Бетон: что нужно учитывать при выборе системы реконструкции бетона?

Реконструкция бетона — сложное дело. Каждый конкретный ремонт нужно рассматривать индивидуально, а его концепцию следует разрабатывать только после анализа конкретного случая.

Ремонт бетона — доступные системы

При модернизации объекта часто производится реконструкция бетона. Для этого предусмотрены специальные системы ремонта бетона, основными компонентами которых являются:

• Средство, предотвращающее коррозию железобетонной арматуры;
• Связующий слой (для лучшего соединения старого и нового бетона);
• Правильная ремонтная масса (выбирается в зависимости от грануляции заполнителя).

Все эти материалы содержат смесь цемента и песка с добавками. В случае связующего слоя обычно используются добавки: ингибитор коррозии стали и сополимер акриловой смолы (улучшает качество сцепления). Правильная ремонтная масса обычно содержит, помимо песка и цемента, активный кремнезем (позволяет получить более плотную массу; реагирует с гидроксидом кальция, который образуется в результате реакции цемента с водой), полимерные волокна (предотвращает образование микротрещин) и часто добавку акрилового сополимера (улучшает герметичность).

Чтобы ремонт бетона был долговечным, необходимо правильно выбрать технологию его выполнения (нанесение вручную, нанесение механическим способом — торкретбетон, сухой, мокрый) с учетом степени повреждения конструкции и целевого использования объекта, а также использовать ремонтный материал, устойчивый к вредным факторам, возникающим при эксплуатации здания.

Ремонтная масса должна иметь физические свойства (водопоглощение, герметичность, морозостойкость), соответствующие требованиям конструкции в данном месте. Он не может стареть слишком быстро. Это вызывает ослабление механических свойств ремонтного материала. Однако долговечность ремонта бетона зависит не только от прочности используемого материала. Он также должен взаимодействовать с бетоном ремонтируемой конструкции — поэтому важно получить хорошую адгезию к ремонтируемой основе. Но используемый материал тоже должен быть отличного качества, поэтому если хотите купить Бетон в Бронницах то рекомендую сделать это на сайте строительной компании «СК Межрегионстрой».

Ремонт бетона и совместимость деформаций

В случае ремонта бетона совместимость материалов — это прежде всего соответствие деформации старого материала ремонтируемому материалу, а также соответствие свойств:

• Совместимость химических деформаций — в основном из-за содержания щелочи и хлоридов. Это важно, например, если бетон существующей конструкции содержит реактивный заполнитель. В этом случае щелочность ремонтного материала должна быть низкой. Щелочность зависит от типа и количества цемента. Содержание щелочи в связующем определяется в лаборатории и выражается в процентах.
• Совместимость электрохимических деформаций — электрического сопротивления и степени pH, что позволяет избежать образования макроячеек, вызывающих коррозию стали. Вода, содержащаяся в порах бетона (pH около 12,5), заставляет стальные арматурные стержни покрывать поверхность защитным пассивным слоем Fe2O. Поддержание стабильности реакции окружающей среды и пассивного потенциала стали гарантирует защиту арматуры от коррозии. Железобетонные конструкции подвергаются воздействию воды, соли и газов. При их наличии пассивный слой на поверхности арматуры повреждается и сталь корродирует. Покрытие фрагмента старой конструкции, где арматура является потенциальным анодом (в точке, где Fe +2), может изменить соотношение поверхности анода к поверхности катода и еще больше ускорить процесс коррозии.
• Совместимость физических деформаций — термическая и упругая деформируемость, а прежде всего проницаемость жидкостей и газов. Ремонтный материал должен обеспечивать паропроницаемость конструкции и непроницаемость для углекислого газа. Это предотвращает карбонизацию и тем самым снижает защитные свойства бетона по отношению к стали.
• Совместимость термических и упругих деформаций — среди условий, гарантирующих совместимость материалов, наиболее сложным является обеспечение соответствия их термической и упругой деформации или даже невозможность обеспечения такой же усадки. В старой конструкции явления усадки цементного раствора больше не возникает, а в новом материале — даже при низкой усадке — возникают некоторые деформации усадки, в результате которых возникают напряжения в зоне контакта.

Когда напряжения в зоне контакта превышают предел прочности на сдвиг в этой зоне, происходит разрыв и, как следствие, ремонтное повреждение. По этой причине зона контакта старой конструкции и нового материала определяет долговечность ремонта. Обычно в зоне контакта используется клеевой слой, который улучшает адгезию и значительно снижает возникающие напряжения сдвига.

Адгезию нового материала к старому бетону обычно проверяет инспектор по надзору или сам подрядчик. Мерой адгезии является сила отрыва, полученная при попытке оторвать зубчатый диск (глубиной 5 см) в затвердевшей ремонтной массе.

Роль связующего слоя при ремонте бетона

Связующий материал имеет консистенцию слизи. Его втирают в основание старого бетона жесткой щеткой. Из-за повышенного количества полимера и соответствующего размера зерна заполнителя между старым бетоном и ремонтным материалом образуется мембрана толщиной 2 мм. Повышенная гибкость материала связующего слоя допускает незначительные взаимные деформации старого и нового материала без возникновения высоких касательных напряжений в зоне контакта.

