Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Analiza trwałości żelbetowych komór fermentacyjnych

Durability analysis of reinforced concrete digestive tanks
Strefa kotwienia dzwonu wentylacyjnego - stadium po wybuchu biogazu
Strefa kotwienia dzwonu wentylacyjnego - stadium po wybuchu biogazu
arch. autorów

Obiekty inżynierskie wykorzystywane w procesach technologicznych oczyszczania ścieków są projektowane jako budowle o znacznej trwałości, a następnie użytkowane w okresach nie mniejszych niż kilkadziesiąt lat.

W trakcie realizacji czynności wynikających z okresowych badań i przeglądów oraz nieprzewidzianych sytuacji będących efektem uszkodzeń komór fermentacyjnych autorzy udokumentowali wady i procesy destrukcyjne, spo-wodowane obniżeniem właściwości materiałów w długim okresie eksploatacji, a także krótkotrwałymi procesami działania obciążeń wyjątkowych.

W wyniku przeprowadzonych wieloletnich badań kilkunastu komór fermentacyjnych wykazano, że trwałość obiektu zmniejszają procesy destrukcji, z których szczególnie istotne są uszkodzenia skutkujące zmianą schematu statycznego konstrukcji obiektu [1].

Wymienione czynniki były przyczyną kilku katastrof, spośród których autorzy prezentują postępujący proces degradacji komory fermentacyjnej, skutkujący uszkodzeniem konstrukcji w stopniu eliminującym obiekt z eksploatacji.

Analiza rozwiązań konstrukcji obiektu

Komorę fermentacyjną o pojemności 3150 m3 ukształtowano z trzech głównych elementów konstrukcyjnych:

  • masywnego leja osadowego,
  • walcowej ściany komory
  • i kopuły stożkowej, przekrywającej zbiornik.

Wszystkie elementy zaprojektowano jako monolityczne, z betonu zbrojonego. W zworniku stożka usytuowano dzwon zamykający, ustabilizowany na żelbetowym pierścieniu - tzw. latarni. Zaprojektowana i zrealizowana grubość powłoki stożkowej wynosiła 0,30 m.

Zbrojenie po obu stronach walcowej powłoki ściany komory wykonano z prostych prętów pionowych i pierścieniowych prętów poziomych. Lej osadowy ukształtowano w formie bryły odwróconego stożka o nachyleniu tworzącej pod kątem 45°.

Grubość żelbetowej ściany stożka jest zmienna i wynosi 0,50-0,80 m. Przekrój i wymiary komory zilustrowano na RYS. 1.

 RYS. 1. Przekroje badanych komór fermentacyjnych; rys. autorów
RYS. 1. Przekroje badanych komór fermentacyjnych; rys. archiwa autorów

Monitorowanie kolejnych etapów procesów destrukcyjnych

W prezentowanej żelbetowej komorze fermentacyjnej wady urządzeń wentylujących i sterujących spowodowały nadmierny wzrost ciśnienia wewnętrznego biogazu [3] pozyskiwanego w procesie oczyszczania gromadzonego medium i zniszczenie strefy oparcia żeliwnego dzwonu na tzw. latarni. Opisane wady zilustrowano na RYS. 2.

W stanie realizacji pionowe pręty zbrojenia grubościennej powłoki walcowej, zabetonowane w górnym wieńcu, stwarzały warunki utwierdzenia powłoki stożkowej, przekrywającej komorę.

Czytaj też: Ocena stanu granicznego zmęczenia konstrukcji żelbetowych w ujęciu norm krajowych i europejskich

 

Rys. 2. Strefa kotwienia dzwonu wentylacyjnego – stadium po wybuchu biogazu
Rys. 2. Strefa kotwienia dzwonu wentylacyjnego - stadium po wybuchu biogazu; rys. archiwa autorów
ABSTRAKT

W artykule przedstawiono wyniki analizy wpływu spękań żelbetowych ścian na bezpieczną eksploatację obiektu o żelbetowej konstrukcji monolitycznej z wykorzystaniem modelu grubej powłoki walcowej. Wykazano, że w dolnej partii ścian komory nie spełniono warunków stanu granicznego nośności i użytkowalności pierścieniowego przekroju żelbetowego. Przyczyną występujących wad były błędy w ocenie funkcji naprężeń i zastosowanie niewłaściwego zbrojenia oraz zmiana schematu statycznego eksploatowanej konstrukcji w konsekwencji wybuchu biogazu. Sformułowano koncepcję wykonania wzmocnień.

The article presents the analysis of the influence of cracks in reinforced concrete (RC) walls on safe operation of a monolithic ferroconcrete structure. It was shown that the bottom parts of the digester walls failed to meet the requirements concerning serviceability limit state-SLS for load carrying capacity, or ultimate limit state (ULS) as well as stability of the RC tubular cross-section of the digester. The causes of failure were found to be due to errors in assessment of stress distribution function and use of inadequate steel reinforcement, as well as a change of static design of the construction in use as a consequence of biogas explosion. A concept of structural reinforcement was developed.

W efekcie wybuchu została zniszczona struktura betonu powłoki stożkowej przekrycia, a w strefie wieńca powstała pozioma szczelina rozwarstwiająca obie powłoki i eliminująca sztywną strefę kontaktu.

