Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2019 [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


Wybierz najlepszy materiał do ociepleń »


Czym różnią się materiały do izolacji poszczególnych elementów budynku? ZOBACZ »


Poznaj sposoby izolacji dachu płaskiego »

Jak wykonać ocieplenie w systemie ETICS?

Jaki materiał zastosować na dachu płaskim, zielonym, odwróconym, a jak na dachu pokrytym wcześniej papą termozgrzewalną?
czytaj dalej »

W przypadku budynków istniejących należy dokładnie sprawdzić jakość... czytaj dalej »

Uzyskaj tytuł mgr. inż. i uprawnienia budowlane!


Wiedza i umiejętności praktyczne zdobyte podczas studiów drugiego stopnia... ZOBACZ »


Jak zabezpieczyć budynek przed drganiami?

Skuteczna ochrona przed wilgocią »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających klientów. czytaj dalej » W budynkach nowo wznoszonych barierę dla wody gruntowej stanowi hydroizolacja zewnętrzna ścian piwnic i... czytaj dalej »

Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr...  czytaj dalej »


Na czym polegają prace uszczelniające?

Wszystko o izolacji instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych »

Prace uszczelniające mają na celu odcięcie niebezpiecznych materiałów, substancji lub po prostu... czytaj dalej » Produkty przeznaczone do instalacji klimatyzacyjnych i wentylacyjnych, jak i... czytaj dalej »

Chemia budowlana - porady ekspertów »


Masz wątpliwości i pytania jak rozwiązać Twój problem techniczny? Dobierz stosowną technologię do Twoich potrzeb... ZOBACZ »


Czego użyć do izolacji dachu?

Czym ocieplić piwnicę lub garaż?

Rozwiązaniem, które zapewnia optymalne zaizolowanie są... czytaj dalej » Izolacja stropów nad garażami podziemnymi musi spełniać wysokie wymagania akustyczne, cieplne i przeciwpożarowe... czytaj dalej »

Malowanie kafli krok po kroku »


Malowanie kafli to wciąż mało popularny sposób zmiany wystroju wnętrza... ZOBACZ »


Co warto wiedzieć o systemach natryskowych?

Jak zabezpieczyć budynek przed wilgocią?

Budynek ocieplony pianką jest szczelny akustycznie a przede wszystkim...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Planujesz wymianę dachu? Sprawdź »


Dzięki lekkości dachówek nie ma potrzeby wzmacniania Twojej starej struktury dachowej. W niektórych przypadkach jest nawet... ZOBACZ »


Elewacja, która wygląda jak drewno, marmur czy kamień »

Szukasz pomysłu na wykończenie elewacji? Sprawdź

Ładna fasada stanowi wizerunek budynku. Estetyczny wygląd elewacji często...
czytaj dalej »

Tynki cienkowarstwowe tworzą ochronno-dekoracyjną zewnętrzną warstwę o wysokiej odporności na... czytaj dalej »

Ekspert Budowlany - zlecenia

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 »
7/8/2020

Aktualny numer:

Izolacje 7/8/2020
W miesięczniku m.in.:
  • - Tarasy wentylowane
  • - Zastosowanie kruszyw lekkich
Zobacz szczegóły
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Flowcrete Polska Sp. z o.o.
Flowcrete Polska Sp. z o.o. Jesteśmy producentem i dystrybutorem materiałów do wykonywania bezspoinowch posadzek żywicznych -...
Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Dlaczego warto zadbać o balkon i taras?

Trudno wyobrazić sobie nowoczesny dom bez jego wizytówki, czyli balkonu lub tarasu. Elementy te stanowią dodatkową powierzchnię, która pozwala na chwilę oddechu na...
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

.