Лаборатория геологии техногенных процессов
Максимович Н.Г., Блинов С.М. Использование геохимических методов для нейтрализации сред, агрессивных к подземным конструкциям // Состояние и перспективы развития научно-технического потенциала Южно-Уральского региона: Тез. докл. межгос. науч.-техн. конф.- Магнитогорск, 1994.-С.111-112. /0,1/
Использование геохимических методов для нейтрализации сред, агрессивных к подземным конструкциям
Н. Г. Максимович, С. М. Блинов
Подземные конструкции инженерных сооружений в той или иной степени подвержены химическому и физико-химическому воздействию среды. Агрессивные подземные воды или грунты могут привести к снижению прочностных характеристик или даже к их разрушению.
Агрессивные среды могут иметь наряду с естественным техногенное происхождение, связанное с попаданием в область контакта с сооружением различных инградиентов в ходе производственной деятельности. Защита подземных конструкций сводится главным образом к повышению их химической устойчивости с использованием технологических приемов — специальных добавок в бетоны, повышения их плотности, нанесения гидроизоляции на их поверхность.
Практика борьбы с агрессивными средами указывает на необходимость разработки новых подходов к этой проблеме с учетом экономической и технологической целесообразности.
Для нейтрализации агрессивных сред предлагается воздействовать на них с помощью различных реагентов. Такой подход был применен авторами на одном из объектов Губахинского ПО «Метанол» (Пермская область). При планировочных работах и формировании насыпей наряду с грунтом, перемещенным в пределах площадки, использовались породы отвалов угольных шахт Кизеловского бассейна. Грунты отвалов характеризуются высоким содержанием различных форм серы, достигающим 8,7 вес. %, при чем значительное ее количество входит в водорастворимые соединения. Содержание сульфатов по данным анализа водной вытяжки может достигать сотен грамм на килограмм грунта. В условиях земной поверхности породы выветриваются, что сопровождается снижением водородного показателя контактирующих с ними вод.
В результате подтопления в насыпных грунтах, на отметках выше заложения фундаментов, сформировались агрессивные к бетону подземные воды. Режимные наблюдения, проводимые с 1984 г., показали тенденцию к увеличению сульфатной агрессивности вод. На ряде участков содержание сульфатов достигло 4,1 г/л, что превысило допустимые нормативные значения.Для подземных вод характерен следующий состав, г/л: НСО3 — 0,22; SO4 — 2,57; Сl — 0,115; Са — 0,414; Мg — 0,04; Na+K — 0,80; при значениях рН — от 6,6 до 7,9.
С целью определения возможности использования соединений бария для нейтрализации агрессивных сред и выявления оптимальных концентраций в лабораторных условиях, исследовались отобранные на площадке три вида грунта с различным содержанием серы. Через грунт, помещенный в специальную установку, фильтровались растворы реагентов различной концентрации, а также дистиллированная вода. На основании 29 серий исследований рассчитано количество реагента, необходимое для осаждения сульфат-иона. Установлено, что при обработке грунта можно осадить до 97 % подвижных форм серы.
Проведенные на участке опытные работы показали, что подземные воды, обладавшие средней и сильной сульфатной агрессивностью, становятся неагрессивными по отношению к бетону. В результате внесения реагентов существенно изменилась геохимическая активность грунтов. По результатам водной вытяжки, общее содержание растворимых солей в грунте уменьшилось в 2,5 раза и к концу наблюдений составляло 2,6 г/кг, содержание сульфатов уменьшилось в 3 раза и имело значение 1,3 г/кг. Содержание растворимых солей в 1 м от канавы с реагентом не превышает 0,07 г/кг, причем в водной вытяжке преобладали гидрокарбонатные ионы и ионы кальция. Проведенные работы показывают перспективность использования предложенного авторами способа, а также нового подхода, основанного на геохимическом воздействии на агрессивные среды.
|
|
|