Szerokość rozwarcia poziomej szczeliny, zinwentaryzowana przez autorów podczas badań, wynosiła 3-5 mm.

W celu naprawy zniszczonej konstrukcji wykonano nowe przekrycie stożkowe, wykorzystując spękaną powierzchnię jako szalunek.

W wyniku badań i analizy numerycznej na spękanej płycie autorzy ukształtowali żelbetową konstrukcję wzmacniającą grubości 0,25 m.

Obie powłoki stożkowe oparto i zespolono na ścianie walcowej grubości 0,80 m.

Strefy rozwarstwienia i szczeliny wypełniono wysokociśnieniowym środkiem chemoutwardzalnym z dodatkiem cementów miałkich, zrekonstruowano elementy dzwonu, a odbudowany obiekt dopuszczono do eksploatacji.

Podczas prac kontrolnych realizowanych po wznowieniu procesu technologicznego, funkcjonującego w cyklu ciągłym, w dolnej części ścian zbiornika stwierdzono pionowe zarysowania i pęknięcia, skutkujące rozszczelnieniem powłoki walcowej i penetracją gromadzonego agresywnego medium na zewnątrz komory.

Objawy przecieków i sączeń identyfikowano tylko lokalnie na zewnętrznej powierzchni betonowej ściany zbiornika.

DOŁĄCZ DO NEWSLETTERA – kliknij tutaj »

 

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 1/2016

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Jak zatrzymać ciepło i ochronić dom przed zimnem?


Markizy tarasowe oraz markizy balkonowe sprawdzają się idealnie także w domach jednorodzinnych. Dużym zainteresowaniem... ZOBACZ »


Najlepszy system stropowy?


Betonowe stropy można produkować na różne sposoby – z betonu przygotowanego na placu budowy lub w fabryce, gdzie panują kutemu optymalne warunki. ZOBACZ »


"Wirtualne malowanie" - wykonaj sam symulację online »

Dobierz najlepszy materiał izolacyjny »

Obok wiedzy na temat produktów, równie istotna jest znajomość technologii, którą... czytaj dalej » Niski poziom ochrony cieplnej generuje wysokie koszty utrzymania budynku, stanowiące duże obciążenie budżetu... czytaj dalej »


Zgarnij bony o wartości 100zł. Zobacz jak »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?

3 kroki do Super CashBack
czytaj dalej »

Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa w czyszczeniu... czytaj dalej »

Czym skutecznie zaizolować fundament?

Zadaniem hydroizolacji jest zablokowanie dostępu wody i wilgoci do wnętrza obiektu budowlanego. Istnieje kilka rodzajów izolacji krystalizujących, a ich znajomość ułatwia zaprojektowanie i wykonanie szczelnej budowli. czytaj dalej »

 


Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Płynne membrany poliuretanowe - gdzie je stosować?

Uszczelnianie obiektów inżynieryjnych - jak to robią specjaliści?

Siła związania do podłoża przekraczająca 20 kg/cm2, wysoka odporność na niszczące czynniki eksploatacyjne...
czytaj dalej »

Jak prawidłowo chronić ściany fundamentwe i zapewnić gwarancję żywotności obiektu? czytaj dalej »

Jak wykonać trwałe posadzki?

Jakich technologii oraz materiałów użyć do wykonania podłóg przemysłowych, naprawy betonów lub przeprowadzenia renowacji posadzek?  czytaj dalej »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i elektrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest... czytaj dalej »

Jak mocować elewacje wentylowane?


Jak w realnych warunkach zachowują się różne systemy mocowań elewacji wentylowanych? ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Jak zabezpieczyć rury przed stratami ciepła?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Czym powinieneś kierować się przy wyborze odpowiedniej izolacji rur? czytaj dalej »

Innowacyjny system kompozytowych wzmocnień konstrukcji »


W przypadku gdy temperatura przekroczy temperaturę zeszklenia, wówczas żywica nie jest... ZOBACZ »


dr inż. Krzysztof Pawłowski
dr inż. Krzysztof Pawłowski
Krzysztof Pawłowski – dr inż., wykładowca i pracownik naukowy na Wydziale Budownictwa, Architektury i Inżynierii Środowiska Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy. Interesuje s... więcej »
dr inż. Janusz  Krentowski
dr inż. Janusz  Krentowski
Autor ukończył kierunek budownictwo na Wydziale Budownictwa i Inżynierii Środowiska Politechniki Białostockiej. Przez kilka lat pracował na budowach obiektów przemysłowych, a następnie w biurze ... więcej »
mgr inż. Adam  Przybylski
mgr inż. Adam  Przybylski
Autor ukończył kierunek budownictwo na Wydziale Budownictwa Lądowego w Akademii Rolniczo-Technicznej w Olsztynie. Od 1991 r. prowadzi własną działalność gospodarczą w zakresie wykonawstwa i obie... więcej »
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Alpha Dam Alpha Dam
O FIRMIE Alpha Dam Sp. z o.o. produkuje od ponad 10 lat profesjonalne materiały wodochronne i przeciwwilgociowe dla budownictwa.  Do 2008...
9/2019

Aktualny numer:

Izolacje 9/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Nowoczesne rozwiązania elewacyjne
  • - Jakość wykonania izolacji z szarego styropianu
Zobacz szczegóły
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.