ИЦ СамараСтройИспытания – компетентная организация проведения испытания продукции в строительстве для целей сертификации, а также для выполнения научно-исследовательских работ в области строительства.

Новости и статьи

АНАЛИЗ ПРИЧИН РАЗРУШЕНИЯ БЕТОНА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ГРАНУЛЯЦИОННОЙ БАШНИ

В статье приведены результаты обследования грануляционной башни. Грануляционная башня предназначена для получения карбамида, который получается путем разбрызгивания в верхней части ствола башни, расплавленного карбамида при температуре 130 0С.  Характер обнаруженных дефектов  бетона конструкций позволяет предположить наличие коррозии третьего вида, при которой происходят процессы накопления и последующей кристаллизации продуктов реакции с увеличением твердой фазы в порах бетона. Анализ причин возникновения дефектов и повреждений бетона железобетонных конструкций гранулированной башни позволил разработать методику восстановления несущей способности обследуемых конструкций.

// 20.06.2018

Сотрудниками Испытательного Центра «Самарастройиспытания» было проведено обследование строительных конструкций грануляционной башни. Целью работы являлось определение технического состояния железобетонных конструкций грануляционной башни, и разработка проекта для восстановления их несущей способности. Грануляционная башня № 2 представляет собой комплекс сооружений, в который входят: железобетонный цилиндрический ствол башни, перекрытия на отметках +6,95 м, +60,04 м, +66,4 м, покрытие на отметке +75,1 м, вентиляционная камера, лестничная клетка с грузовым лифтом, наружные металлические лестницы. Грануляционная башня предназначена для получения карбамида, который в дальнейшем используется в качестве удобрения при производстве сельскохозяйственной продукции. Гранулированный карбамид получается путем разбрызгивания в верхней части ствола башни, расплавленного карбамида при температуре 130 С . Разбрызгивание производится путем использования вращающегося полого конуса с отверстиями. После разбрызгивания, мелкие капли горячего карбамида опускаются в низ, охлаждаются встречным потоком воздуха и превращаются в мелкие гранулы, которые скапливаются на нижнем перекрытии. Из ствола башни гранулированный карбамид удаляется тремя ленточными транспортерами и перемещается на главный транспортер, который по галереи перемещает карбамид в специальные ёмкости. Ствол башни представляет собой железобетонный цилиндр с наружным диаметром 22,6 м и толщиной стенки 500 мм. Проектом предусмотрен бетон класса В 25. Стенка армирована арматурой класса АIII в продольном направлении по всей высоте диаметром 16 мм, а в поперечном направлении диаметром 14 мм. Перекрытие первого этажа на отметке +6,95 выполнено из сварных и прокатных металлических профилей. Перекрытие в плане имеет круглую форму диаметром, равным внутреннему диаметру ствола башни 21,6 м. Перекрытие опирается на железобетонные колонны первого этажа. Перекрытие на отметках +60,04 м и +66,4 м представляет пространственную конструкцию, выполненную из круглого диска на отметке +60,04 м и круглого диска на отметке +66,4 м, соединенных между собой и со стенами ствола башни сталежелезобетонными балками. В балках находится жесткий каркас из стальных уголков. Круглый диск перекрытия на отметке +60,04 м выполнен из кольцевых и радиальных сталежелезобетонных балок, жестко соединенных между собой. По балкам диска выполнена монолитная железобетонная плита. В центре перекрытия имеется отверстие, в которое установлен полый вращающийся конус. Данный конус служит для разбрызгивания горячего карбамида (плава). При сдаче башни в эксплуатацию, вся внутренняя поверхность башни была покрыта гидроизоляционным составом. При обследовании внутренней поверхности ствола башни и перекрытий было отмечено следующее: отслоение защитного покрытия бетона на значительной площади поверхности конструкций, разрушение защитного слоя бетона с обнажением арматуры, коррозия бетона и арматуры. Глубина коррозионного повреждения бетона достигает в стволе башни 15-50 мм (рисунок 1), в перекрытии – до 100 мм (рисунок 2). Рис. 1 Коррозия бетона в стволе грануляционной башни Рис. 2. Коррозия бетона в перекрытии грануляционной башни Для определения категории технического состояния ствола башни необходимо было определить фактическую прочность бетона. В связи с тем, что поверхностный слой конструкции разрушен, оценить прочностные характеристики методами неразрушающего контроля не предоставлялось возможным. Принято решение провести испытание кернов, отобранных из тела ствола в нескольких участках по его высоте. Предел прочности бетона средней части кернов составил 640 кг/см2, при проектной прочности 300 кг/см2. Часть образцов замачивали в воде на 48 часов, затем, после полного высыхания, подвергали испытанию на сжатие. Предел прочности бетона образцов после замачивания составил 250 кг/см2. Для разработки методики восстановления несущей способности железобетонных конструкций необходимо правильно определить причину появления дефектов и повреждений. Характер разрушения бетона конструкций позволяет предположить наличие коррозии третьего вида, при которой происходят процессы накопления и последующей кристаллизации продуктов реакции с увеличением твердой фазы в порах бетона. Технология изготовления карбамида в виде распыления его расплава, способствует проникновению паров карбамида и сопутствующих летучих веществ в толщу бетона. На начальном этапе возникновение твердых веществ в порах цементного камня повышает прочность бетона на сжатие. Дальнейший рост твердых включений, под воздействием высокой температуры, приводит к возникновению внутренних напряжений в бетоне и повреждению его структуры. Результаты испытаний образцов бетона с целью определения предела прочности на сжатие, подтверждают вышесказанное. Постепенное проникновение продуктов расплава карбамида в толщу бетона железобетонных конструкций повышает его прочность на сжатие, а поверхностный слой, где происходит процесс роста твердых включений в порах, разрушается. Уменьшение предела прочности бетона образцов, после их замачивания, указывает на то, что твердые включения в порах растворимы в воде. Если рассмотреть технологию изготовления гранулированного карбамида, то можно предположить, что при распылении расплава мочевины, его пары проникают в поры бетона, где, при температуре выше 130 градусов происходит термическая диссоциация с образованием биурета и выделением аммиака. Биурет является твердым веществом, хорошо растворимым в воде. Следовательно, для качественного ремонта железобетонных конструкций гранбашни, первоначально, следует предусмотреть мероприятия по удалению частиц биурета из пор бетона или предотвращения дальнейшего увеличения объема указанных частиц. Анализ причин возникновения дефектов и повреждений бетона железобетонных конструкций гранулированной башни позволил разработать методику восстановления несущей способности обследуемых конструкций.

Создание сайта в самаре
Студия Новация
 

© 2009, ИЦ «Самарастройиспытания»
443001, г.Самара, ул.Молодогвардейская, 194, оф.315 (в здании Самарского Государственного Архитектурно-Строительного Университета)
тел./факс: (846) 242-50-87, 242-32-84
samstroyisp@gmail.com