Обзор конструкционных материалов

В настоящее время для изготовления водоочистных сооружений применяется широкий спектр конструкционных материалов. Часть из них (сталь, железобетон) хорошо знакома строителям и проектировщикам. Другие (полипропилен, поливинилхролид, стеклопластик) получили распространение лишь сравнительно недавно.

Таким образом, выбор конструкционного материала целесообразно производить с учётом специфики объекта, на котором будет использоваться данное очистное сооружение, учитывая достоинства и недостатки материала, а также его эксплуатационные характеристики.

Рассмотрим подробнее наиболее распространённые материалы:

1. Железобетон

   

   Плюсы: Традиционным конструкционным материалом, применяемым для водоочистных сооружений, является железобетон. Сооружения из железобетона являются высокопрочными, могут выдерживать значительные перепады температуры, а также химически инертны. При правильной эксплуатации железобетонное сооружение может исправно функционировать в течение долгого времени, при этом эксплуатационные расходы на его содержание не велики.

   Минусы: К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость таких сооружений, значительная часть которой обусловлена трудоёмким монтажом. Фактически, специфика материала не позволяет изготовить комплектное изделие удалённо – изготовление ёмкости и монтаж оборудования производятся на месте дальнейшей эксплуатации. Так же зачастую на месте установки необходимо проводить дополнительные строительные работы, обусловленные большим собственным весом железобетонных сооружений.

2. Сталь

   

   Плюсы: Водоочистные сооружения из стали также находят широкое применение благодаря своей низкой стоимости и хорошим прочностным характеристикам. Кроме того, важными преимуществом стали (и рассмотренного выше железобетона) для проектировщиков является широкая нормативная база по проектированию и множество типовых проектов водоочистных сооружений из данного материала.

   Минусы: К сожалению, изделия из стали недолговечны и подвержены коррозии. В течение же своего срока службы они требуют значительных расходов на проведение всех противокоррозионных мероприятий и поддержание работоспособности сооружения. Так же стоит учитывать, что применение стальных водоочистных сооружений ограничено рядом природоохранных правовых документов, в связи с вышеописанными рисками их разрушения.

3. Полипропилен

   

   Плюсы: В конце двадцатого века для изготовления водоочистных сооружений и сетей канализации стали активно применять полимерные материалы (полипропилен, поливинилхлорид). При сравнительно низкой стоимости, сооружения из полимеров обладают вполне удовлетворительными характеристиками – длительным сроком эксплуатации при низких эксплуатационных расходах, химической устойчивостью, низкой электрической проницаемостью.

   Минусы: К сожалению, ряд недостатков значительно снижает область их применения. Так, по прочности сооружения из полимеров, значительно уступают традиционным конструкционным материалам, особенно в устойчивости к ударным и динамическим нагрузкам. Рабочий температурный диапазон у полимеров также значительно уже. Так, рабочая температура составляет 65 ºС у полипропилена и 45 ºС у ПВХ. При этом при повышении температуры прочностные характеристики полимерных изделий ухудшаются. Так же данные полимеры неустойчивы к воздействию ультрафиолета и ряда органических растворителей.

4. Стеклопластик

   

   Плюсы: Стеклопластик, в качестве конструкционного материала для водоочистных сооружений, также получил широкое распространение относительно недавно. Стеклопластик является композиционным материалом, состоящим из волокнистого наполнителя и полимерного связующего. Благодаря этому, стеклопластиковые изделия обладают хорошими прочностными характеристиками (стеклянные волокна могут выдерживать значительные растягивающие нагрузки, а полимерное связующие – сжимающие) в сочетании с малым весом конечного изделия, долговечностью, не требуют значительных эксплуатационных расходов и химически инертны.

   Минусы: К недостаткам стеклопластика можно отнести его высокую стоимость, обусловленную сложностью и высокими требованиями к организации его производства. В связи с этим целесообразно будет рассмотреть подробнее технологию изготовления изделий из стеклопластика и возможные её нарушения на этапе производства, которые могут привести к радикальному снижению эксплуатационных характеристик готовой продукции.

Сводная таблица конструкционных материалов

Плюсы	Минусы	Область применения
Сталь ?
низкая стоимость	недолговечность	надземные резервуары
высокая прочность	подвержен коррозии	флотаторы
огнестойкость	высокие эксплуатационные расходы	надземные очистные сооружения
Нержавеющая сталь ?
высокая прочность	очень высокая стоимость	химстойкие резервуары
химическая устойчивость		химстойкие флотаторы
огнестойкость		химстойкие ЛОС предприятий
долговечность		химстойкие КНС
эстетичный внешний вид
Железобетон ?
долговечность	большая стоимость строительства	городские очистные сооружения
высокая прочность	высокие требования к грунтам	большие емкости от 100 м3
низкие эксплуатационные расходы	трудоёмкость и сложность изготовления	отстойники
огнестойкость	большой вес изделий	смотровые колодцы
	нетранспортабельность
	только большой производительности
Полипропилен, Поливинилхлорид ?
низкая стоимость	низкая прочность	автономная канализация
долговечность	неустойчив к ультрафиолету	септики
низкие эксплуатационные расходы	неустойчив к агрессивным средам	баки для воды до 10 м3
химическая устойчивость	высокие требования к грунтам	жироуловители
диэлектрик	низкая глубина заложения	смотровые колодцы
Стеклопластик ?
долговечность	сравнительно высокая стоимость	ливневые очистные сооружения
низкие эксплуатационные расходы	сложность изготовления	ЛОС предприятий 1-20 м3/час
химическая устойчивость		резервуары 2-100 м3
диэлектрик		комплектные КНС
		химстойкие флотаторы
		смотровые колодцы