Beton kontra tworzywo
Artykuł opublikowany na łamach miesięcznika informacyjno-technicznego "Magazyn Instalatora" nr 6(94), w czerwcu 2006 roku.
Nie ma, jak wiadomo, idealnego rozwiązania, czy to jeśli chodzi o ogrzewanie, doprowadzenie wody, czy odprowadzenie zużytego powietrza. Zawsze jest coś za i coś przeciw. W niektórych warunkach lepiej zastosować jedną technologię, a w innych już się ona tak nie sprawdza. W tym artykule „spotykają się” studzienki kanalizacyjne betonowe i tworzywowe.
Studzienki kanalizacyjne betonowe
Studzienki betonowe (kanalizacyjne - przyp. red.) mogą być wykorzystywane zarówno w zbiorczych systemach kanalizacyjnych, jak i poza nimi oraz do indywidualnych rozwiązań technologicznych i budowlano-konstrukcyjnych, np. obudowy separatorów, przepompowni, osadników, piaskowników oczyszczalni, studni źródlanych, zbiorników wody, szamb, urządzeń pomiarowych i zasuw w sieciach wodociągowych, ciepłowniczych, gazowych itd.
Pełny zakres zastosowań inżynieryjnych:
- we wszystkich typach kanalizacji opadowych, sanitarnych i ogólnoprzemysłowych
- w pasach drogowych obciążonych ruchem kołowym,
- w obszarach ruchu pieszego i na zewnątrz budynków,
- na terenach podmokłych,
- na obszarach szkód górniczych,
- do melioracji gruntów,
- pełnią funkcję studni przelotowych, rozgałęzionych, wpustowych, rewizyjnych, kaskadowych, ślepych itd.
Realizacje na indywidualne zamówienie:
- produkcja dla odrębnych rozwiązań projektowych,
- betonowe studnie kanalizacyjne mogą być posadowione na głębokości 10 m. Przy głębokości powyżej 6 m konieczne jest wykonanie sprawdzających obliczeń konstrukcyjnych (dla porównania studnie z PCV mogą być posadowione tylko do głębokości 3- 4 m ze względu na brak sztywności obwodowej),
- łączenie odcinków sieci kanalizacyjnych, wykonanych ze wszystkich rodzajów materiałów w zakresie średnic nominalnych od 150 do 600 mm,
- integrowanie z różnymi rodzajami materiałów i systemów rur kanalizacyjnych,
- dowolne kształtowanie kinet i spoczników,
- dowolne ustawienia kątów, przejść szczelnych, przewodów kanalizacyjnych,
- dowolne ustawienie rzędnych wlotu i wylotu (dla studni z PCV jest to zazwyczaj z góry ustalone). różnorodne typy skutecznych uszczelnień międzykręgowych i bocznych odpornych na osiadanie studni i rurociągów oraz naciski gruntu,
- wysoka wodoodporność betonu.
Przenoszenie dużych obciążeń mechanicznych:
- wysoka statyka,
- wysoka udarność, również przy niskich temperaturach, podczas których studnie z PCV mogą ulegać uszkodzeniom,
- brak uszkodzeń pod wpływem ruchu kołowego i wszelkich obciążeń komunikacyjnych,
- zastosowanie ogólnie dostępnego i wykorzystywanego na budowie sprzętu budowlanego, np. koparek, HDS-ów oraz dźwigów,
- nie wymagają pierścieni odciążających,
- mogą być obsypywane gruntem rodzimym w przeciwieństwie do PCV.
Studzienki kanalizacyjne tworzywowe
Różnorodne warunki oraz przeznaczenie systemów kanalizacyjnych sprawiają, że studzienki tworzywowe jak i betonowe mogą istnieć obok siebie i się wzajemnie uzupełniać. W wielu przetargach w przeważającej ilości czynnikiem decydującym jest cena wyrobu. Parametry techniczne czy wręcz gwarancja jakości wyrobu nie są decydujące dla inwestora przy wyborze dostawcy. W takiej sytuacji, jeżeli zostaną użyte wyroby z surowców i w technologii o zaniżonej jakości, niespełniające wymaganej trwałości i szczelności odbije się to niekorzystnie dla firm eksploatacyjnych. Dlatego też wprowadzenie jednolitych wysokich standardów szczelności na ciśnienie 0,5 bara, podciśnienie –0,3 bara (!) trwałości, może poprawić stan techniczny infrastruktury.
W przypadku studzienek tworzywowych produkowanych zgodnie z normami PN-EN 13598-2, PN-EN 476 z wysokiej jakości surowców PP-B, PE w zautomatyzowanym stabilnym procesie zagwarantowano spełnienie wymagań, np. szczelności, zwłaszcza na podciśnienie i trwałości na ścieranie.
Alkaliczny odczyn betonu spowodowany obecnością wodorotlenku wapnia Ca(OH)2 jest przyczyną korozji tego materiału w środowisku kwaśnym. Ze względu na dość znaczną rozpuszczalność wodorotlenku wapnia w wodzie, środowisko wodne wywiera działanie korozyjne na beton, którego jednym z głównych składników jest cement portlandzki. Poza działaniem jako rozpuszczalnik woda ma znaczny wpływ na proces wietrzenia chemicznego, zwłaszcza gdy zawiera rozpuszczony CO2, sole i kwasy.
Standardowo średnica porów betonu zawiera w przybliżeniu 70% makro-i 30% mikroporów. Nie zapobiega to przenikaniu do wnętrza betonu m.in. cząsteczek kwasów, olejów itp. Wg badań niemieckiego Instytutu Infrastruktury Podziemnej IKT „przynajmniej 50% studzienek betonowych zabudowanych w gruncie jest nieszczelnych”.
Studzienki wykonane z PP, PE nie ulegają korozji, nie trzeba zabezpieczać ich powierzchni przed agresywnym oddziaływaniem gruntu, wody i ścieków. Trwałość i dokładność wykonania takich izolacji na budowie nie jest w stanie dorównać fabrycznym elementom wykonanym z tworzyw sztucznych.
Osiągnięcie projektowanych właściwości betonu (wytrzymałość, szczelność, odporność na oddziaływanie czynników korozyjnych) jest w dużej mierze uzależnione od prawidłowo przeprowadzonego procesu pielęgnacji. Wzrost temperatury hydratyzującego materiału (podczas wiązania i twardnienia mieszanki betonowej) powoduje powstanie naprężeń cieplnych, które mogą stać się źródłem rys, pęknięć postępującej destrukcji betonu, jeżeli przekroczona zostanie jego wytrzymałość. Skurcz przy wysychaniu powodowany jest uchodzeniem wody z betonu przechowywanego w powietrzu, część deformacji jest nieodwracalna, jest tym większy, im większy jest stosunek w/c.
Przy zastosowaniu kręgów betonowych warunek szczelności uznaje się za spełniony, jeżeli wykonane zostanie ich spoinowanie od wewnątrz na całej wysokości studni, a ponadto od zewnątrz do głębokości co najmniej 1,5 m od poziomu terenu.
Należy zwrócić uwagę, że koszt zastosowanych materiałów jest niewielki w porównaniu z kosztem wykonania, montażem systemu kanalizacyjnego oraz odtworzeniem nawierzchni zwłaszcza w pasie drogowym.
Zastosowanie studzienek i rur tworzywowych daje możliwość zwiększenia wydajności pracy, oszczędności czasu i wydatnie zmniejsza koszty inwestycji.