Воздействие перерабатываемых грузов
Причальные набережные испытывают воздействие от окружающей среды, перерабатываемых грузов, перегрузочных механизмов, транспорта. Сокращение гидротехников в последние годы привело к тому, что зачастую в портах нет специалистов, следящих за работой причальной набережной, это приводит к нарушению правил технической эксплуатации, не производится необходимый контроль за состоянием причальных набережных, что порой приводит к возникновению аварийных ситуаций.
Переработка на причалах химических грузов приводит к сульфатной коррозии (воздействие сернокислых солей). К числу сернокислых солей, встречающихся в природе, относятся сернокислый натрий, сернокислый кальций (гипс), сернокислый магний. Механизм разрушения бетона следующий – ионы сульфата, проникая вглубь цементного камня, реагируют с гидроалюминатом кальция; при этом происходит увеличение объема твердой фазы, что приводит к возникновению в бетоне внутренних напряжений, стремящихся расширить его, вследствие чего образуются трещины. Разрушение бетона под действием сульфатов тем интенсивнее, чем он более порист и проницаем.
Жидкие химические грузы должны храниться в специальных емкостях и транспортироваться только по трубопроводу. Их попадание на причал может происходить только в случаях катастрофической утечки.
Твердые химические грузы, такие как хлористый натрий, хлористый калий, хлористый аммоний, сульфат аммония, суперфосфат, карбамид (мочевина), аммиачная селитра относятся к твердым агрессивным средам. Все эти вещества при взаимодействии с бетоном и арматурой вызывают коррозию. Сульфат аммония, взаимодействуя с гидратом окиси кальция, содержащимся в цементе, образует сульфат кальция (гипс):
(NH4)2SO4 + Ca(OH)2 = CaSO4 + 2NH4OH.
Гипс кристаллизируется в виде двугидрата или может реагировать с гидроалюминатом кальция, что и в том, и другом случае приводит к увеличению в объеме твердой фазы в капиллярах бетона и разрушает.
В период эксплуатации причалов по переработке химических грузов необходимо обеспечивать систематическую очистку причалов от просыпавшихся грузов в процессе перегрузки и транспортирования, отвод агрессивных водных растворов в специальные отстойники и нейтрализаторы. Сброс ливневых вод с причалов в реку не допускается. Необходимо вести систематический контроль за состоянием изоляционных покрытий и своевременно производить их ремонт. Перечень грузов, наиболее часто перегружаемых на причалах Сибири и Крайнего Севера, оказывающих агрессивное воздействие на железобетон, представлен в таблице.
Химические грузы агрессивные к железобетону.
| Жидкое агрегатное состояние | |
| Химический продукт | Химическая формула |
| Серная кислота Суперфосфатная кислота Фенол Каменноугольное масло Синтетические жирные кислоты Глицерин Формалин Дихлорэтан Уксусный ангидрид | H2SO4 - C6H5OH - - C3H5(OH)3 CH2O C2H4Cl2 (CH3CO2)O |
| Твердое агрегатное состояние | |
| Химический продукт | Химическая формула |
| Хлористый натрий Хлористый калий Хлористый аммоний Сульфат аммония Суперфосфат Карбамид (мочевина) Аммиачная селитра | NaCl KCl NH4Cl (NH4)2SO4 Ca(H2PO4+CaSO4) CO(NH2)2 NH4NO3 |
Часто на причалах складируют поваренную соль навалом. При выпадении атмосферных осадков образуется раствор соли, который стекает на поверхность причала, затем соль убирают, причал смывают водой, поверхность причала высыхает, затем снова на причал загружают соль. Таким образом, железобетон причала попеременно то насыщается раствором поваренной соли, то высушивается. Вследствие чего повышается концентрация раствора в теле бетона, происходит кристаллизация соли в порах, и бетон разрушается. Повышение концентрации хлоридов в бетоне вызывает ускоренную коррозию бетона, и сооружение может выйти из строя за несколько лет.
