Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современные материалы для восстановления, гидроизоляции, ремонта и усиления бетонных и железобетонных конструкций. Учебное пособие для обучающихся по
.pdf
– указывают, требуется ли периодический контроль коррозии элементов строительных
конструкций.
Технические требования к характеристикам ремонтных составов, системам для антикоррозионной защиты и ремонта бетонных и железобетонных конструкций, в том числе для
подземных сооружений, находящихся в эксплуатации, в РФ приведены в ГОСТ 320162012,
ГОСТ 320172012, ГОСТ Р 563782015 и ГОСТ 337622016. В стандартах установлены основные
принципы, методы ремонта и защиты бетонных и железобетонных конструкций от коррозии,
требования к подготовке бетонного основания конструкций к антикоррозионной защите и ремонту, а также общие требования к проведению обследования, методам испытаний и оценке
технического состояния строительных конструкций, включая регистрацию дефектов и причин их возникновения.
К основным причинам возникновения дефектов ЖБК относятся:
– механические воздействия (ударные нагрузки, перегрузки и деформации, вызываемые
осадкой, вибрацией и сейсмическим воздействием);
– химические и биологические воздействия окружающей среды (воздействие сульфатов,
взаимодействие между щелочными составляющими цемента и минеральными заполнителями бетона);
– физические воздействия (циклы замораживания и оттаивания, трещинообразование
от температурных напряжений, повреждения при пожаре, миграция влаги и кристаллизация
солей, эрозия).
Определение технического состояния строительных конструкций, включающее оценку
дефектов и причин их возникновения, а также оценку способности конструкций выполнять
свои функции, регламентирует ГОСТ 319372011. Степень эксплуатационной пригодности несущих строительных конструкций или здания и сооружения в целом, а также грунтов основания устанавливают в зависимости от доли снижения их несущей способности и эксплуатационных характеристик, установленных в проектной документации.
ГОСТ 230162012 и ГОСТ 320172012 регламентируют методы защиты от коррозии поверхности бетонных и железобетонных конструкций. При этом систему защиты поверхности
ЖБК выбирают на основании оценки фактических или возможных причин износа конструкций и прогнозирования возможного дальнейшего развития коррозионных процессов, а материалы и методы защиты строительных конструкций выбирают в следующем порядке:
– определяют техническое состояние конструкций на основании оценки их текущего напряженногодеформированного состояния, выяснения характера и причин износа, установления дефектов и их классификации;
– на основании проведенной оценки технического состояния строительных конструкций
выбирают наиболее эффективные принципы защиты и ремонта бетонных и железобетонных
сооружений;
– подбирают соответствующий метод реализации выбранного эффективного принципа защиты и ремонта строительных конструкций (гидрофобизирующая пропитка, пропитка или
нанесение защитного покрытия).
Перечень и требования к физикохимическим и физикомеханическим показателям материалов, используемых для гидрофобизации, пропитки или нанесения защитных покрытий
на ЖБК регламентирует ГОСТ 320172012. Вопросы вторичной защиты поверхности бетонных и железобетонных конструкций со сроком эксплуатации более 50 лет регламентирует
CП 28.13330.2012, в котором сформулированы основные требования к защите строительных
конструкций от коррозии при воздействии агрессивных сред с температурой от –70 ℃ до
+50 ℃.
Защитные покрытия для бетонных и железобетонных конструкций подразделяют на четыре группы:
– пленочные (традиционные лакокрасочные покрытия);
– пропиточные полимерные системы;
31
– полимерные эластичные покрытия;
– интегральные капиллярные системы на минеральной основе.
При этом толщину и количество слоев защитных покрытий выбирают исходя из условий
эксплуатации строительных конструкций, а также свойств бетона конструкции. Следует отметить, что в настоящее время отсутствуют единые унифицированные требования к физикомеханическим показателям покрытий, характеризующие качество и эффективность антикоррозионной защиты бетонных конструкций. Технические требования предъявляются
в основном к исходным материалам (составу, технологии нанесения и последовательности
операций), а также к химической стойкости, эластичности, однородности, сплошности, адгезии и толщине покрытий. Однако основные защитные свойства покрытий не нормируются,
что затрудняет сравнительную оценку различных вариантов защиты от коррозии ЖБК. Поэтому грамотный выбор эффективных методов гидроизоляции, ремонта и восстановления бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, а также назначение оптимальных технологий и ремонтных составов производятся на основании выявленных в результате
инженерного обследования причин повреждения строительных конструкций.
