Приложение 3. Газовая коррозия и другие возможные проблемы, возникающие при эксплуатации железобетонных коллекторов

Приложение 3

Газовая коррозия и другие возможные проблемы, возникающие при эксплуатации железобетонных коллекторов

Поверхность канализационных коллекторов при недостаточном проветривании подвергается специфическим проявлениям коррозии. К основным видам коррозии, которая наблюдается в коллекторах, относятся:

- химическая коррозия, вызываемая непосредственным действием сточных вод с низким уровнем рН;

- сероводородная биохимическая коррозия, поражающая надводную часть бетона конструкций;

- сероводородная химическая коррозия, поражающая металл и, в частности, арматуру железобетонной конструкции.

Кроме указанных видов коррозии достаточно часто наблюдается явление простого механического истирания лотковой части поверхности коллектора под воздействием твердых частиц, присутствующих в сточных водах, за счет недостаточных скоростей движения вод в трубе.

Наиболее опасна для железобетонных конструкций сероводородная биохимическая коррозия. Ее сущность заключается в том, что сероводород, выходя в надводную зону коллектора и достигая сырых поверхностей отделки, преобразуется действием бактерий (тиобацилловыми микробами) в серную кислоту, что, в сочетании со снижением значений рН настенной слизи до 1 - 3, вызывает экстенсивное разрушение бетона до состояния несвязного эттрингита.

Согласно СНиП 2.03.11-85 (таблица 2 и приложение 1), газовая среда канализационного коллектора (при типичных концентрациях наиболее агрессивного газа - сероводорода до 35 мг/м3) в условиях повышенной влажности по степени агрессивного воздействия на конструкцию из железобетона является сильноагрессивной.

Нормируемая (таблица 13 и приложение 3 СНиПа) группа покрытий - IV. Минимальная толщина защитного слоя составляет 0,2 - 0,25 мм. К этой группе покрытий относятся материалы на основе эпоксидных смол и их модификаций, а также хлорсульфированный полиэтилен.

Поверхность коллектора в пределах смоченного периметра находится в непосредственном контакте со сточными водами.

Согласно СНиП 2.03.11-85 (табл. 5 и 6), жидкая среда (при типичных значениях водородного показателя сточных вод рН 4-7 и содержания ионов > 1500 мг/л) по степени агрессивного воздействия на бетон является среднеагрессивной. Нормируемая (табл. 13 и прилож. 3) группа покрытий - III. Минимальная толщина слоя - 1,5 - 2,5 мм. К этой группе покрытий относятся материалы IV группы, а также хлорсодержащие и полиуретановые составы.

Регламентированные нормами материалы для защитных покрытий должны иметь высокую изолирующую способность (коэффициент паропроницаемости - 10.000 - 100.000; для сравнения: коэффициент паропроницаемости бетона - 50 - 100). Однако покрытия, если их нанести на поверхность бетона, имеющую высокую влажность или пропускающую поровую воду и пары воды, могут быть оторваны и разрушены, что приведет к потере их защитных свойств. Поэтому следует принимать соответствующие меры защиты от негативного воздействия грунтовой влаги на отделку коллектора. При сложившейся технологии проходки и ремонта канализационных тоннелей такая ситуация является неизбежной, так как влага, проникшая в конструкцию из грунта в виде паров, не имея свободного выхода внутрь коллектора, приводит к повышению парового давления и отслоению защитного покрытия.

С учетом вышеизложенного можно сделать вывод, что защита бетона отделки канализационного коллектора должна быть выполнена по всему периметру, и основополагающим в этом случае является создание промежуточной паронепроницаемой мембраны между первичной (железобетонные блоки) и вторичной (монолитная железобетонная рубашка) отделками.

Выводы:

- Газовая коррозия обуславливается, в основном, двумя процессами: карбонизацией бетона и биохимическим окислением сульфидов до серной кислоты. Оба этих процесса приводят к разрушению бетона внутренней поверхности труб и ускоренной коррозии арматуры внутри бетона, что, в свою очередь, приводит к потере прочности железобетонных труб и значительному увеличению их гидравлического сопротивления за счет увеличения шероховатости поверхности.

- Предпосылками этих процессов является сочетание в схеме водоотведения напорных и безнапорных коллекторов а также слабая вентиляция самотечных коллекторов, что приводит к высокой концентрации углекислого газа и сероводорода в газовой смеси в коллекторах. Условия эти типичны для г. Перми и реально не могут быть устранены в силу климатических условий, особенностей рельефа, геологических условий и сложившейся схемы водоотведения

- Основными методами борьбы с газовой коррозией является защита внутренней поверхности коллекторов полимерными покрытиями либо, что более эффективно, прокладкой пластиковых труб внутри существующих бетонных коллекторов.