ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕМОНТА, ВОССТАНОВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ БЕТОННЫХ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

На выбор материалов для ремонта, восстановления, защиты бетонных и железобетонных конструкций, главным образом, влияет характер разрушения бетонной конструкции, от которого зависит и вид проводимого ремонта. При выборе материалов необходимо определить условия эксплуатации объекта с оценкой внешних факторов, включая атмосферные воздействия, степень агрессивности среды эксплуатации и временные нагрузки, что также позволит определить требования к физико-механическим характеристикам материалов.

Дефекты бетонных и железобетонных изделий и конструкций, возникшие в процессе строительства и эксплуатации под влиянием механических воздействий, вибраций, агрессивных сред, разделяют по характеру влияния на несущую способность конструкции на три группы [1]. I группа — повреждения, не снижающие прочность и долговечность конструкции (поверхностные раковины, пустоты; трещины, в том числе усадочные и учтенные расчетом, с раскрытием не выше 0,2 мм, а также те, у которых под воздействием временной нагрузки и температуры раскрытие увеличивается не более чем на 0,1 мм; сколы бетона без оголения арматуры и т. п.); II группа — повреждения, снижающие долговечность конструкции (коррозионно-опасные трещины с раскрытием более 0,2 мм и трещины с раскрытием более 0,1 мм, в зоне рабочей арматуры предварительно напряженных пролетных строений; трещины с раскрытием более 0,3 мм под временной нагрузкой; пустоты, раковины и сколы с оголением арматуры; поверхностная и глубинная коррозия бетона и т. п.); III группа — повреждения, снижающие несущую способность конструкции (трещины, не предусмотренные расчетом ни по прочности, ни по выносливости; наклонные трещины в стенках балок; горизонтальные трещины в сопряжениях плиты и пролетных строений; большие раковины и пустоты в бетоне сжатой зоны, полные повреждения защитного слоя опор и т. п.).

Повреждения I группы не требуют принятия срочных мер, их можно устранить нанесением покрытий при текущем ремонте в профилактических целях. Основное назначение покрытий при повреждениях I группы — остановить развитие имеющихся мелких трещин, предотвратить образование новых, улучшить защитные свойства бетона и предохранить конструкции от атмосферной и химической коррозии. При повреждениях II группы ремонт обеспечивает повышение долговечности сооружения. Поэтому и применяемые материалы должны иметь достаточную долговечность. Обязательной заделке подлежат трещины вдоль арматуры. При повреждениях III группы после выполнения поверочных расчетов восстанавливают несущую способность конструкции по конкретному признаку. Применяемые материалы и технология должны обеспечивать прочностные характеристики. Это условие является обязательным, так как ремонтная система должна выдерживать все усилия и напряжения, возникающие в процессе эксплуатации, не теряя своих заявленных характеристик и не разрушаясь от воздействия внешних агрессивных факторов, действующих в конкретных условиях окружающей среды в течение заданного времени.

Таким образом, ремонт железобетонных конструкций предполагает создание композитной системы, основными элементами которой являются: тело бетона существующей конструкции, контактная поверхность и ремонтный материал. В связи с этим главным свойством ремонтного материала является обеспечение совместимости, безусадочности и высокой адгезии с телом бетона существующей конструкции.

Современные ремонтные материалы должны обеспечивать: • Совместимость с бетоном • Безусадочность • Сжатые сроки ремонта • Возможность восстановления несущей способности • Требуемую прочность • Водонепроницаемость • Сульфатостойкость • Морозостойкость • Постоянство качества • Технологическое сопровождение • Доступность и экономическую целесообразность Мировой и отечественный опыт показал высокую эффективность применения безусадочных ремонтных смесей и их преимущества по сравнению с традиционными растворами на основе цемента и песка. Использование такого рода материалов позволяет с высокой производительностью и в сжатые сроки проводить ремонтные работы в различных отраслях. Материалы на основе портландцемента характеризуются значительными усадочными деформациями, которые отрицательно влияют на долговечность конструкций. Необходимость устранения вредного влияния усадки бетона предопределила использование в составах ремонтных смесей расширяющихся добавок, в состав которых могут входить несколько компонентов, обеспечивающих один из механизмов расширения цементной системы: сульфоалюминатное расширение — вследствие образования гидросульфоалюмината кальция (эттрингита), объем которого приблизительно в 2,2 раза больше объема исходных компонентов, и оксидное, когда при гидратации MgО и СаО первоначальный объем материала увеличивается в 2 раза. В отечественной строительной индустрии для обеспечения объемного расширения бетонов и растворов наибольшее распространение получили цементные композиции на основе сульфоалюминатного расширения.