Перспективным направлением проведения ремонтновосстановительных работ строительных конструкций является применение сухих строительных смесей. В настоящее время на
строительном рынке РФ присутствует большой ассортимент таких смесей, обеспечиваюших
высокую скорость набора прочности, безусадочность, хорошее сцепление со старым бетоном
и арматурой, сульфатостойкость и стойкость к биокоррозии, высокую прочность при сжатии и растяжении, морозостойкость и водонепроницаемость. Применяя сухие ремонтные смеси с учетом основного вида повреждения ЖБК, можно существенно повысить коррозионную
стойкость и долговечность зданий и сооружений в целом.
ГОСТ Р 563782015 устанавливает общие требования к свойствам ремонтных смесей на основе цемента, модифицированного полимерами, используемых для восстановления объемной структуры бетона или геометрии конструкций при усилении строительных конструкций
методом добавления бетона, а также для повышения толщины защитного слоя или замены
дефектного и карбонизированного бетона. При этом особое внимание уделяется адгезии ремонтных смесей к поверхности ЖБК. Указанные ремонтные смеси наносят на восстанавливаемую конструкцию чаще всего вручную или методом набрызга.
ГОСТ Р 56703.2015 регламентирует применение проникающих гидроизоляционных капиллярных смесей на основе портландцемента, высокоалюминатного клинкера или смешанных минеральных вяжущих, содержащих химически активные добавки (до 5 % массы), для
повышения водонепроницаемости и стойкости бетонов к воздействию техногенных агрессивных сред при эксплуатации строительных конструкций 1й, 2й и 3й категорий с раскрытием
трещин до 0,3 мм. Они должны соответствовать требованиям ГОСТ 313572007.
Основными показателями качества таких смесей являются:
– насыпная плотность;
– максимальная крупность заполнителя (не более 1/4 толщины наносимого слоя);
– содержание хлоридионов;
– подвижность растворной смеси (по погружению конуса П);
– водоудерживающая способность растворной смеси (не менее 90 %);
– водонепроницаемость при прямом и обратном давлении воды;
– морозостойкость;
– коррозионная стойкость в агрессивных средах;
– паропроницаемость.
ГОСТ 337622016 устанавливает общие требования к инъекционноуплотняющим составам на цементной и полимерной основе для уплотнения трещин, полостей и расщелин (ширина трещин более 0,8 мм) при защите или восстановлении бетонных и железобетонных
конструкций методами нагнетания под принудительным давлением или под давлением гравитации и капиллярного впитывания. Технологические и эксплуатационные свойства инъек-
32
ционноуплотняющих составов, предназначенных для защиты ЖБК от проникновения агрессивных реагентов и воды, уплотнения трещин и упрочнения бетона путем восстановления
его конструкционной целостности и прочности, выбирают в соответствии с ГОСТ 320162012.
Требования к составам и клеевым соединениям элементов усиления бетонных и железобетонных конструкций системой внешнего армирования или при одновременном наращивании бетонной смеси приведены в ГОСТ 329432014.
При выполнении работ по восстановлению гидроизоляции и ремонту конструкций необходимо учитывать, что выбор материалов для производства указанных работ базируется на
результатах поэтапного многофакторного анализа и является процессом поиска компромисса, основанного на использовании достоверной научнотехнической информации, требований
к ремонтным составам и финансовых возможностях заказчика.
Основным направлением повышения долговечности бетонных и железобетонных конструкций является максимальное использование потенциальных возможностей самого бетона, его способности предохранять стальную арматуру от коррозии. Указанное направление
реализуется за счет применения бетонов большой плотности (водонепроницаемости), морозо
и коррозионной стойкости. Создание таких бетонов реализуется путем использования суперпластификаторов различной химической природы, полимерных и других целевых добавок,
направленно влияющих на технологические свойства бетонной смеси и кинетику твердения
цементного вяжущего, улучшающих эксплуатационные показатели бетонов. Другим направлением повышения долговечности ЖБК является введение в состав бетонной смеси ингибиторов коррозии стальной арматуры или использование полимерной арматуры для бетонов с пониженными защитными свойствами. Для повышения функциональных свойств строительных
материалов и изделий широко применяют в последнее время нанодисперсные добавки.
Для ЖБК разработано множество технических решений по их усилению: наращивание сечений или изменение расчетной схемы конструкций с целью перераспределения нагрузок.