Слой выполняет свою функцию как в случае несовместимости деформации нового материала в результате усадки, так и при отсутствии полной совместимости подложки с новым материалом с точки зрения упругих и температурных деформаций. Связующий слой увеличивает прочность даже при разрывной нагрузке, и благодаря своей гибкости он не позволяет превышать критические нагрузки. Отсутствие липкого слоя ослабляет контакт, за исключением случаев, когда ремонт производится материалом, свойства которого аналогичны свойствам липкого слоя. Затем наносится тонкими слоями, максимальной толщиной 5 мм.

Ремонт бетона напылением

Связующий слой обычно не используется при ремонте бетона механическим распылением. Высокая скорость, с которой распыляемый материал ударяется о землю, вызывает прочную механическую связь между старым и новым бетоном. На первом этапе распыления отражаются более крупные зерна заполнителя, что приводит к образованию слоя с избытком мелкого заполнителя, цемента и полимера в зоне контакта. Таким образом создается мембрана, аналогичная той, что получается при ручном ремонте бетона.

Подготовка основания к ремонту

Правильно выполненный ремонт или надстройка бетонного слоя требует правильной подготовки основания. Это должен быть несущий бетон с достаточной прочностью на разрыв (не менее 1,5 МПа). Поэтому ослабленные коррозией незакрепленные детали и фрагменты следует удалять с поверхности корродированного бетона. Разрушенный материал следует удалить с поврежденных мест на такую глубину, пока не обнажится неповрежденный и не карбонизированный бетон. Открытые арматурные стержни следует очистить от ржавчины, а в случае значительного ослабления их сечений дополнить дополнительной арматурой.

Следует обратить внимание на технологию удаления проржавевшего бетона. Наилучшие результаты достигаются при использовании так называемого водяные форсунки (вода под давлением несколько сотен атмосфер). Этот метод позволяет точно удалить рыхлые и ослабленные коррозией фрагменты старого бетона и не вызывает микротрещин в структуре некорродированных частей старого бетона. Дополнительным преимуществом использования струй воды является глубокое насыщение бетона водой.

Удаление бетона при ремонте

Если нельзя использовать воду под давлением, старые основания подготавливаются механическим способом. Обычно не рекомендуется использовать тяжелые молотки, хотя их использование иногда необходимо, например, при черновой обработке незакрепленных частей корродированного бетона.

Дальнейшую очистку следует проводить вручную, заржавевшие фрагменты следует осторожно отбросить, не забывая при этом ударять молотком прямо по здоровому бетону. Удаление остатков проржавевшего бетона и очистка арматуры от ржавчины производится пескоструйной очисткой. Механическую очистку основания следует проводить с особой осторожностью, чтобы не образовать микроцарапины на прочном бетоне, подготовленном к ремонту. Это может привести к значительному ослаблению зоны контакта старого бетона с новым, и как следствие — даже при правильно выполненном дальнейшем ремонте — его низкой прочности из-за отслоения по трещинам вновь нанесенного материала.

При ремонте бетона важно увлажнить основание

Перед началом ремонта бетона основание должно быть влажным. Это предотвращает попадание воды из материалов, используемых при ремонте бетона. В случае только поверхностного смачивания вода быстро втягивается с поверхности в бетон. В результате его поверхностный слой становится сухим и после нанесения связующего слоя высасывает из него воду. Поэтому необходимо дважды смачивать поверхность старого бетона. Первую пропитку необходимо провести за несколько (12–14) часов до начала работ. Он заключается в многократном опрыскивании бетона водой до достижения постоянного глубокого увлажнения.

Если до начала работ все же наблюдается чрезмерное высыхание бетона, его необходимо повторно увлажнить и удалить излишки воды с поверхности струей сжатого воздуха.

Что нужно учитывать при выборе системы реконструкции бетона

Реконструкция бетона — сложное дело. Каждый конкретный ремонт следует рассматривать индивидуально, а его концепцию следует разрабатывать только после анализа конкретной аварии, определения — на основе прямого визуального осмотра — причин повреждений и определения размера повреждений. Только после этого может быть определена процедура дальнейших разбирательств, основанная на требованиях, которым должна соответствовать ремонтная система.

Требования зависят от типа и использования конструкции. Например, в конструкции моста следует использовать разные системы в зависимости от того, повреждена ли плита настила, нёбо или опора. Выбор системы также зависит от типа нагрузок и способа их работы, будь то динамические (мосты) или статические нагрузки, и какие напряжения они вызывают в конструкции: изгибные, сжимающие или растягивающие. Также важно, где произошло повреждение — в вертикальной или горизонтальной плоскости, внутри или снаружи. Это связано с условиями эксплуатации реконструируемого объекта (атмосферные факторы, загрязнение окружающей среды, воздух, вода и т.д.).

Таким образом, влияет на условия, к которым ремонтная масса и другие компоненты системы должны быть устойчивы.