Иногда трещины необходимо ремонтировать, но вариантов так много. Как же спроектировать и выбрать лучший вариант ремонта? Это не так сложно, как вы думаете.
После исследования трещин и определения целей ремонта, проектирование или выбор оптимальных ремонтных материалов и процедур довольно просты. Этот обзор вариантов ремонта трещин включает следующие процедуры: очистка и заполнение, заливка и герметизация/заполнение, инъекция эпоксидной смолы и полиуретана, самовосстановление и «без ремонта».
Как описано в разделе «Часть 1: Как оценить и устранить трещины в бетоне», исследование трещин и определение их первопричины — ключ к выбору оптимального плана ремонта. Другими словами, ключевыми моментами для проектирования правильного плана ремонта трещин являются средняя ширина трещины (включая минимальную и максимальную) и определение того, является ли трещина активной или неактивной. Конечно, цель ремонта трещин так же важна, как и измерение её ширины и определение вероятности её дальнейшего движения.
Активные трещины движутся и растут. Примерами служат трещины, вызванные непрерывной просадкой грунта, или трещины, являющиеся усадочными/деформационными швами бетонных элементов или конструкций. Спящие трещины стабильны и, как ожидается, не изменятся в будущем. Обычно трещинообразование, вызванное усадкой бетона, вначале очень активно, но по мере стабилизации влажности бетон постепенно стабилизируется и переходит в спящее состояние. Кроме того, если через трещины проходит достаточное количество стальных стержней (арматурных стержней, стальных фибр или макроскопических синтетических волокон), будущие движения будут контролироваться, и трещины можно считать находящимися в спящем состоянии.
Для залегающих трещин используйте жёсткие или гибкие ремонтные материалы. Для залегания активных трещин требуются гибкие ремонтные материалы и специальные конструктивные решения, обеспечивающие возможность их дальнейшего перемещения. Использование жёстких ремонтных материалов для залегания активных трещин обычно приводит к растрескиванию ремонтного материала и/или прилегающего бетона.
Фото 1. Используя игольчатые смесители (№ 14, 15 и 18), ремонтные материалы с низкой вязкостью можно легко вводить в волосяные трещины без использования проводов. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Конечно, важно определить причину появления трещин и определить, являются ли они конструктивно значимыми. Трещины, указывающие на возможные ошибки в проектировании, деталях или строительстве, могут вызывать опасения относительно несущей способности и безопасности конструкции. Такие трещины могут иметь конструктивное значение. Трещины могут быть вызваны нагрузкой или связаны с естественными изменениями объёма бетона, такими как усадка при высыхании, тепловое расширение и усадка, и могут быть как значительными, так и незначительными. Прежде чем выбрать вариант ремонта, определите причину и оцените важность появления трещин.
Ремонт трещин, вызванных ошибками проектирования, детального проектирования и строительства, выходит за рамки простой статьи. В таких случаях обычно требуется комплексный анализ конструкции и может потребоваться специальный ремонт арматуры.
Восстановление структурной устойчивости или целостности бетонных элементов, предотвращение протечек или герметизация воды и других вредных факторов (например, противогололедных реагентов), обеспечение поддержки краев трещин и улучшение их внешнего вида — вот распространённые задачи ремонта. С учётом этих целей техническое обслуживание можно условно разделить на три категории:
С ростом популярности открытого и конструкционного бетона растёт спрос на косметический ремонт трещин. Иногда восстановление целостности и герметизация/заполнение трещин также требуют ремонта внешнего вида. Прежде чем выбрать технологию ремонта, необходимо определить цель ремонта трещин.
Прежде чем проектировать ремонт трещины или выбирать метод ремонта, необходимо ответить на четыре ключевых вопроса. Ответив на них, вам будет легче выбрать вариант ремонта.
Фото 2. Используя скотч, просверленные отверстия и резиновую насадку для смешивания, подсоединённую к ручному двухствольному пистолету, можно впрыскивать ремонтный материал в мелкие трещины под низким давлением. Келтон Глевве, Roadware, Inc.