И только в тех случаях, когда указанными выше методами не удается обеспечить требуемую
долговечность конструкций, применяют способы их вторичной защиты с помощью различных полимерных покрытий. Наиболее распространенным и эффективным методом защиты
от коррозии бетонных и железобетонных конструкций является использование различных лакокрасочных покрытий.
Большая часть финансовых средств, выделенных на ремонтновосстановительные работы,
расходуется на устранение дефектов, ремонт и усиление строительных конструкций, полное
восстановление отдельных элементов конструкций вследствие потери ими несущей способности, а также на уход за свежеотформованным ремонтным бетоном для обеспечения требуемых температурновлажностных условий твердения.
Реконструкция и ремонт гражданских и промышленных зданий и сооружений вплотную
связаны с проблемой омоноличивания строительных конструкций. Особенно эффективно сочетание традиционных способов и материалов с полимеррастворами. В ряде случаев это является единственным способом восстановления, реконструкции и ремонта зданий и сооружений.
Для ремонта строительных конструкций широко применяют цементные растворы и бетоны, полимерцементные и полимерсиликатные растворы, а также полимеррастворы и полимербетоны. В качестве минеральных вяжущих ремонтных составов используют чаще
всего портландцемент, шлакопортландцемент, быстротвердеющий или сульфатостойкий
портландцемент с минеральными добавками марок M400 и M500. Указанные материалы
используют в основном для заделки крупных объемных дефектов в бетонных и железобетонных конструкциях. Строительный раствор или товарный бетон, приготовленные непосредственно на строительной площадке, не являются лучшими решениями при ремонте и восстановлении поврежденных конструкций, так как они не удовлетворяют жестким
33
критериям качества. Для получения качественных ремонтных составов необходимо использовать сухие строительные смеси, качество которых контролируется в заводских лабораториях и при производстве которых при жестком входном контроле применяют высококачественный портландцемент, специальные виды цементов, фракционированные
заполнители и наполнители с тщательно подобраным гранулометрическим составом, армирующие волокна, минеральные и химические добавки, которые придают ремонтному
составу удобоукладываемость, повышенную морозостойкость, быстрый набор прочности
и другие свойства, необходимые для ремонта строительных конструкций. В РФ производится широкий ассортимент ремонтных сухих строительных смесей. Например, компания
«Консолит» производит многокомпонентные сухие ремонтные смеси для бетонных конструкций — CONSOLIT BARS, содержащие полимерную фибру. Безусадочные быстротвердеющие ремонтные смеси CONSOLIT BARS 113 на 28e сутки твердения имеют прочность при сжатии и растяжении соответственно 70–80 и 8–13 МПа, а прочность сцепления
с бетоном — 2,5–3,4 MПa.
Для восстановления защитного слоя бетона в строительных конструкциях применяют:
– оштукатуривание или торкретирование плотным цементнопесчаным pacтвором;
– обетонирование цементным строительным раствором и бетоном;
– оштукатуривание цементнопесчаным раствором с последующим нанесением лакокра-
сочного покрытия;
– обетонирование различными полимеррастворами и полимербетонами.
Полимеррастворы на основе реакционноспособных олигомеров снижают трудозатраты
и сокращают сроки проведения ремонтновосстановительных работ бетонных и железобетонных конструкций, повышают надежность и долговечность восстановленных элементов конструкций. Они положительно зарекомендовали себя на объектах с высоким уровнем агрессивности окружающей среды, на предприятиях химической промышленности, черной и цветной
металлургии, пищевой и других отраслей народного хозяйства. Их применяют в тех случаях,
когда требуются высокие прогностные показатели и химическая стойкость, хорошая адгезия
к ремонтируемой поверхности конструкций.
По сравнению с цементными растворами и бетонами полимеррастворы обладают следующими преимуществами:
– высокая прочность при растяжении (до 25 MПa) и сжатии (до 100 MПa);
– высокая адгезия к старому бетону (до 5 MПa) и металлу (до 20 MПa);
– стойкость к воздействию кислот и щелочей, нефтепродуктов и пищевых продуктов;
– непроницаемость для агрессивных газов и жидкостей;
– повышенная абразивостойкость и стойкость к ударным и динамическим воздействиям.
Полимеррастворы, используемые для ремонта и восстановления строительных конструкций, можно подразделять на следующие группы:
– пропиточные составы для усиления «слабого» бетона и снижения его проницаемости;
– составы для заделки трещин;
– составы для заделки объемных дефектов;
– составы для защиты бетона от коррозии.
