2. Особенности восстановления строительных конструкций, подвергшихся деструкции от агрессивных природных и эксплуатационных сред.

1. Бетонные и железобетонные конструкции

1. Карбонизация бетона

Будучи пористым, бетон хорошо впитывает углекислый газ, кислород и влагу, присутствующие в атмосфере. Способность бетона впитывать не влияет на прочность самой бетонной структуры, но оказывает пагубное воздействие на арматуру, которая при повреждении бетона попадает в кислотную среду и начинает корродировать.

Этапы ремонта. Удаляют весь поврежденный бетон, а так же защитный слой бетона в местах залегания арматуры, если такой слой меньше толщины определенной карбонизации. Для удаления такого удаления эффективно применяется метод удаления бетона при помощи струи воды под большим напором. При таком удалении происходит смачивание арматура и стали образуется тонкий слой окисления, но как показывает практика, он не только не вредит арматуре, но и защищает ее. Так же способ удаления бетона водой не создает вибрации конструкции, тихий, быстрый и более эффективный, чем ручное удаление или при помощи пневмоинструмента.

После удаления бетона, поврежденные места подготавливают к ремонту, очищают от веществ, которые могут снизить адгезию (жир, масло, мастика и.т. д.). Оставшиеся продукты коррозии удаляют струей сжатого воздуха или при помощи пескоструйного аппарата.

Перед началом проведения ремонтных работ влажность бетона не должна превышать 4%, а температура поверхности должна быть боле, чем на 3 градуса выше точки росы.

На железобетонных стеновых панелях иногда наблюдается выход арматуры за плоскость панели с коррозией арматуры боле четверти диаметра. В таких случаях производят углубление в бетоне, и после тщательного очищения арматуры от ржавчины утапливают арматуру путем натягивания, или специальными инструментами производят z-подобный выгиб. Стержни, которые подверглись значительной коррозии, вырезают, заменяя другими, крепят их сваркой внахлест (не менее чем на 30 диаметров арматуры). Эта операция проводиться, если позволяют прочностные характеристики конструкции. Следует учитывать, что в течение 2-3 часов после очищения арматура снова начинает подвергаться коррозии, поэтому за это время на нее наносят слой специального эпоксидного антикоррозийного материала.

После затвердения антикоррозийного слоя на арматуру и бетон наносят специальную смесь – адгезионный слой. После чего проводят восстановление защитного слоя, специальными смесями, их подбирают в зависимости от толщины слоя и характера повреждения. Так же в обязательном порядке проводят ремонт небольших трещин, их называют волосяными. Их заполняют специальными смесями или эмульсиями. Все смеси в зависимости от назначения изготавливаются на основе минеральных вяжущих с добавлением различных полимерных материалов. Далее рекомендуется устраивать сплошной защитный слой конструкции.

2. Воздействие хлоридов

В практике эксплуатации железобетонных конструкций известно много случаев повреждения вследствие хлоридной коррозии. Прежде всего это конструкции, подвергающиеся воздействию противогололедных реагентов, морской воды и технологических продуктов, содержащих хлориды (поваренная соль, хлорид калия в составе минеральных удобрений и другие). Разрушению подвержены железобетонные конструкции, на которые попадают названные продукты (мостовые конструкции, дорожные покрытия и элементы обустройства дорог, опоры освещения, подземные конструкции, повреждаемые проникающими в грунт солями, железобетонные конструкции производственных предприятий).

При наступлении хлоридной коррозии «лечение» конструкций становится весьма затруднительным. Эффективным средством является катодная защита. Однако этот вид защиты технически мало проработан и при реализации трудоемок. Основная сложность состоит в необходимости обеспечить примерно равную плотность катодного тока по всей защищаемой поверхности арматуры и поддерживать ее длительное время. Этот способ применяется в отдельных случаях за рубежом. Одним из вариантов этого метода является кратковременная обработка конструкции катодным током с целью удаления хлоридов из бетона. В отечественной практике защита конструкций, пораженных хлоридной коррозией, включает в себя удаление загрязненного хлоридами бетона, в первую очередь защитного слоя, обнажение и очистку от ржавчины и солей поверхности коррозирующей арматуры струей воды высокого давления. При значительном коррозионном поражении арматуры армирование усиливают дополнительными стержнями. Затем восстанавливают защитный слой. В зависимости от конкретной ситуации возможно применение изолирующих покрытий по очищенной поверхности стальной арматуры и поверхности бетона за арматурой. После выполнения ремонта предпринимаются меры по защите поверхности конструкций от хлоридов (пропитка, покрытия).

В настоящее время на строительном рынке имеется большое число сухих смесей для ремонтных работ, обладающих повышенной адгезией к старому бетону, отсутствием усадки, тиксотропными свойствами, необходимыми для нанесения составов на поверхность стен и потолков. Отдельные смеси содержат добавки — ингибиторы коррозии. Выпускаются защитные составы для нанесения на ремонтируемую стальную арматуру. Возможно применение композитной щелочестойкой (стеклопластиковой, базальтопластиковой) арматуры, стойкой в хлоридных средах.

3. Ремонт ЖБК, подвергшихся морозной деструкции

Ремонт конструкций, подверженных морозной деструкции, затруднен. Ф. И. Ивановым было показано, что при небольшой степени морозного повреждения бетона в дальнейшем в теплый период года возможно самозалечивание микротрещин и восстановление прочности. Однако при образовании макротрещин самопроизвольное восстановление прочности бетона невозможно. В отдельных случаях можно упрочнить бетон пропиткой низковязкими мономерами с последующей полимеризацией (метод пропитки разработан также нашим институтом). Однако нужно иметь в виду, что любое изолирующее покрытие (или пропитка), нанесенное на бетон со стороны замораживания, может вызвать ускоренное разрушение бетона. При охлаждении в бетоне возникает термодиффузионный поток влаги в направлении наиболее холодной зоны. Под пароизолирующим покрытием количество влаги в бетоне может достигать критического (степень заполнения пор более 90%), что вызывает ускоренное разрушение бетона при замораживании. При глубоком повреждении бетона тонкостенные конструкции следует заменять. В массивных конструкциях возможно удаление разрушенного слоя и замена его новым морозостойким бетоном. При этом применяется анкеровка нового слоя к старому бетону конструкции дополнительно устанавливаемой арматурой.

1.4 Повреждение бетона при капиллярном всасывании

Повреждение бетона при капиллярном всасывании растворов солей и испарении происходит при повышенном содержании солей в поглощаемой бетоном воде и характерно для южных районов с жарким климатом и засоленными грунтами, а также в зданиях производств с применением солей. Способы защиты конструкций в этих условиях регламентируются СНиП 2.03.11-85. Эффективным средством защиты является применение гидрофобизирующих добавок. Скорость процесса резко замедляется, если введением комплексных добавок (пластификатор + гидрофобизатор) удается понизить коэффициент капиллярного всасывания до значения 0,02 г/см2ч0,5 и менее.

Ремонт поврежденных конструкций включает удаление разрушенного бетона и замену его новым плотным бетоном. Предпринимаются меры по предупреждению дальнейшего поглощения раствора соли — гидроизоляция, отсекающая поток раствора в конструкцию.

2. Металлические конструкции

Поверхность металлических конструкций, подверженных коррозии, очищают, удаляют ржавчину, обезжиривают поверхность и наносят антикоррозионное покрытие (лаки, краски и т.д.). В случае, если металлическая конструкция не подлежит восстановлению, ее заменяют на новую, соблюдая все правила сварки (для сварных конструкций) и заделки в бетон (для арматуры)