В. С.ШИРОКОВ, канд. техн. наук (НИИЖБ), Железобетонные трубы и перспективы их производства
При строительстве любых объектов гражданского и промышленного назначения одной из первых решается задача водопотребления и водоотведения с обустройством водопроводных и канализационных сетей.
К наиболее существенным характеристикам бетона труб относится прочность на сжатие. В ГОСТ 6482-88 заложена прочность класса В25 (М300). От нее рассчитывают арматуру, прочность самой трубы, глубину заложения. В силу современных требований такая прочность не является достаточной, хотя бы сточки зрения плотности бетона и надежности возводимой конструкции.
Еще ранее отмечались отдельные примеры использования строителями при прокладке трубопроводов труб с одинарным каркасом при высокой прочности бетона-40 или 50 МПа. Расчетами возможность такого применения подтверждалась. С другой стороны,используя методику расчетов определения вертикальных нагрузок на подземные сооружения проф. М.М.Протодьяконова, можно придти к выводу, что наиболее приемлемая величина заглубления трубопроводов, укладываемых открытым способом, является величина 4 м. Другими словами, закрытый способ прокладки труб технически оправдан начиная с глубины более 4 м, в то время как существующий стандарт определенно ориентирован на открьлую прокладку до 6 м, а в некоторых случаях и более. Однако закрытый способ требует повышенных прочностных характеристик бетона - класса В40-В50 (М500-М600), что соответственно налагает определенные требования к составам бетона и методам его укладки.
Существующие до настоящего времени технологии изготовления железобетонных труб методом центрифугирования и вибрирования с частотой колебаний до 3000 кол/мин обеспечивают прочность бетона, как правило, 30-35 МПа и в силу специфики оборудования не обеспечивают должной точности геометрических размеров. Это существенным образом сказывается на их спросе и экономической рентабельности.
Новое в трубном производстве наметилось после закупки рядом предприятий импортного оборудования датской фирмы “Pederehaab, в основу которого, помимо высокой механизации, положено уплотнение высокочастотной вибрацией жестких бетонных смесей и высокая точность геометрических размеров раструбного соединения, которая, в свою очередь, обеспечивает надежную и удобную для строителей укладку труб с применением резинового уплотнительного кольца.
Система станков под общим названием “Виги имеет несколько разновидностей модульной системы. Их особенностью является изготовление бетонных и железобетонных труб диаметром от 100 мм до 3500 мм, длиной, как правило, 2,53,0 м. Уплотнение бетонной смеси осуществляют при помощи универсального вибросердечника с числом колебаний 4500-6000 кол/мин. Именно такие колебания с подпрес- совкой концевых участков труб дают весьма плотный бетон прочностью до 50-60 МПа.
С использованием такого оборудования одновременно встает вопрос о длине труб, поскольку строителям важны затраты по стыкованию и надежности стыкового соединения. Упоминавшаяся выше точность геометрии стыкового соединения с использованием резинового кольца решает этот вопрос с высокой степенью надежности.
На этих же станках изготавливают трубы с утолщенной стенкой, используемые при закрытом способе прокладки труб методом продавливания, который все больше привлекает строителей магистральных трубопроводов в силу целого ряда преимуществ, особенно в условиях города с насыщенной структурой инженерных коммуникаций.
Рассмотренный выше краткий обзор вооруженности производства железобетонных труб позволяет высказать некоторые технические соображения.
1. Существующий ГОСТ 648288 на железобетонные трубы требует существенной корректировки в сторону расширения номенклатуры выпускаемых изделий, хотя в ряде регионов существует и продолжает функционировать давние и традиционные технологии производства труб. Имеются сведения о закупке на востоке страны (г.Иркутск) импортного оборудования, а именно многогнездных центрифуг. Если учесть, что в центральных регионах начали ориентироваться на производство труб высокочастотным виброуплотнением, на оборудовании которого действуют 4-5 предприятия (Москва, С-Петербург, Н. Новгород и др.), необходима выработка единого подхода к решению затронутой проблемы.
2. По-видимому, в стандарте следует рассмотреть вопрос о повышении прочности бетона для труб, введение характеристики плотности бетона. Естественно, это должно привести к проведению расчетов прочности труб с корректировкой расхода арматуры.
С вопросом прочности тесно увязана проблема выпуска бетонных труб и их использования при строительстве трубопроводных сетей определенного назначения.
3. Необходимо провести расчетный анализ целесообразности глубокого траншейного способа укладки труб, увязав расчеты с экономической и технической эффективностью. Здесь уместно вспомнить о теории расчета подземных выработок, в том числе круглого сечения, разработанной ранее проф. М.М.Протодьяконовым и развитой далее С.С.Давыдовым, ГК.Клейном. Такой анализ следует сделать, поскольку строители начинают широко использовать бестраншейный способ укладки сооружений методом продавливания.
4. Следует рассмотреть вопрос о целесообразной длине труб, поскольку она оказывает существенное влияние на технологичность и качество изготовления. Данное предложение необходимо увязать с точностью геометрических размеров стыкового соединения и постепенного его перехода в трубопроводе на резиновое уплотнение. Одновременно следует решать вопрос об унификации стыковых соединений в железобетонных трубах.
5. Коррозионная стойкость железобетонных труб относится КОД- ной из главных задач повышения качества и надежности трубопроводной системы, особенно работающей в условиях бытовой канализации (кислотная агрессия). Из всех существующих способов защиты бетона наиболее пригоден способ изоляции внутренней поверхности труб полиэтиленовым чехлом. Вместе с тем этот способ требует специальной оснастки, многоделен в различных условиях заложения. Более доступен способ антикоррозионной защиты поверхности жидкими полимерными компаундами на основе эпоксидных, полиэфирных и других смол. Но такие покрытия недолговечны. В перспективе, как предложение. целесообразна разработка новых материалов, обладающих щелочной, т.е. совместимой с бетоном, основой на базе либо полимеров, либо силикатов, либо на керамической основе, которые удобно наносятся на поверхность труб и способны отверждаться в нормальных температурных условиях.
В заключение следует отметить, что все ведущие фирмы развитых европейских стран взяли на вооружение способ высокочастотного виброуплотнения с элементами комбинированного доуплотнения бетона. Именно на основе этого метода фирмы создают оборудование нового поколения, отличающегося автоматизацией, эргономикой, производительностью и технико-экономической эффективностью.
На наш взгляд, рассматривая перспективу развития трубного производства, уже сегодня надо предпринимать усилия для создания в стране специализированного машиностроительного завода, оснащенного современными станками с программным управлением, который бы мог на базе имеющихся комплектов оборудования выпускать свое отечественное оборудование и оснастку к нему, снабжая строительную промышленность технологиями XXI века.
По вышезатронутой проблеме желательно знать суждение проектных, исследовательских организаций, занимающихся данными вопросами - ГП “Союзводоканалпроект, ГУП Мосинжпроект, ФГУП Тосэкомелиовод, Мосинжбетон”, ОАО Ленметрогидротранс и других, а также производственников, имеющих трубные производства и заинтересованных в их развитии.
Бетон и железобетон, 2004 №1