Пропитку бетонных и железобетонных конструкций на глубину 5–15 мм проводят низковязкими полимерными составами с целью повышения прочности, непроницаемости и поверхностной твердости бетона, а также заделки множественных трещин с шириной раскрытия менее 0,3 мм. Заделку трещин в конструкциях проводят для предотвращения проникновения
внутрь бетона агрессивных жидкостей и обеспечения сохранности их несущей способности.
Их используют также для заделки сколов, раковин, выбоин, поверхностного разрушения бетона, обнажения арматуры, пустот в стыках сборных элементов, других объемных дефектов,
а также для усиления бетонных и железобетонных конструкций. В качестве связующих полимеррастворов чаще всего применяют эпоксидные смолы. Они позволяют восстановить эксплуатационные и функциональные характеристики ЖБК.
34
Гидроизоляция — это комплекс мер по защите зданий и сооружений от разрушительного
воздействия влаги или другой агрессивной жидкости, а также создание дополнительного защитного барьера от механических воздействий на строительные конструкции. По принципу
действия гидроизоляционные материалы делят на следующие группы:
– гидроизоляция на основе расширяющихся цементов;
– гидроизоляция проникающего действия;
– инъекционная гидроизоляция;
– поверхностная гидроизоляция (обмазочные, шовные и штукатурные составы);
– оклеечная (мембранная, рулонная) гидроизоляция.
Обмазочные, шовные и штукатурные гидроизоляционные материалы состоят из вяжущего (цемента), фракционированного заполнителя и целевых добавок. Их применяют для создания водонепроницаемого защитного покрытия на прочном и недеформируемом основании
конструкций в сооружениях гражданского и промышленного назначения. Обмазочную гидроизоляцию наносят с помощью распылителей, резиновых шпателей, валиков или малярной
кисти. К проникающей гидроизоляции относят составы, используемые для гидроизоляции
водопроницаемого пористого материала. Помимо повышения увеличения влагостойкости
проникающая гидроизоляция, как правило, увеличивает прочность и морозостойкость бетона. Проникающая гидроизоляция представляет собой сухие строительные смеси, состоящие
из специального цемента, кварцевого песка мелкой или средней фракции, а также запатентованных химически активных добавок.
Физический принцип работы смесей проникающего действия: после их затворения водой
строительный раствор наносят ровным слоем на обрабатываемую поверхность конструкций.
Через систему пор и капилляров химически активные вещества из раствора диффундируют (проникают) в структуру бетона конструкции, образуя нерастворимые кристаллические
образования, которые кольматируют поры, капилляры и микротрещины бетона, делая его
непроницаемым для воды. Процессы диффузии и кристаллизации протекают в течение нескольких суток. В этот период гидроизоляцию обычно поддерживают во влажном состоянии.
После высыхания проникающей гидроизоляции рост кристаллов прекращается. При возникновении новых трещин в конструкции изза усадочных напряжений или возникающих деформаций в результате подвижки отдельных частей строительной конструкции и возможном проникновении воды наблюдается эффект «самозалечивания» — диффузионные процессы вновь
возобновляются, начинается рост кристаллов и дополнительное локальное уплотнение бетона. Такие материалы улучшают структуру бетона с одновременным созданием на бетонной
поверхности конструкции водонепроницаемого защитного слоя. К проникающей гидроизоляции относят материалы с высокой степенью проникновения — от 100 до 500 мм и глубже.
Этот критерий используют при делении цементных гидроизоляционных смесей на обмазочные и проникающие. Некоторые производители свои продукты обозначают ярлыком «проникающая гидроизоляция», хотя по принципу действия они не являются таковыми.
Инъекционная гидроизоляция представляет собой специальные жидкие полиуретановые составы, акриловые, латексные и другие суспензии. Данный вид гидроизоляции позволяет укрепить конструкции и повысить их несущую способность. Инъекционная гидроизоляция осуществляется путем закачивания указанных составов в швы под большим давлением
посредством пакеров. Полиуретаны инъекционного типа обладают большой пластичностью
и сохраняют свою целостность при изменяющихся нагрузках.
Крупные российские компании производят в основном гидроизоляционные материалы
проникающего действия на цементной основе по значительно более низкой стоимости, чем
их западные аналоги. При этом доля смесей проникающего действия существенно ниже
по сравнению с гидроизоляцией поверхностного типа. Мелкие компании больше склонны
к выпуску гидроизоляционных материалов обмазочного и штукатурного типа. Проникающая гидроизоляция занимает около 30 % среди производимых в России материалов на цементной основе.