Этот простой метод стал популярным, особенно при ремонте зданий, благодаря появлению ремонтных материалов с очень низкой вязкостью. Поскольку эти ремонтные материалы легко заполняют даже очень узкие трещины под действием силы тяжести, отпадает необходимость в прокладке электропроводки (т.е. установке квадратного или V-образного резервуара с герметиком). Поскольку электропроводка не требуется, окончательная ширина ремонта совпадает с шириной трещины, что менее заметно, чем трещины от электропроводки. Кроме того, использование проволочных щеток и пылесоса быстрее и экономичнее, чем прокладка электропроводки.
Сначала очистите трещины от грязи и мусора, а затем заполните их ремонтным материалом с низкой вязкостью. Производитель разработал смесительную насадку очень малого диаметра, которая подключается к ручному двухствольному пистолету-распылителю для нанесения ремонтных материалов (фото 1). Если сопло сопла больше ширины трещины, может потребоваться некоторая прокладка трещины, чтобы создать поверхностную воронку, соответствующую размеру сопла. Проверьте вязкость в документации производителя; некоторые производители указывают минимальную ширину трещины для материала. Измеряемая в сантипуазах, с уменьшением значения вязкости материал становится более жидким или легче затекает в узкие трещины. Для нанесения ремонтного материала также можно использовать простой процесс впрыска под низким давлением (см. рисунок 2).
Фото 3. Для прокладки кабеля и герметизации сначала разрезают контейнер с герметиком квадратным или V-образным лезвием, а затем заполняют его соответствующим герметиком или наполнителем. Как показано на рисунке, трещина в кабельной трассе заполняется полиуретаном, а после затвердевания он царапается и выравнивается заподлицо с поверхностью. Ким Башам
Это наиболее распространённая процедура ремонта изолированных, мелких и крупных трещин (фото 3). Это неструктурный ремонт, включающий расширение трещин (прокладку) и заполнение их подходящими герметиками или наполнителями. В зависимости от размера и формы резервуара с герметиком, а также типа используемого герметика или наполнителя, прокладка и герметизация позволяют устранить как активные, так и скрытые трещины. Этот метод очень подходит для горизонтальных поверхностей, но может также применяться и для вертикальных поверхностей с использованием непроседающих ремонтных материалов.
Подходящие ремонтные материалы включают эпоксидную смолу, полиуретан, силикон, полимочевину и полимерный раствор. Для плиты перекрытия проектировщик должен выбрать материал с соответствующими характеристиками гибкости и твёрдости или жёсткости, чтобы выдерживать ожидаемую нагрузку по полу и будущую подвижку трещин. С повышением эластичности герметика увеличивается устойчивость к распространению и подвижке трещин, но несущая способность материала и поддержка края трещины снижаются. С повышением твёрдости несущая способность и поддержка края трещины увеличиваются, но устойчивость к подвижке трещины снижается.
Рисунок 1. С увеличением значения твердости по Шору материала увеличивается твердость или жесткость материала и уменьшается гибкость. Чтобы предотвратить отслоение краев трещин, подверженных жесткому колесному движению, требуется твердость по Шору не менее около 80. Ким Башам предпочитает более твердые ремонтные материалы (наполнители) для спящих трещин в полах, подверженных жесткому колесному движению, потому что края трещины лучше, как показано на рисунке 1. Для активных трещин предпочтительны гибкие герметики, но несущая способность герметика и поддержки края трещины низкая. Значение твердости по Шору связано с твердостью (или гибкостью) ремонтного материала. С увеличением значения твердости по Шору твердость (жесткость) ремонтного материала увеличивается, а гибкость уменьшается.
Для активных трещин размер и форма резервуара герметика так же важны, как и выбор подходящего герметика, который может адаптироваться к ожидаемому движению трещины в будущем. Форм-фактор - это соотношение сторон резервуара герметика. Вообще говоря, для гибких герметиков рекомендуемые форм-факторы составляют 1:2 (0,5) и 1:1 (1,0) (см. Рисунок 2). Уменьшение форм-фактора (за счет увеличения ширины по отношению к глубине) уменьшит деформацию герметика, вызванную ростом ширины трещины. Если максимальная деформация герметика уменьшается, увеличивается величина роста трещины, которую герметик может выдержать. Использование форм-фактора, рекомендованного производителем, обеспечит максимальное удлинение герметика без разрушения. При необходимости установите опорные стержни из пенопласта, чтобы ограничить глубину герметика и помочь сформировать вытянутую форму «песочных часов».