Однако, как показывает опыт применения подобных ремонтных смесей, данный метод не всегда обеспечивает стабильные свойства материала. Ремонтные растворы наносятся относительно тонким слоем на достаточно пористое основание, в результате чего при твердении в воздушных условиях происходит быстрое снижение влажности внутри затвердевшего цементного раствора, что вызывает разрушение и перекристаллизацию образовавшихся на начальном этапе твердения кристаллов эттрингита, значительное увеличение пористости и проницаемости защитного покрытия. Цементные системы на основе оксидного расширения в аналогичных условиях ведут себя более стабильно. Как правило, также требуют более тщательного ухода на ранней стадии твердения, так как протекание физико-химических процессов, вызывающих расширение материала, требует обеспечения соответствующего температурно-влажностного режима твердения.

В случае отсутствия надлежащего ухода за свежеуложенным безусадочным раствором наблюдается, как правило, образование поверхностных трещин, количество и размер которых значительно превышает трещинообразование при твердении обычных растворов, что является следствием развития по сечению материала градиента напряжений от влажностной усадки, суммируемого с напряжением вследствие развития процесса расширения. При этом величина влажностного градиента, в связи с более плотной структурой безусадочных растворов, является более значительной, чем при твердении обычных растворов. При организации качественного ухода за твердеющим безусадочным раствором даже после появления усадочных деформаций имеют место положительные напряжения обжатия, что предполагает более высокую трещиностойкость и долговечность ремонтных материалов с расширяющейся добавкой по сравнению с материалами на обычных цементах. Таким образом, одним из условий обеспечения качественного выполнения ремонтных работ безусадочными растворами на цементной основе является обязательное насыщение ремонтируемой бетонной конструкции водой и последующий надлежащий уход за свежеуложенным ремонтным материалом.

Дефекты бетонных и железобетонных изделий и конструкций, как правило, возникают в процессе эксплуатации под влиянием механических воздействий, вибраций, агрессивных сред, поэтому для формирования безусадочной долговечной цементной матрицы ремонтного раствора в рецептурах этих материалов предпочтительней использовать цементы на основе клинкера нормированного состава. Направленное структурообразование микро- и макроструктуры растворов осуществляется использованием комплекса добавок модификаторов и оптимальным фракционным составом заполнителей и наполнителей [2 – 8]. При выборе материалов для конструкционного ремонта всегда следует учитывать, что выбранный ремонтный материал должен обеспечить прочностные характеристики и совместимость с телом бетона существующей конструкции, что является гарантией качества ремонта. Это соответствие является обязательным, так как ремонтная система должна выдерживать все усилия и напряжения, возникающие в процессе эксплуатации, не теряя своих заявленных характеристик и не разрушаясь от воздействия внешних агрессивных факторов, действующих в конкретных условиях окружающей среды в течение заданного времени.

Кроме этого, коэффициенты линейного расширения ремонтного состава и ремонтируемого бетона должны быть одинаковы, так как их различие более чем в 1,5 раза приводит к значительным напряжениям в контактной зоне и является причиной коробления, шелушения, растрескивания ремонтного материала. Ниже приведены обязательные этапы производственных работ, которые разработаны с учетом применения высокотехнологичных ремонтных материалов [9 – 11]: • обследование объекта; • разработка технологического решения; • подготовка поверхности (удаление разрушенного бетона, насыщение водой); • защита арматуры от коррозии; • восстановление массива бетона; • уход за восстановленной поверхностью; • защита бетона от агрессивных воздействий. На основании полученных результатов обследования объекта, подлежащего ремонту, определяются требования к физико-механическим характеристикам ремонтных материалов в пластичном и затвердевшем виде.