35
Производителей гидроизоляционных материалов можно разделить на три группы. Первая
группа компаний производит узкий ряд продуктов, используемых для определенного вида
строительных работ («Кальматрон», «Пенетрон»), или выпускает продукты специального
назначения («ЭМАКО»). Ко второй группе можно отнести компании, предлагающие широкий ассортимент ремонтных составов для решения самых разных задач. Помимо сухих строительных смесей в ассортименте этих компаний могут быть гидроизоляционные мастики,
двухкомпонентные составы или рулонные материалы. Так, например, под маркой Sika предлагаются штукатурные гидроизоляционные смеси, полимерные мембраны, битумные рулонные
материалы и мастики. Фирма «Растро» производит сухие смеси и мастики. ООО «Производственная компания "Бастион"» продвигает систему материалов «Эталон», которая включает
в себя гидроизоляционные, инъекционные, пенетрирующие и модифицирующие материалы.
«Гидротэкс» — это линейка продуктов, среди которых герметики, сухие строительные смеси и материалы мембранного типа. Компания «Орион» поставляет водозащитные краски,
шпатлевки, уретановую и битумную мастики. К третьей группе компаний эксперты относят производителей общестроительных сухих строительных смесей, которые в дополнение
к традиционным продуктам выпускают и гидроизоляционные составы (в частности, торговые
марки «Глимс», «Плитонит», «Победит»). Из числа современных отечественных производителей, формирующих рынок гидроизоляции России, следует выделить компании «Пенетрон
Россия», «Кальматрон», «Гидротэкс», «БИРСС», «Растро», MCBauchemie и некоторые другие
предприятия, которые предлагают потребителям широкий ассортимент современных гидроизоляционных материалов.
Профилактика — комплекс работ, направленный на поддержание и восстановление защитных свойств бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений, а также устранение небольших дефектов и повреждений, не являющихся опасными для сооружений по первой группе предельного состояния. Обычно профилактические работы не требуют удаления
поврежденного защитного слоя бетона и ограничиваются нанесением на поверхность ЖБК с помощью механизированных или ручных агрегатов различных пропиток и покрытий, обеспечивающих вторичную защиту бетона. Пропитки и покрытия наносят при положительной температуре на подготовленную поверхность конструкций с влажностью не более 4–5 %. Для плотного
бетона с пористостью менее 5 % расход составов обычно варьируется от 0,3 до 1 л/м2.
Особое место в профилактических мероприятиях занимает нанесение цементных защитных покрытий, что позволяет производить обработку влажной поверхности конструкций.
Толщина таких покрытий составляет 1,5–20 мм, а расход материалов изменяется в пределах
от 3 до 40 кг/м2. Покрытия толщиной 1,5–3 мм обычно наносят для защиты конструкций
от воздействия СО2 или в целях гидроизоляции. Покрытия большей толщины могут выступать в роли высокощелочных структур, обеспечивающих повышение pH защитного слоя бетона. При этом крупность заполнителя чаще всего не превышает 2 мм, а при значительной
толщине покрытий она может достигать 5 мм.
Профилактические мероприятия повышают межремонтный период и снижают скорость
физического износа строительных конструкций. Работы по профилактике проводят для
строи тельных конструкций 1 и 2 категории технического состояния.
В состав работ по профилактике входят:
– ликвидация активных протечек воды внутрь подземного сооружения;
– гидрофобизация поверхностного слоя бетона;
– подщелачивание и противокарбонизационная защита поверхности бетонных и железо-
бетонных конструкций;
– устранение грибковых образований и плесени на поверхности бетонных и железобетон-
ных конструкций.
36
Ликвидация активных протечек воды в подземное сооружение способствует более длительному пребыванию ЖБК в определенной категории технического состояния за счет предотвращения коррозионных процессов с участием хлорионов. Наиболее уязвимыми местами
возможных протечек воды внутрь подземного сооружения являются узлы сопряжения элементов строительных конструкций (конструктивные и температурноусадочные швы в сборных ЖБК, «холодные» швы бетонирования в монолитных конструкциях), места расположения вводов коммуникаций или анкерных элементов крепления закладных деталей, а также
трещины в теле бетона, образовавшиеся в процессе длительной эксплуатации сооружений.
