Контейнер транспортно-захисний для твердих екологічно небезпечних та токсичних відходів

Винахід відноситься до захисних контейнерів і призначений для транспортування, безпечного та довгострокового зберігання та захоронения екологічно небезпечних та токсичних відходів, і може бути використаний в регіональних довгострокових сховищах. Відомий контейнер для зберігання екологічно небезпечних речовин, зовнішні стінки корпусу та кришки якого виконано з армованого бетону, а внутрішні - у вигляді литого матеріалу. В якості литого матеріалу використовується склокристалічний матеріал, переважно кам'яне литво [1]. Крім того, між зовнішніми та внутрішніми стінками корпусу відомого контейнера додатково розміщено шар полімерного матеріалу, товщиною 0,5-5% товщини стінки кам'янолитого елементу. Недоліком конструкції цього контейнера є те, що виготовлення виробу з кам'яного литва потребує великих витрат, які обумовлені необхідністю підготовки розплаву при досить високих температурах, які сягають близько 1500°С, а в місцях стикання конструкції внутрішніх стінок корпусу, виконаних з окремих елементів, може виникнути дифузія екологічно небезпечних речовин в напрямку зовнішньої стінки контейнера, що може призвести до його корозії, і, внаслідок, до погіршення його фізико-механічних характеристик. Наявність додаткового шару полімерного матеріалу між зовнішнім, бетонним, і внутрішнім, камнелитим, шарами контейнера не може обмежити дифузію екологічно небезпечних відходів у зв'язку з більш низької довговічності полімерів, обумовленою наявністю процесів старіння. Крім цього, при виготовленні контейнера, який складається з двох різних матеріалів (бетон і кам'яне лиття) чи з трьох різних матеріалів (бетон, кам'яне лиття і полімерний матеріал), у зв'язку з наявністю в бетоні і у полімерному матеріалі при їх ствердженні деформацій зсідання, уздовж поверхні їхнього контакту обов'язково буде утворюватися порожнина, товщина якої зі збільшення часу експлуатації буде збільшуватися в результаті різниці температурних коефіцієнтів лінійного розширення (ТКЛР), величина якого для бетону складає (1-1,5)*10-5 К-1, для кам'яного лиття - (0,75-0,80)*10-5 К-1, і для полімерів - (38)*10-5 К-1. Найбільш близьким по технічній суті є обраний в якості прототипу транспортно-захисний контейнер для зберігання екологічно небезпечних та токсичних відходів [2], який складається з корпусу та кришки, зовнішні стінки якого виконано з армованого бетону, а внутрішні - у вигляді ствердженого матеріалу, згідно винаходу внутрішні стінки виконано з епоксикремнійорганічної емалі при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Епоксидна смола 28-32 Поліметилфенілсилоксановий лак 10-14 Розчинник (ацетон) 4-8 Наповнювач (оксид алюмінію) 46-52 Аеросил 0,2-0,4 Отверджувач (поліметилполіамід) 1,8-3,6 Серед причин, що заважають отримати потрібний експлуатаційний результат, а саме підвищення його надійності при довгостроковій експлуатації є підвищена проникненість зовнішнього бетонного шару, що при тривалому зберіганні контейнера може призвести до дифузії в тіло контейнера агресивних водних розчинів або газів з подальшим руйнуванням армованого бетону при протіканні корозійних процесів другого або третього видів [3]. Послаблення зовнішнього несучого конструкційного шару контейнера, виготовленого з армованого бетону, може призвести до втрати конструкцією герметичності, оскільки внутрішнє покриття, яке виготовлено з тонкого шару епоксикремнійорганічної емалі, виконує роль захисту бетонної складової від агресивної дії речовин які зберігаються в контейнері, але не є конструктивним елементом контейнера. В основу винаходу поставлено завдання удосконалення контейнер для зберігання