Основными производителями безусадочных ремонтных составов в РФ и странах СНГ являются такие иностранные компании, как BASF, SIKA, MAPEI. В то же время ряд российских компаний, такие как «СпецРемСмесь», «Консолит», «Бирс», «Алит» разработали и освоили промышленный выпуск специализированных ремонтных материалов. Технологическая подготовленность, профессионализм и сотрудничество с ведущими строительными институтами позволяют российским специалистам создавать современные, высокотехнологичные, конкурентоспособные продукты и предлагать потребителю не только ремонтные материалы, но и инновационные технологии их применения в системах, а также техническое сопровождение. Выпускаемые как отечественными, так и зарубежными фирмами ремонтные материалы по своему функциональному назначению можно разделить на следующие основные группы: • материалы для конструкционного ремонта. В том числе при отрицательных температурах до -10 °С; • материалы для высокоточной цементации монтажа оборудования; • материалы для антикоррозионной защиты арматуры; • материалы для защиты и гидроизоляции бетонных и каменных поверхностей; • промышленные полы (упрочнители бетона — топинги); • инъекционные материалы на основе цемента.

Группа материалов для конструкционного ремонта совместно с составом для защиты арматуры от коррозии составляют технологическую систему ремонта железобетонных конструкций. Упрочнители бетона– топинги совместно со средством по уходу за упрочненным бетонным полом составляют технологическую систему для устройства промышленных полов. Таким образом, для обеспечения качественного выполнения ремонтных, восстановительных и защитных работ выбор ремонтных материалов следует принимать только после того, как будут определены характеристики материалов, которые наилучшим образом соответствовали бы реализации проектного решения. Необходимо строго соблюдать технологию производства работ с ремонтным материалом, так как неправильно подготовленная поверхность конструкции для ремонта, неправильное выполнение операций по перемешиванию, укладке и уходу за уложенным ремонтным материалом могут изменить его свойства и не дать желаемого результата.

Список литературы:

  1. Руководство ЦНИС по ремонту бетонных и железобетонных конструкций транспортных сооружений с учетом обеспечения совместимости материалов (второе издание, переработанное и дополненное) — М., ЦНИС, 2010, с. 18 2. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. В. Г. Батраков — М., 1998. — с. 400. 3. Урецкая Е. А. Сухие строительные смеси: материалы и технологии. / Е. А. Урецкая, Э. И. Батяновский. — Научно-практическое пособие. — Минск: НПООО «Стринко», 2001. — с. 208. 4. Мешков П. И. Способы оптимизации составов сухих строительных смесей. / П. И. Мешков, В. А. Мокин — Строительные материалы, 2000. — № 5. — с. 12 – 14. 5. Урецкая Е. А. Модификация сухих смесей дисперсионными порошками и эфирами целлюлозы — путь к повышению их качества и долговечности. / Е. А. Урецкая, В. В. Смирнов, Н. К. Жукова, Е. Н. Плотникова, З. И. Филипчик — Сборник трудов 2-й международной научно-технической конференции. / Современные технологии сухих смесей в строительстве. С. — Петербург. — с. 28 – 34. 6. Пустовгар А. П. Модифицирующие добавки для сухих строительных смесей. / А. П. Пустовгар — Строительство, 2002. — № 4. — с. 8 – 10. 7. Карапузов Е. К. Сухие строительные смеси. Справочное пособие. / Е. К. Карапузов, Г. Лутц, Х. Герольд, Н. Г. Толмачев, Ю. П. Спектор — Киев, 2000. — С. 293. 8. Баженов Ю. М. Технология сухих строительных смесей. Учебное пособие. / Ю. М. Баженов, В. Ф. Коровяков, Г. А. Денисов — М.: Издательство АСВ, 2011. — С. 112. 9. Технологические правила ремонта каменных, бетонных и железобетонных конструкций железнодорожных мостов — М., ОАО «Российские железные дороги», 2005. 10. Технологическая карта на ремонт бетонных и железобетонных конструкций тиксотропными составами из сухих смесей ЭМАКО — М., ООО «Строительные системы», 2005. 11. Технические рекомендации по устранению дефектов железобетонных изделий и конструкций — М., ГУП «НИИМосстрой», 2007.

Список литературы

Автор записи: Admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *