Как правило, железобетонную дымовую трубу защищают покрытием на всю высоту. Устройство футеровки предусматривает:
- а) уменьшение температурного градиента в несущей конструкции дымовой трубы, т. е. обеспечение в заданных пределах напряжений в бетоне и арматуре;
- б) защиту бетона от химического воздействия агрессивных продуктов горения, которые являются в основном минеральными кислотами и сульфатами;
- в) защиту бетона от истирания медными твердыми частицами дымовых газов.
Существуют различные типы защитных покрытий, главными из которых являются самонесущие футеровки; футеровки, опертые на консольные элементы несущей конструкции дымовой трубы; связанные с бетонным основанием покрытия, например из армированного торкрет-бетона или других материалов (как правило, полимеров со специально подобранным для этой цели составом).
Имеется достаточный объем информации по вопросам устройства самонесущих кирпичных футеровок и футеровок, опертых на консольные элементы. Поэтому ниже рассмотрены только два основных типа, связанных с бетонным основанием покрытий, — армированного торкрет-бетона и покрытий из специальных новых полимерных материалов.
В настоящее время принято сооружать высокие промышленные дымовые трубы в пределах ветрозащитного экрана, если (в них несколько дымовых каналов. В таких случаях покрытие наносят на дымоходы, а не на ветрозащитный экран. Как правило, верхняя треть дымовой трубы подвергается самой суровой химической агрессии вследствие более частой конденсации, происходящей в этой части дымохода. Конструкции дымовых труб периодического действия более подвержены коррозии, чем трубы непрерывного действия.
Основными агрессивными веществами в дымовых газах являются кислоты (главным образом серная) и сульфаты. Агрессивность среды была бы значительно снижена, если бы можно было использовать топливо с небольшим содержанием серы. Дымовые газы, выделяющиеся при сгорании топлива с повышенным содержанием серы, часто пропускают через специальное устройство, чтобы снизить концентрацию соединений серы, но, к сожалению, это понижает температуру газов и увеличивает в них содержание влаги.
6.9.1 Футеровки из армированного торкрет-бетона
Торкрет-бетон, применяемый для футеровки промышленных дымовых труб, обычно приготовляют на глиноземистом цементе и огнеупорном заполнителе, например, дробленом огнеупорном кирпиче. Торкрет-бетон набирает высокую прочность не позднее, чем через 24 ч; он устойчив к воздействию слабых кислот, сульфатов и т. п., что характерно для раствора, изготовленного на этом типе цемента. При рабочих температурах выше 150°С важно, чтобы предварительный прогрев проводился постепенно и повышение температуры не превышало 50°С в 1 ч.
Важно правильно выбрать заполнитель с учетом рабочих условий внутри дымовой трубы. Например, кварцевый песок пригоден для температур только до 220°С вследствие его высокого коэффициента термического расширения. Верхний температурный предел дробленого огнеупорного кирпича — примерно 1300°С, а легкие заполнители из вспученных глины и сланцев и вермикулита можно использовать примерно до 950°С. Преимущество дробленого огнеупорного кирпича и особенно вспученных глин заключается в их небольшой объемной массе и, следовательно, высокой теплоизоляционной способности.
Основные принципы торкретирования с глиноземистым цементом аналогичны принципам торкретирования с портландцементом. Состав смеси обычно 1:3 или 1:4 (по объему). С глиноземистым цементом не следует применять добавки. Водоцементное отношение должно быть в пределах 0,33—0,35. Поверхность бетонного основания следует слегка обработать пескоструйным аппаратом или сколоть вручную, чтобы удалить весь рыхлый слой цемента. Для такой подготовительной работы особенно целесообразно использовать напорную струю воды.
Минимальная толщина слоя торкрет-бетона на глиноземистом цементе должна быть в пределах 50—75 мм. Стальную сетку следует надежно прикрепить к подготовленному бетонному основанию и нанести на нее слой торкрет-бетона толщиной не менее 20 мм. Однако арматуру в торкрет-бетоне не рекомендуется применять в тех случаях, когда температура стали может превысить 400°С.
Вследствие быстрого выделения тепла при гидратации глиноземистого цемента необходимо обеспечить, чтобы он был влажным или хотя бы увлажненным в течение 24 ч после укладки. Увлажнение следует начинать сразу же, как только торкретбетон затвердеет настолько, чтобы не разрушаться под действием мелкораспыленной струи воды. Принимать решение об использовании глиноземистого цемента следует после консультации фирмы-изготовителя.
Армированный торкрет-бетон на обыкновенном портландцементе применяется для усиления конструкций старых дымовых труб. Вначале обычным методом очищают и подготавливают наружную поверхность трубы, затем надежно крепят арматуру и с помощью цемент-пушки наносят цементный раствор. Упрочненная таким способом дымовая труба показана на рис. 6.3.
6.9.2. Запатентованные сцепленные с основанием покрытия
Автор выражает признательность фирме «Колебранд Лимитед» за информацию о защитных покрытиях дымоходов № 1 и 2 в Дрэкс Пауа Стейшн (Йоркшир), которая будет кратко рассмотрена ниже. Высота дымовой трубы 260 м, площадь покрытия в одном дымоходе 7500 м2. Фторэластомерное покрытие наносили безвоздушным распылением. Общая его толщина (достигаемая постепенно) — примерно 1,5 мм. Вероятная максимальная температура газа — в пределах 204°С, максимальная скорость газа — около 17 м/с. Покрытие состояло из одного грунтовочного слоя и последующих 24 слоев специально подобранной смолы.
Согласно техническим требованиям бетонная поверхность дымохода была обработана пескоструйным аппаратом. Затем проводилась тщательная грунтовка и заделка всех пустот эпоксидной шпаклевкой. После этого был нанесен грунтовочный слой из эластомера. В процессе устройства облицовки осуществлялся непрерывный контроль за качеством материалов и работы. На рис. 6.4 показано производство работ внутри одного из двух железобетонных дымоходов, на рис. 6.5 — железобетонный ветровой экран.