екологічно небезпечних та токсичних відходів шляхом підвищення щільності та непроникності зовнішнього конструкційного шару армованого бетону, що дозволяє підвищити надійність контейнера при його довгостроковій експлуатації, оскільки виключається можливість зовнішньої дифузії в тіло контейнера агресивних водних розчинів або газів з подальшим руйнуванням армованого бетону при протіканні корозійних процесів другого або третього видів, а це, в свою чергу, підвищує надійність контейнера при транспортуванні та зберіганні небезпечних речовин до рівня, що відповідає сучасним вимогам екології. Поставлена задача вирішується тим, що в транспортно-захисному контейнері для екологічно небезпечних та токсичних відходів, що містить корпус, герметичну кришку і такелажні вузли, які розташовані на корпусі, відповідно до винаходу кришка, стінки і дно контейнера виконані з армованого бетону до складу якого в кількості 3 мас. % від кількості цементу, при його виготовленні додають комплексну пластифікуючу добавку яка включає відпрацьований поглинаючий розчин мокрого очищення від сірки коксового газу та лігносульфонат технічний при такому співвідношенні компонентів, мас. %: Відпрацьований поглинаючий розчин мокрого очищення від сірки коксового газу 91 Лігносульфонат технічний 9 Нова сукупність суттєвих ознак є достатньою для досягнення поставленого завдання. Використання при виготовленні бетону контейнера комплексної пластифікуючої добавки призводить до збільшення класу водонепроникненості бетону контейнера до 0,31-0,45 МПа. Оптимальною кількістю комплексної пластифікуючої добавки є 3 мас. % від кількості цементу. При цьому кількісному співвідношенні добавки в бетоні, останній характеризується максимальним значенням водонепроникності - 0,45 МПа. Збільшення класу водонепроникності бетону супроводжується згідно [3] підвищенням корозійної стійкості бетону в агресивних середовищах, що при довгостроковому зберіганні контейнерів, заповнених екологічно небезпечними та токсичними відходами забезпечує підвищення надійність контейнера при транспортуванні та зберіганні небезпечних речовин до рівня, що відповідає сучасним вимогам екології. Бетон з комплексною пластифікуючою добавкою, яка вводиться до його складу у кількості 3 мас. від кількості цементу, виготовляється за загально прийнятою технологічною схемою яка включає дозування та перемішування цементу, заповнювачів та комплексної пластифікуючої добавки. Після перемішування, приготовлена бетонна суміш укладається в форму, до якої заздалегідь, встановлюється об'ємний арматурний каркас. Після закінчення процесу формування, заповнена бетоном форма направляється на пропарювання, після якого здійснюється розпалубка готового контейнера. На фіг.1 та 2 схематично зображено контейнер транспортно-захисний для твердих екологічно небезпечних та токсичних відходів, корпус якого має форму паралелепіпеда з закругленими кутами, кришка якого кріпиться до корпусу розчином для омоноличування, що твердіє; на фіг. 3 та 4 - контейнер, корпус якого має форму паралелепіпеда з закругленими кутами, кришка якого кріпиться до корпусу фіксуючими елементами кріплення; на фіг. 5 та 6 - контейнер, корпус якого має форму циліндра. Контейнер транспортно-захисний для твердих екологічно небезпечних та токсичних відходів (кожний з варіантів) містить корпус 1, герметичну кришку 2 і такелажні вузли 3 для переміщення контейнера. Корпус 1 контейнера може мати форму паралелепіпеда з закругленими кутами 4 (фіг. 1, 2 та 3, 4) або форму циліндра (фіг. 5, 6). Кришка 2 кріпиться до корпусу 1 кріпильними елементами, наприклад болтами 5 (фіг. 3, 4 та 5, 6), чи омоноличується розчином, що твердіє 6, який розташовується в зазорі 