Ликвидация активных протечек воды проводится локально в местах выявленных дефектов.
Для быстрой ликвидации напорных фонтанирующих течей (протечек) воды, в том числе при постоянном притоке воды через трещины, швы и отверстия в ограждающих железобетонных конструкциях широко используют гидропломбы на минеральной или полимерной
основе. Гидропломбы позволяют предотвратить проникновение воды сквозь структуру бетона с шириной раскрытия трещин до 0,4 мм. Для этой цели широко используют и метод инъектирования.
Метод инъектирования.
Инъекционный метод используют для формирования сплошной монолитности всего объема ЖБК за счет повышения плотности, снижения пористости и заполнения внутренних пустот после нагнетания инъекционного состава в толщу бетона и цементации тампонажного
раствора, модифицированного специальными органоминеральными и химическими добавками. Этот метод применяют и для усиления бетонных и железобетонных конструкций.
Гидроизоляцию и усиление бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений с применением инъекционного метода проводят в случае, когда:
– техническое состояние конструкций требует устранения внешних и внутренних локаль-
ных повреждений, сопровождаемых нарушением герметичности и водными протечками;
– снижена прочность защитного слоя бетона на 10 и более процентов по сравнению с про-
ектной прочностью бетона, а конструкции пригодны к эксплуатации;
– величины повреждений конструкций (трещины, сколы, выкрашивание и раздробление
бетона, деформации конструктивных элементов, иные дефекты) превышают требования действующих норм, но восстановление гидроизоляции и усиление конструкций возможно без их
замены на новые.
Метод инъектирования состоит во введении инъекционного состава в предварительно
просверленные отверстия в изолируемой конструкции. Подача инъекционных составов осуществляется под давлением или с помощью гравитационного потока. При всем многообразии применяемых инъекционных составов механизм их действия на конструкцию состоит
в максимальном уменьшении радиуса капилляров, вплоть до полного их уплотнения, в гидрофобизации стенок капилляров (увеличении угла смачивания) либо в комбинации указанных выше воздействий. Восстановить внешнюю гидроизоляцию подземного сооружения можно изнутри с помощью сквозных инъекций в зону «стенагрунт». Инъектирование
гидроизоляционных составов не только создает отсечку от капиллярного увлажнения по
периметру подземного сооружения, но и устраняет локальные течи воды. Метод позволяет объединить в одном технологическом приеме восстановление гидроизоляции и усиление
стен, фундаментов и грунтов.
Метод инъектирования позволяет:
– провести гидроизоляцию трещин, рабочих и деформативных швов в железобетонных
конструкциях;
– заполнить трещины, пустоты и полости в конструктивных элементах;
– выполнить защиту арматуры от коррозии;
37
– остановить напорные течи воды и активный водоприток, в том числе и с выносом грунта;
– утроить объемную вуальную и отсечную гидроизоляцию;
– усилить конструкции методом пропитки;
– связать грунты и обустроить микросваи, в том числе и в обводненных несвязанных грунтах.
Преимущества технологии гидроизоляции методом инъектирования состоят в следующем:
– возможность выполнения наружной гидроизоляции подземного сооружения изнутри по-
мещения — вуальная гидроизоляция;
– устранение водопритока и устройство долговременной гидроизоляции по всей толщине
конструкции за одну технологическую операцию;
– быстрое и долговременное устранение протечек;
– заполнение внутренних дефектов конструкции инъекционным материалом, защита кон-
струкции от коррозии и агрессивных веществ, содержащихся в воде;
– устранение морозобоя в зоне промерзания конструкций;
– инъекционная гидроизоляция не боится механических воздействий;
– возможность проведения работ по гидроизоляции конструкций при динамических нагрузках и 100%й влажности воздуха — нет необходимости в проветривании зоны производства ремонтновосстановительных работ;
– эластичность инъекционных материалов позволяет конструкции работать при динамических нагрузках;
– высокая химическая стойкость инъекционных материалов;
– высокая производительность работ при использовании профессионального оборудования;
– широкий ассортимент строительной химии для инъекционных работ.
Технология выполнения инъекционных работ более сложная, чем поверхностная заделка
трещин, и включает следующие операции: очистка поверхности и самой трещины, бурение
и подготовка отверстий для инъекции составов, герметизация устья трещины (установка пластыря), подготовка оборудования и приготовление состава, выполнение инъекционных работ,
очистка оборудования и поверхности бетона конструкции от пластыря и инъекторов, заделка
инъекционных отверстий и контроль качества работ.
