочевины Sikalastic® 830 (наносится механически).

Инъектирования в конструкцию
Компания Sika® предлагает целый ряд высокоэффективных материалов для заполнения трещин и полостей, например, двухкомпонентные составы Sika® Injeсtion 304 и Sika® Injeсtion 305. Инъекционный состав Sika® Injection-451 на основе эпоксидных смол обладает низкой вязкостью и высокой проникающей способностью, применяется для восстановления монолитности конструкций. Полиуретановые инъекционные составы, которые можно инъектировать как однокомпонентные:
Sika® Injection-101 – предназначен для создания временного барьера при герметизации водоносных трещин в бетоне, быстро вступает в реакцию с водой с образованием большого объема пены; Sika® Injection-201 – для создания постоянной эластичной гидроизоляции трещин.
Заполнение полостей
Безусадочные подливочные составы на минеральной основе SikaGrout®-311, -314 и -318 обеспечивают надежную цементацию (заливку) полостей. Размер фракций заполнителей подливочных составов колеблется от 1,3 до 8 мм.

Герметизация швов и трещин выполняется с помощью стойкой к атмосферным и химическим воздействиям системы Sikadur® Combiflex SG, состоящей из уплотнительной ленты и эпоксидного клеевого раствора.
Заделка швов
Эластичный полиуретановый герметик Sikaflex®-TS plus обладает высокой стойкостью к жидкому навозу и большому числу химических веществ. Уплотненные этим материалом швы допускают суммарную подвижку до 15%. При требовании хорошей механической и химической стойкости к действию бытовых сточных вод, оптимальным решением для герметизации швов будет герметик Sikaflex® PRO-3WF. Допустимая суммарная деформация герметика Sikaflex® PRO-3WF составляет 25%.
Приклеивание керамических опорных плит
Опорные площади каналов сточных вод частично облицовывают керамическими опорными плитами. Применяя эпоксидный клей Sikadur®-31 CF Normal/Rapid, можно выполнить приклеивание при толщине слоя менее 30 мм, а с помощью Sikadur®-41 CF Normal/Rapid – менее 60 мм.
Оба клеевых состава отличаются хорошей механической и химической стойкостью.
Дополнительные сведения о применении, технических параметрах и способах нанесения материалов и систем можно найти в технических описаниях продуктов Sika®.

Длительное воздействие агрессивных сред на бетон канализационных сооружений

Агрессивное воздействие среды канализационных сооружений (очистных сооружений или канализационных систем) на бетон – это основная причина повреждений и разрушений бетона. Долговечность канализационных каналов определяется качеством бетона и воздействием агрессивных сред.
Оценить степень агрессивного воздействия среды на бетон в зонах очистных сооружений, постоянно увлажняемых сточными водами, можно по стандарту DIN 4030.
Стандарт DIN 4030 разработан для природной воды и нетронутых грунтов (а не для сточных вод). Степень химического воздействия на бетон определяют по содержанию в воде агрессивных компонентов и кислотности (рН).
При выборе ремонтной системы необходимо учитывать степень агрессивного воздействия вод на бетонные поверхности, глубину повреждений, прочность и др. свойства основания, степень сульфатной и хлоридной нагрузки.
Согласно DIN 4030 при очень сильном химическом воздействии на бетон необходима дополнительная защита бетонной поверхности в виде защитных покрытий.

Опасность в промедлении — биогенная коррозия под действием серной кислоты (BSK)

Снабженные люками или закрытые канализационные сооружения (каналы и метантенки) в большей степени подвержены биогенной коррозии, вызванной действием кислот: прежде всего серной, аминокислот и сероводорода.
Серная кислота обычно синтезируется в системах при недостаточном содержании кислорода и длительном нахождении сточных вод внутри системы. Аминокислоты образуются в результате расщепления содержащегося в сточных водах белка. В результате взаимодействия аминокислот и серной кислоты образуется еще более агрессивный по отношению к железобетонным конструкциям сероводород (H2S). За счет диффузии сероводород попадает в атмосферу канализационной сети, окисляется и в виде элементарной серы оседает на стенах. Синтезированная сера используется сероводородными бактериями как источник энергии, усваивая её, они превращают серу вновь в серную кислоту (H2SO4). Такая «биогенно» синтезированная серная кислота еще в большей степени разрушает бетон.

Источник