7 між корпусом і кришкою контейнера і забезпечує герметизацію ємності контейнера. Для цієї ж мети між корпусом 1 і кришкою 2 контейнера, кришка якого кріпиться до корпуса елементами кріплення 5 (фіг. 3, 4 та 5, 6), розміщується ущільнювач 8. Кришка 2, стінки 9 і дно 10 корпуса 1 виконані з бетону, до складу якого при приготуванні вводиться комплексна пластифікуюча добавка у кількості 3 мас. % від кількості цементу, яка включає відпрацьований поглинаючий розчин мокрого очищення від сірки коксового газу в кількості 91 мас. % та лігносульфонат технічний в кількості 9 мас. %. Проведені визначення класу водонепроникності бетону звичайного складу та бетону до складу якого в кількості 3 мас. % від кількості цементу, при його виготовленні додавали комплексну пластифікуючу добавку, яка включає відпрацьований поглинаючий розчин мокрого очищення від сірки коксового газу в кількості 91 мас. % та лігносульфонат технічний в кількості 9 мас. %, виконані за методикою [4], наведені в таблиці. Таблиця Клас водонепроникненості звичайного бетону та бетону з комплексною пластифікуючою добавкою Вид бетону Бетон без добавки Бетон з комплексної пластифікуючою добавкою Тиск води, при якому Кількість на поверхні зразка не добавки, спостерігається мас. % просочування води, МПа 0 0,12 1 2 3 4 0,31 0,36 0,45 0,44 Наведені результати вказують на те, що введення в бетон комплексної пластифікуючої добавки до складу якої входять відпрацьований поглинаючий розчин мокрого очищення від сірки коксового газу та лігносульфонат технічний у вказаних вище співвідношеннях призводить до збільшення водонепроникненості бетону з 0,12 МПа до 0,31-0,45 МПа. Оптимальної кількістю комплексної пластифікуючої добавки, згідно наведеним результатам, є 3 мас. % від кількості цементу. При цьому кількісному співвідношенні добавки в бетоні, останній характеризується максимальним значенням водонепроникності - 0,45 МПа. Екологічно небезпечні та токсичні відходи, призначені для транспортування, тривалого збереження чи поховання, завантажуються в корпус 1 контейнера, що закривається кришкою 2. Після завантаження відходів у контейнер, кришка 2 якого кріпиться до корпуса елементами кріплення (фіг. 3, 4 та 5, 6), наприклад болтами 5, здійснюється закручування болтів. Після завантаження відходів у контейнер, кришка 2 якого кріпиться до корпусу 1 розчином для омоноличування 6 (фіг. 1, 2), після встановлення кришки у зазор 7 між корпусом і кришкою заливається розчин для омоноличування 6, після чого контейнер встановлюється на площадку попередньої витримки і знаходиться там до затвердіння розчину. Підйом і переміщення контейнера здійснюється підйомнотранспортними механізмами відповідної вантажопідйомності шляхом зачеплення за такелажні вузли 3. Пропонований склад бетону контейнера забезпечує: - збільшення класу водонепроникності бетону контейнера до 0,45 МПа, що призводить до підвищення корозійної стійкості бетону та всієї конструкції контейнера; - збільшення морозостійкості та довговічності контейнера; - подовження строків безпечної експлуатації, забезпечення підвищення надійність контейнера при транспортуванні та зберіганні небезпечних речовин до рівня, що відповідає сучасним вимогам екології. Джерела інформації: 1. Пат. UA № 23401, МПК5 G21F5/00, 31.08.98. 2. Заявка на патент України "Контейнер транспортно-захисний для екологічно небезпечних та токсичних відходів", №2001075306 від 25.07.2001, МПК6 G21F5/00, "Офіційний бюлетень "Промислова власність" №2, 2003. 3. Пособие по проектированию защиты от коррозии бетонных и железобетонных строительных конструкций (к СНиП 2.03.11). - М., Стройиздат, 1989. 175 с. 4. ГОСТ 12730.5-78 «Бетоны. Метод определения водонепроницаемости».