Работы по инъектированию различных составов проводят таким образом. В шахматном порядке бурят шпуры (диаметр шпура 10–25 мм под углом 30–45° к горизонтали).
Расстояние между отверстиями по вертикали — не более 20 см. Глубина шпуров должна составлять не менее 2/3 толщины конструкции. Пробуренные шпуры промывают водой и устанавливают в них инъекционные трубки, которые заделывают цементным раствором. Через установленные трубки или непосредственно в шпур под давлением 0,2–2,0 МПа
нагнетают инъекционные составы. После нагнетания составов отверстия заделывают ремонтными составами.
При подборе гидроизоляционных материалов и технологии производства работ по герметизации и инъектированию различных составов необходимо правильно оценить сложившуюся ситуацию и определить функциональное назначение проводимого ремонта. Следует верно установить причины появления трещин, иначе выбор материала для производства
работ может оказаться ошибочным. При производстве работ следует также учитывать сроки их выполнения, условия на строительной площадке, квалификацию рабочих и инженерных кадров, степень и объемы повреждений, экономические вопросы, требования экологии
и техники безопасности.
Заделку и инъектирование трещин выполняют:
– для восстановления конструктивной целостности сооружений;
– для защиты арматуры, пропитки пористого и трещиноватого бетона, чтобы не дать вла-
ге и воздуху проникнуть в конструкцию и увеличить скорость ее разрушения;
– для воспрепятствования проникновению воды в подземное сооружение.
Выбор материалов и оборудования для инъектирования основывается на результатах обследования и зависит от:
38
– рисунка и ширины раскрытия трещин, их глубины, шероховатости стенок;
– величины смещений в поверхностях стенок трещин, которые происходят изза различ-
ных нагрузок и воздействий;
– наличия воды, влаги и/или грязи в трещинах.
По рисунку растрескивания можно определить причину появления трещин, что предопределяет выбор способа ремонта и его стоимость, а также возможность выполнения инъекционных работ. Геометрические параметры трещин, их размеры и направленность, равномерность раскрытия обуславливают выбор составов для нагнетания, технологию и стоимость
производства работ. Ширина трещины связана с вязкостью требуемого инъекционного состава и влияет на выбор оборудования, консолидации и укрепления конструкций, если его прочность при сжатии и изгибе более чем на 20 % превышает соответствующую прочность конструкции и имеет высокие адгезионные показатели. Чрезвычайно важным фактором является
глубина трещины. Если трещина неглубокая и имеет выход только на одну поверхность, то
она легче и экономичнее поддается герметизации, чем сквозная трещина, которая видна только с одной стороны.
Основная задача, которую нужно решить производителю работ перед их началом — определить характер и поведения трещин, т.е. обладают они или нет подвижностью во времени
и в пространстве. Трещины, изменяющие ширину своего раскрытия более чем на 20 % (при
действии временной нагрузки или резком изменении температуры), требуют герметизации
эластичными составами. К подобным объектам могут быть отнесены, например, температурноусадочные трещины и швы, имеющие при резком изменении температуры ширину раскрытия более 0,2 мм, расположенные в стыках сборных ЖБК и другие.
Инъекционные составы должны обладать следующими свойствами: вязкость составов
должна изменяться в широких пределах, так как проницаемость материала конструкций может изменяться в широких пределах; время начала полимеризации или твердения инъекционного раствора должно обеспечивать приготовление и нагнетание его в конструкцию в требуемом объеме; материал, образовавшийся после полимеризации или твердения инъекционного
раствора, должен создавать структуру, обладающую достаточной адгезией к бетону конструкции сооружения, повышенной водонепроницаемостью, долговечностью и устойчивостью к агрессивным средам. При этом материал, образовавшийся после полимеризации или
твердения инъекционных составов, должен быть эластичным, чтобы при деформации конструкций сооружения не нарушалась его сплошность, а инъекционный раствор должен быть
экологически чистым.
В качестве инъекционных используют как полимерные составы, так и составы на основе цемента. В качестве цементных инъекционных составов используют стабильные суспензии на основе микроцементов и нестабильные составы на основе обычных цементов. В последнем случае
составы чаще всего применяют на начальной стадии работ по герметизации ЖБК или в массивных конструкциях со значительным раскрытием трещин, а также при наличии полостей и пустот. При этом цементация растворами на основе стандартных цементов эффективна при раскрытии трещин более 0,4–0,5 мм и ограничивается крупностью пор и зерен субстрата 0,8 мм.
