Лаборатория геологии техногенных процессов
Максимович Н.Г. Новые подходы к повышению долговечности подземных конструкций в условиях воздействия агрессивных вод // Проблемы архитектуры и строительства: Сб. материалов XXII регион. науч. - практ. конф.- Красноярск, 2004. - С.147-148.
НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ПОВЫШЕНИЮ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ АГРЕССИВЫНЫХ СРЕД
Н. Г. Максимович
В практике строительства и эксплуатации зданий и сооружений часто приходится сталкиваться с воздействием на подземные конструкции агрессивных сред, имеющих как естественное, так и техногенное происхождение (проливы, утечки, использование искусственных грунтов, подтопление засоленных грунтов и т.д.). Рекомендуемые нормативными документами (СНиП 2.03.11-85, СНиП 3.04.03-85) методы защиты подземных конструкций от коррозии сводятся к повышению химической устойчивости применяемых материалов и их антикоррозионному покрытию, либо производится замена агрессивного грунта или снижение уровня подземных вод. Указанные способы требуют значительных затрат и большая их часть неприменима в условиях действующих сооружений.
Опыт борьбы с агрессивными средами указывает на необходимость разработки новых подходов к этой проблеме с учетом экономической и технологической целесообразности. Одним из методов является геохимическое воздействие на сами агрессивные среды. Такой подход был применен авторами на одном из объектов в г. Губаха (Пермская область).
Объект расположен на склоне долины р. Косой (бассейн Камы). Здесь на алевролитах и сланцах залегают элювиальные глины с дресвой и щебнем кварцевого алевролита, мощностью 0,5 - 17,0 м. Они перекрыты делювиальными глинами с включениями щебня и дресвы кварцевого песчаника и алевролита, мощностью 2,0 - 16,0 м.
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 до 1 - 3.
В результате подтопления в насыпных грунтах, на отметках выше заложения фундаментов, сформировались агрессивные к бетону подземные воды. Режимные наблюдения, 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.
Состав вод формируется в результате взаимодействия их с породами шахтных отвалов, что подтверждено лабораторными экспериментами. Относительно высокие значения водородного показателя обусловлены нейтрализацией кислотности при взаимодействии с глинистыми грунтами и карбонатными включениями.
Вскрытие фундаментов и проведение работ по антикоррозийной защите в условиях действующего комплекса с непрерывным циклом практически невозможны. Водопонижение, замена грунтов, в существующих условиях неприемлемы или имеют высокую стоимость.
Для осаждения сульфатов автором предложено использовать растворимые соединения бария. Реакция осаждения сульфатов в виде барита происходит практически мгновенно и не зависит от рН среды. В качестве реагента целесообразно применять гидроокись и хлорид бария.
Опытные работы проводились на двух участках. На первом, где подземные воды обладали средней сульфатной агрессивностью, пробурены 2 скважины для засыпки реагента и наблюдения. К концу четвертого месяца наблюдений концентрация сульфат-иона составляла 0,18 г/л, т.е. вода становится неагрессивной по отношению к бетону.
Второй опытный участок включал канавы для засыпки реагента и четыре наблюдательные скважины, расположенные ниже по потоку подземных вод, обладающих сильной сульфатной агрессивностью. За период наблюдений длительностью более двух лет во всех скважинах прослеживается тенденция к уменьшению содержания сульфат-иона, и на завершающем этапе наблюдений его содержание составляло 0,04 г/л, т.е. вода потеряла агрессивность.
Проведенные работы показали, что на обоих участках подземные воды, обладавшие средней и сильной сульфатной агрессивностью, становятся неагрессивными по отношению к бетону.
Геохимическое воздействие на агрессивные среды может быть применено и для других видов агрессивности.
|
|
|