При неповрежденном защитном слое бетона интенсивная коррозия арматуры возможна в том случае, если в бетон попадают ионы хлора, вызывающие электрохимический процесс разложения стали в щелочной среде. Данный процесс вероятен при переработке на причале химических грузов, содержащих хлористые соли. Интенсивность коррозии на причалах по переработке соли в два раза выше.
Особые требования предъявляются к причалам по переработке химических грузов. Состав цемента должен быть стойким против химического воздействия грузов предполагаемых к переработке на данном причале. Рекомендуется использовать наиболее простую форму железобетонных элементов с минимальным отношением поверхности к объему. Толщина защитного слоя принимается не менее 50 мм, а при непосредственном контакте элементов конструкции с перерабатываемыми грузами не менее 60 мм. Горизонтальные поверхности изолируются двух- и четырехслойными защитными покрытиями в зависимости от степени агрессивности (слабая, средняя и сильная).
Покрытия изолируют конструкцию от соприкосновения с химическими грузами, водными растворами этих грузов образующихся в результате попадания на грузы атмосферной воды или воды при влажной уборке причалов. Помимо коррозионной стойкости покрытия должны обладать высокой механической прочностью, тепло- и трещиностойкостью. Нижние и боковые поверхности верхнего ростверка, опорные конструкции также изолируются покрытиями, которые стойки к агрессивному воздействию воды, химических грузов, обладают достаточной морозостойкостью и стойкостью к старению.
Для получения бетонов с определенными свойствами на цементном вяжущем при затворении в его состав вводятся различные добавки: пластифицирующие (сульфатно-дрожжевая бражка СДБ, суперпластификатор типа С-3, которые позволяют снизить водоцементное отношение до 0,32 и менее, что дает возможность получать особо плотные бетоны), в пластифицирующе-воздухововлекающие (мылонафт М1, омыленная растворимая смола ВЛХК и др.), воздухововлекающие (синтетическая поверхностно-активная добавка СПД, смола нейтрализованная воздухововлекающая СНВ и др.), газообразующие (полигидросилоксан ГКЖ-94, пудра алюминиевая ПАК и др.), уплотняющие (нитрат калия НК, нитрат железа НЖ, диэтилен гликолевая смола ДЭГ-1 и др.), замедлители схватывания (сахарная патока – меласса СП, СДБ, этилсиликонат натрия ГКЖ-10 и др.), ускорители твердения (нитрат натрия НН1, хлорид кальция ХК, нитрат кальция НК и др.), противоморозные (ХК, нитрит-нитрат кальция ННК, мочевина М, нитрат натрия НН и др.), ингибиторы коррозии стали.
Особое значение имеют эффективные разжижители цементного теста – суперпластификаторы, обеспечивающие удобоукладываемость бетона при пониженном водоцементном отношении. Их применение позволяет получить осадку конуса 100 – 150 мм при В/Ц = 0,25. Применение суперпластификаторов позволяет снизить расходы цемента и обеспечить требуемую прочность и деформативные свойства бетона.
Для увеличения несущей способности и срока службы бетона в элементах причалов для переработки химических грузов, эксплуатирующихся в суровых климатических условиях, а также при наличии агрессивной водной среды применяется пропитка горячим битумом, эпоксидными смолами и лаками.
| Наименование фактора | Степень воздействия | ||||
| благоприятное | неагрессивное | слабоагрессивное | среднеагрессивное | сильноагрессивное | |
| Перерабатываемые грузы | Грузы способствуют набору прочности бетоном | Составляющие грузов не входят в число веществ агрессивно влияющих на сооружения | Переработка агрессивных грузов производится на причалах лишь изредка, и перерабатываемые грузы вызывают слабую коррозию отдельных элементов конструкции | Переработка на причалах грузов, вызывающих интенсивную коррозию причальной набережной | При утечке грузов, находящихся в жидком агрегатном состоянии, переработке агрессивных грузов в твердом агрегатном состоянии навалом |
Далее несколько фото портов и Красноярский подъемник