Применение микроцементов (цементов с удельной поверхностью 6000–25 000 см2/г) не позволяет осуществлять прогнозируемое закрепление трещин и пор с раскрытием менее 0,1 мм. Для
успешной инъекции полостей (трещин, швов и пр.), имеющих раскрытие 0,25–0,4 мм, необходимы дополнительные мероприятия, направленные на уменьшение крупности частиц заполнителя, содержащихся в растворе. Для этого используют только цементы, из которых удалены частицы размером свыше 40 мк. В качестве примера ниже приведены свойства инъекционного
раствора на основе цемента марки Uni Сеm 01:
– максимальная крупность заполнителя, мм — 0,2;
– подвижность по расплыву конуса (удобоукладываемость), мм — 190–210;
– жизнеспособность растворной смеси, мин — 30;
– температура нанесения, ℃ — +5...+30;
39
– прочность при сжатии, МПа:
через 1 сут — > 30,0;
через 28 сут — > 75,0;
– прочность при изгибе, МПа:
через 1 сут — > 4,0;
через 28 сут — > 7,0;
– прочность сцепления с бетонным основанием через 28 сут, МПа — > 1,5;
– водонепроницаемость (по ГОСТ 12730.5), атм — 8;
– деформация расширения (по ГОСТ 24544), % — 0,02;
– морозостойкость (в солях), циклов — F300.
Инъектирование растворов на цементной основе при укреплении конструкции можно осуществлять по ступенчатой технологии, т.е. последовательно нагнетаются растворы
2–3 составов различной вязкости: сначала наиболее жидкий (с В/Ц ~ 1,5–2,0), затем после
перерыва в 10–30 мин более густой раствор, который вытесняет при своем движении воду,
отделившуюся от ранее введенного раствора. Излишек воды из инъекционного раствора
отжимается под давлением в 0,5–0,6 МПа (опрессовка).
Инъекция дефектов ЖБК зданий и сооружений полимерными составами является более
дорогостоящим мероприятием по сравнению с инъектированием строительных растворов
на цементной основе. Их используют, если невозможно или сложно решить поставленную
задачу с применением более дешевых инъекционных составов. Выполнение инъекционных работ с помощью полимерных составов может осуществляться по однокомпонентной
или двухкомпонентной схемам, сущность которых состоит в нагнетании однокомпонентных или двухкомпонентных материалов. При нагнетании инъекционных составов используют насосы с механизированным приводом, обеспечивающие равномерную подачу составов различной вязкости.
Наибольшее распространение получили одно и двухкомпонентные полиуретановые составы.
В качестве примера приводим свойства отечественных полиуретановых однокомпонентных инъекционных составов марок Universum Inject PU 01/RE/1–1,5 / Universum Inject PU 01/
RE/0,5–1,5, предназначенных для инъектирования во влажные трещины ЖБК для их долговременной гидроизоляции:
– плотность при 25 ℃, кг/м3 — 1100–1200/1100–1200;
– динамическая вязкость при 25 ℃, мПа·с — 900 ± 300/900 ± 300;
– температура воздуха и основания, ℃ — от +5 до +35;
– время старта при контакте с водой при 20 ℃, с — 60–90/80–100;
– время окончательного пенообразования при 20 ℃, с — 240–300/–;
– кратность вспенивания — 15/30;
– прочность при растяжении, МПа — 2/2;
– удлинение при разрыве, % — 110 ± 20/120 ± 20;
– твердость по Шору, А — 10 ± 5/10 ± 5.
Двухкомпонентные отечественные полиуритановые инъекционные составы низкой вязкости марок Universum Inject PU 02/R/0,3, Universum Inject PU 02/R/1,5,
Universum Inject PU 02/R/15, Universum Inject PU 02/R/25, Universum Inject PU 02/R/40
и Universum Inject PU 02/R/60 имеют следующие свойства:
– соотношение компонентов А и Б по объему — 1:1;
– плотность при 25 ℃, кг/м3:
компонент А — 1020–1040;
компонент Б — 1020–1240;
– динамическая вязкость при 25 ℃, мПа·с:
компонент А — 150–450;
компонент Б — 150–250;
– вязкость композиции после смешивания при 20 ℃, мПа·с — 350–400 ± 50;
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]