Розробка конструктивно-технологічних рішень з ремонту та відновлення каналізаційних колекторів із використанням клінкерної цегли – кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 192 - «Будівництво та цивільна інженерія» – Харківський національний університет будівництва та архітектури, Міністерства освіти і науки України, Харків, 2021.
Зважаючи на те, що значна частина мереж водовідведення проходить через території де відсутні транспортні артерії, через сільськогосподарські угіддя і має незначну глибину залягання, а також те що, як правило, їх лоткова частина знаходиться у стані придатному для подальшої експлуатації, доцільним є виконання ремонтно-відновлювальних робіт на них відкритим способом.
Виходячи з того що лоткова частина колекторів збережена, у дисертаційній роботі закладено ідею відновлення склепінчастої частини шляхом створення конструкції із застосуванням клінкерної цегли, ремонтно-відновлювальні роботи в даному випадку виконуються з допомогою пневматичної опалубки.
У дисертаційній роботі представлено нове конструктивно-технологічне рішення ремонту та відновлення колекторів. Створення нової склепової частини відбувається в декілька етапів: виконання робіт з відведення стічних вод поза ділянки, яка ремонтується; розробка траншеї; демонтаж конструкцій зруйнованого склепіння; розчищення лоткової частини колектора та ділянок, які до неї прилягають; цегляна кладка в лотковій частині колектора на випадок її незначної руйнації; укладання на дно лоткової частини пневматичної опалубки, замість складного улаштування опалубки із дерев’яних конструкцій; кладка склепінчатої частини з використанням клінкерної цегли; установка зовнішньої інвентарної опалубки для бетонування склепіння поверх кладки; армування поверх склепіння з обов’язковою установкою фіксаторів; бетонування поверх кладки; технологічна перерва для набору міцності кладки та поверхневого шару залізобетону; демонтаж пневматичної та зовнішньої інвентарної опалубок.
Теоретична верифікація пропонованих конструктивних рішень по трансформації-реабілітації колекторів виконана шляхом 3D-скінчено елементного моделювання біелемента «складова оболонка колектору-ґрунтовий масив з наперед заданими властивостями». При цьому, оцінка його працездатності протягом апріорі обумовленого життєвого циклу реалізована шляхом використання нового енергетичного критерія граничного стану, що сформований для матеріалів, які по різному чинять опір деформаціям стиску, розтягу та зсуву.
Важливим елементом при виконанні запропонованого конструктивно технологічного рішення є використання пневматичної опалубки.
Для дослідження матеріалів, з яких планується створити пневматичну опалубку було отримано зразки із підприємств Харківської області, де виготовляється подібна продукція.
У дисертаційній роботі проведені експериментальні дослідження метою яких було дослідження зразка цегли на предмет доцільності її використання при ремонтно-відновлювальних роботах на каналізаційних колекторах відкритим способом. Для проведення досліджень виконано аналіз ринку клінкерної цегли України та відібрано 18 зразків, серед яких 11 вітчизняного виробництва та 7 закордонні аналоги.
Зразки цегли пройшли випробування на стійкість від дії агресивного середовища, для чого вони перебували протягом 90 діб в біокамері (оглядова шахта каналізаційного тунелю глибокого залягання), в якій концентрація сірководню та інших хімічних сполучень у декілька раз перевищувала гранично допустиму концентрацію, установлену державними нормами. Під час перебування зразків в агресивному середовищі виконувались проміжні заміри концентрації сірководню. Після закінчення випробувань були відібрані зразки цегли, які рекомендовані для подальшого використання при ремонтно відновлювальних роботах на каналізаційних колекторах.
У лабораторії кафедри будівельних матеріалів були проведені дослідження по підбору складу розчину для його послідуючого використання при ремонтно відновлювальних роботах.
До складу запропонованого розчину крім необхідних складових рекомендовано введення керамзитового пороху, мінеральної добавки та заповнювача в кількості 20% від маси цемента та хімічної активної добавки ХАД 7 в кількості -12% від маси цементу.
Для підтвердження доцільності використання відкритого способу ремонту та відновлення каналізаційних колекторів з використанням клінкерної цегли в роботі розглянуто два конструктивно-технологічні варіанти відновлення колектора: з використанням клінкерної цегли та заміни зруйнованих колекторів на нові поліетиленові або склопластикові труби.
Економічний розрахунок варіантів відновлення показав, що застосування розробленого конструктивно-технологічного рішення має майже в 4 рази меншу вартість у порівнянні з вартістю робіт при використанні поліетиленових та склопластикових труб.
