Рекомендации Рекомендации по первичной защите бетона сооружений биологической очистки сточных вод

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

Макеевский инженерно-строительный институт Минвуза УССР

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПЕРВИЧНОЙ ЗАЩИТЕ БЕТОНА СООРУЖЕНИЙ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД

Утверждены директором НИИЖБ 17 августа 1985 г.

МОСКВА 1985

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2. ХАРАКТЕРИСТИКА МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА

3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ БЕТОНОВ

4. ПОДБОР СОСТАВА БЕТОНА

Приложение

МЕТОДИКА ПОДБОРА СОСТАВА БЕТОНА ОПТИМАЛЬНО ПЛОТНОЙ СТРУКТУРЫ

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

Сооружение

Оценка сульфатной агрессивности по СНиП 2.03.11-85

Агрессивность, определяемая микробиологическим фактором

показатель, мг/л

степень агрессивности*

рН среды

содержание, мг/л

Степень агрессивности*

SO 4 2-

менее

HSO 3

свободный СО2, не более

NH 4 не более

биомасса

Песколовка

1000

450-500

Слабоагрессивная

8-8,5

5

50

100

Не агрессивная

Отстойник

1000

450-500

Слабоагрессивная

7,5-8,5

30

40

500

Не агрессивная

Аэротенк

900

450-500

Слабоагрессивная

7-7,5

50

40

2000

Слабоагрессивная**

Метантенк

100

1500-2000

Не агрессивная

6,7-7,3

850

250

до 3000

Среднеагрессивная

* 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

Вещество

Конечные продукты

Белки

С O2, NH , НСО , h2s, CH4

Углеводы

co 2 , NH , CH 4 , Н+

Жиры, спирты, ПАВ, фенолы

co 2 , Н+

Ацетаты, пропионаты, лактаты, бензоаты, пируваты,

co 2 , НСО , Н+

Цианиды

co2 , NO

Производные бензола

co 2

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

Наименование материала

Вид материала для бетонов сооружений

песколовка, лотки

отстойники

аэротенки

метантенки

Цементы (по ГОСТ 10178-76*)

Портландцемент с содержанием С3А менее 8 %

Шлакопортландцемент

Шлакопортландцемент

-

-

Порода крупного заполнителя

Гранит

Гранит

Известняк

Известняк

Известняк

Известняк

Гранит

Гранит

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

Наименование сооружений и условия эксплуатации конструкций

Вид бетона

Показатели плотности проницаемости бетона

марка водонепроницаемости

коэффициент фильтрации см/с, не более

водопогло щение, % по массе, не более

В/Ц

Аэротенки – надводная часть

Бетон повышенной плотности

W 6

2.10-9

4,7

0,48

Песколовки и первичные отстойники

То же

W 6

2.10-9

4,7

0,48

Аэротенки – подводная часть

"

W 6

2.10-9

4,7

0,48

Метантенки и вторичные отстойники - все конструкции

Особоплотный бетон

W 8

6.10-10

4,2

0,42

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 Vпус – объем пустот, л/м3;

γсм – объемная масса смеси заполнителя, кг/л;

γщ и γпобъемная 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 ·γсм ,                                                                                                                (6)

Щ=Щ· m зап ,,                                                                                                                 (7)

П=П· m зап ,,                                                                                                                    (8)

3. Данные расчетов сводим в таблицу.

№ состава

Величина факторов относительная/абсолютная

Расход материалов, кг/м3

Σ комп.

Х1

Х2/В/Ц

Ц

В

П

Щ

1

2

3

4

5

+ / 1,15

- / 1,05

+ / 1,15

- / 1,05

0 / 1,10

- / 0,4

+ / 0,48

+ / 0,48

- / 0,4

0 / 0,44

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 RБ RБ 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.

Еще бесплатно скачать

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 3.00/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
3.0/5 (1 голос)

Данную страницу никто не комментировал. Вы можете стать первым.

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить