W ciągu ostatnich piętnastu lat, produkty z topionego bazaltu zyskały na rynku materiałów budowlanych przeznaczonych do budowy i odnowy sieci kanalizacyjnych niezastąpione miejsce, głównie ze względu na doskonałe właściwości użytkowe i długą trwałość. Produkty te, wraz z innym asortymentem produktów przeznaczonych dla budynków przemysłowych i gospodarczych, znalazły zastosowanie nie tylko w Polsce, ale również w wielu innych krajach europejskich i w świecie.
Właściwości produktów z topionego bazaltu:
Trwałość
Trwałość techniczna budowy wyraża ograniczenie funkcjonalności budowy ze względu na zużycie fizyczne, pod warunkiem, że będzie wystarczająco utrzymywana i naprawiana. W dziedzinie kanalizacji istnieje tylko kilka materiałów budowlanych używanych ponad 100 lat, z którymi mają zarządcy sieci kanalizacyjnej lata doświadczeń. To jest kamień naturalny, rury ceramiczne, cegły ceramiczne, beton i żeliwo. Wszystkie inne materiały są używane w kanalizacjach krótszy okres czasu. Trwałość kanalizacji i materiałów kanalizacyjnych to wielkość szacowana, przede wszystkim w oparciu o doświadczenia zarządców, którzy trwałość poszczególnych materiałów szacują na 40 do ponad 150 lat. Wszystkie oszacowania trwałości materiałów na więcej niż 150 lat, obecnie wskazują na tylko jeden materiał budowlany - topiony bazalt.
Odporność na ścieranie
Ścieki odprowadzane do sieci kanalizacji zawierają także nieorganiczną zawiesinę ciał stałych, które podczas przepływu w kanalizacji we wodzie unoszą się lub są popychane po dnie kanalizacji i działają abrazyjnie na wewnętrzną powierzchnię. Intensywność tego działania zależy od rozmiaru materiału ściernego, jego twardości i kształtu ziarna oraz od prędkości i charakteru przepływu w kanale.
Całkowity efekt ścierny w kanalizacji zależy od czasu działania i odporności na ścieranie materiału kanalizacyjnego. Wyższą zawartość nieorganicznych cząstek w formie zawiesiny wykazują ścieki odprowadzane do kanalizacji jednego systemu kanalizacji i kanałów deszczowych (kanalizacja ogólnospławna). Natomiast wody ściekowe odprowadzane do kanalizacji ścieków oddzielnego systemu kanalizacyjnego zawierają mniejszą część tych substancji.
Ścieranie kanałów - zmniejszenie grubości ścianki kanału, przejawia się zwłaszcza przy długotrwałym wystawieniu wewnętrznej powierzchni ścianek kanału na materiał ścierny zawarty w odpadach. Przy projektowaniu kanalizacji działanie ścierne może być zminimalizowane przez wybranie optymalnej prędkości, przepływu, wybranie materiału dostatecznie odpornego na ścieranie i w przypadku kanałów o większych rozmiarach również poprzez wrażliwy projekt kierunkowych i wysokościowych zmian trasy kanalizacji.
Na Politechnice w Darmstadt (Niemcy) została wcześniej opracowana metoda określania wytrzymałości materiałów rur kanalizacyjnych przy ścieraniu, a wyniki pomiarów mogą być dla poszczególnych materiałów kanalizacyjnych odporności porównane. Podczas budowy nowych kanałów, gdzie przypuszcza się prędkość transportową większą niż 5 m / s, zaleca się stosowanie na dnie koryta elementów kanalizacyjnych z bazaltu, aby zminimalizować awarie i zwiększyć trwałość.
Z przeprowadzonych testów wyraźnie wynika, że najwyższą odporność na ścieranie, wykazuje topiony bazalt.
Odporność na negatywne skutki mycia ciśnieniowego
Sposób czyszczenia kanałów, który stosuje zarządca, jest zależny od wymiarowej struktury sieci, od obiektów wybudowanych w sieci, celu czyszczenia i środków technicznych zarządcy. Z badań wynika, że wszystkie przedsiębiorstwa zwykle dają pierwszeństwo czyszczeniu ciśnieniowemu przed innymi metodami stosowanymi sporadycznie lub bardzo rzadko. Podczas czyszczenia ciśnieniowego strumień wody uderza pod pewnym kątem i wysokim ciśnieniem na ścianę kanału, gdzie usuwa zanieczyszczenia. Jednocześnie powoduje ruch dyszy do przodu. Jednym z głównych środków czyszczenia jest czyszczenie strumieniem wody pod ciśnieniem, który oprócz działania czyszczącego może uszkodzić ścianki kanału.
Podczas badania odporności na ścieranie materiałów kanalizacyjnych badano również odporność na negatywne skutki czyszczenia ciśnieniowego. Stwierdzono, że w trakcie normalnego procesu czyszczenia, gdy dysza porusza się w kanale i przestrzegane jest ciśnienie strumienia wody wyznaczone przez producenta rur, zwykle nie dochodzi do uszkodzeń kanałów. Jednakże, intensywne czyszczenie za pomocą wysokiego ciśnienia, a także w przypadkach, w których dysza przestaje się poruszać, na przykład, podczas zaklinowania i blokowania, grozi uszkodzeniem ścian kanału.
Z badanych materiałów tylko ceramika i topiony bazalt nie wykazały żadnych uszkodzeń. Podczas wybierania materiałów do kanałów projektowanych o minimalnych nachyleniach, (gdzie zakłada się częste mycie ciśnieniowe) należy wybierać materiał o wysokiej odporności na ujemny wpływ ciśnienia i mechaniczne czyszczenie – (elementy z topionego bazaltu chronią przed tymi efektami i wykazują wysoką wytrzymałość).
Odporność chemiczna na działanie czynników zewnętrznych i wewnętrznych
Skład ścieków komunalnych jest znany, nie ulega większym zmianom w czasie i powszechnie stosowane materiały rurowe są odporne na ich działanie chemiczne. Jedynymi wyjątkami są rury betonowe, na które ma negatywny wpływ siarkowodór i kwas siarkowy, np. spowodowane przez rozkład materii organicznej przy dłuższym zatrzymaniu wód odpadowych w niewietrzonej kanalizacji ścieków. W tym przypadku trwałość rur betonowych i żelbetowych udało się zwiększyć poprzez wykorzystanie wykładzin z materiałów chemicznie odpornych, takich jak bazalt lub ceramika.
Kanały betonowe bez wykładziny, których użycie w kanałach było ograniczone ze względu na ryzyko uszkodzenia z powodu agresywności siarczanu, dzięki zastosowaniu wykładziny bazaltowej stają się pełnowartościowym materiałem kanalizacyjnym. W zakresie negatywnego wpływu na materiał kanałów najbardziej ryzykowne są ścieki przemysłowe. Jakość ścieków odprowadzanych do kanalizacji i granice tolerancji poszczególnych składników zanieczyszczeń dla poszczególnych sieci kanalizacyjnych określa regulamin kanalizacyjny gminy. Wody odpadowe, które nie są zgodne z regulaminem, muszą być dostatecznie wstępnie oczyszczone. Wydaje się, że na działanie chemiczne wody odpadowej na materiały budowlane nie trzeba zwracać szczególnej uwagi, jednak podczas eksploatacji systemów kanalizacyjnych dochodzi do wpuszczania różnych substancji chemicznych, które:
- Korodują materiały budowlane kanałów,
- Stanowią zagrożenie dla zdrowia i bezpieczeństwa pracowników zarządcy podczas pracy w sieci,
- Oddziaływają na procesy technologiczne podczas oczyszczania ścieków,
Produkty wykonane z topionego bazaltu są wysoce odporne na wpływ substancji chemicznych, a ich stosowanie w kanałach jest całkowicie bezpieczne, ponieważ ze wszystkich materiałów kanalizacyjnych wykazują najwyższą odporność na chemiczne wpływy ścieków i środowiska zewnętrznego.
Szczelność
Topiony bazalt, jako materiał jest dość szczelny i całkowicie niechłonny. Produkty wykonane z bazaltu topionego( nie tylko produkty do kanalizacji), przeważnie nie łączą się ze sobą, ponieważ są przeznaczone do zabudowania w konstrukcji, a szczeliny pomiędzy produktami wypełnione są specjalnym materiałem. Szczelność rur i złączy rur przeciskowych bazaltowych została zatwierdzona przez procedury testowe zgodnie z DIN EN 295-3 i spełniła warunki normy.
Własności fizyczne (państwowe laboratorium TZÚS, oddział Plzeň)
Twardość wg Mohse (ČSN EN 101) min. 8. Stopień
* Ciężar objętościowy (ČSN EN 993-1) 2 900–3 000 kg.m–3
Nasiąkliwość (ČSN EN 99) 0 %
Ściskanie (ČSN EN 993-5) min. 300–450 MPa
** Wytrzymałość na zginanie (ČSN EN 993-6) min. 45 MPa
Odporność na ścieranie (ČSN EN 102) maks. spadek 110 mm3
Odporność na szok termiczny (DIN 52313) min. temp. różnica 150 °C
Odporność na mróz (ČSN EN 202) min. 50 cyklów przy −15 +15 °C
* Diament ma twardość wg Mohse 10.
** Dane te otrzymano z próbek materiału, a ponieważ bazalt jest materiałem naturalnym, wartości te nie muszą być namierzone z innych próbek lub produktów o innych kształtach i rozmiarach.
Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom w obecnej chwili do budowy kanałów murowanych i ich remontów stosowane są głównie produkty z topionego bazaltu, zwłaszcza koryta kanalizacyjne, ściany boczne, cegły kanalizacyjne bazaltowe, kształtki radialne i dzielone segmenty.
Główne argumenty użycia elementów budowlanych z topionego bazaltu:
- Koryta kanalizacyjne, ścianki boczne i segmenty radialne minimalizują efekty ścierające przepływu ścieków, które transportują nieorganiczne cząstki o różnych rozmiarach, w szczególności na dnie kanału.
- Elementy z topionego bazaltu wbudowane w kanałach w porównaniu z cegłami mają znacznie mniejszą liczbę i długość spoin. Częstą przyczyną usterek konstrukcji kanałów z cegieł była szczególnie erozja wzdłużnych spoin. Przy użyciu koryt bazaltowych nie ma niebezpieczeństwa erozji spoin i przenikania ścieków do murów i za wykładzinę, jak to się dzieje w bieżących murach kanałów.
- Topiony bazalt wykazuje w porównaniu z cegłami kanalizacyjnymi i korytami z ceramiki znacznie wyższą odporność na ścieranie. W ten sposób nie dochodzi do wewnętrznych uszkodzeń mokrej powierzchni cegieł i usterek ceramicznych koryt kanalizacyjnych.
- Elementy konstrukcyjne bazaltowe w połączeniu z wysokiej jakości betonem tworzą wytrzymałą bazaltową konstrukcję części dna kanału, który długo wytrzyma oddziaływanie przepływających ścieków.
- Własności topionego bazaltu są takie same w całym profilu ściany produktu i nie ulegają zmianie.