Допустимое удлинение герметика уменьшается с увеличением коэффициента формы. Для пластины толщиной 6 дюймов с общей глубиной 0,020 дюйма. Коэффициент формы трещиноватого резервуара без герметика составляет 300 (6,0 дюймов/0,020 дюйма = 300). Это объясняет, почему активные трещины, загерметизированные гибким герметиком без резервуара для герметика, часто выходят из строя. При отсутствии резервуара, если происходит распространение трещины, деформация быстро превысит предел прочности герметика на растяжение. Для активных трещин всегда используйте резервуар для герметика с коэффициентом формы, рекомендованным производителем герметика.
Рисунок 2. Увеличение соотношения ширины и глубины увеличит способность герметика противостоять будущим моментам образования трещин. Используйте коэффициент формы от 1:2 (0,5) до 1:1 (1,0) или в соответствии с рекомендациями производителя герметика для активных трещин, чтобы обеспечить надлежащее растяжение материала по мере увеличения ширины трещины в будущем. Ким Башам
Инъекция эпоксидной смолы склеивает или сваривает трещины шириной до 0,002 дюйма (0,002 дюйма) и восстанавливает целостность бетона, включая прочность и жёсткость. Этот метод включает в себя нанесение на поверхность слоя не растекающейся эпоксидной смолы для ограничения трещин, установку инжекционных отверстий в скважине на небольшом расстоянии друг от друга вдоль горизонтальных, вертикальных или потолочных трещин и инжекцию эпоксидной смолы под давлением (фото 4).
Прочность эпоксидной смолы на разрыв превышает 5000 фунтов на квадратный дюйм. По этой причине инъектирование эпоксидной смолой считается методом структурного ремонта. Однако инъектирование эпоксидной смолой не восстановит проектную прочность и не укрепит бетон, разрушенный из-за ошибок проектирования или строительства. Эпоксидная смола редко используется для инъектирования трещин с целью решения проблем, связанных с несущей способностью и безопасностью конструкций.
Фото 4. Перед инъектированием эпоксидной смолы поверхность трещины необходимо покрыть не растекающейся эпоксидной смолой, чтобы ограничить её давление. После инъектирования эпоксидная смола удаляется шлифованием. Обычно после её удаления на бетоне остаются следы абразивного износа. Ким Башам
Инъекция эпоксидной смолы – это жёсткий, глубоко заглублённый ремонт, при котором инъецированные трещины прочнее прилегающего бетона. При инъецировании активных трещин или трещин, выполняющих функцию усадочных или деформационных швов, ожидается образование других трещин рядом с отремонтированными трещинами или вдали от них. Инъектируйте только неактивные трещины или трещины с достаточным количеством стальных стержней, проходящих через них, чтобы ограничить их дальнейшее смещение. В следующей таблице приведены важные характеристики выбора этого и других вариантов ремонта.
Полиуретановую смолу можно использовать для герметизации влажных и протекающих трещин шириной до 0,002 дюйма (0,05 мм). Этот вариант ремонта в основном используется для предотвращения протечек воды, включая закачку в трещину реактивной смолы, которая, соединяясь с водой, образует разбухающий гель, закупоривающий протечку и герметизирующий трещину (фото 5). Эти смолы будут вытеснять воду и проникать в узкие микротрещины и поры бетона, образуя прочное соединение с влажным бетоном. Кроме того, затвердевший полиуретан обладает эластичностью и способен выдерживать дальнейшее расширение трещин. Этот вариант ремонта является постоянным и подходит как для активных, так и для скрытых трещин.
Фото 5. Инъекция полиуретана включает в себя сверление отверстий, установку инжекционных отверстий и закачку смолы под давлением. Смола реагирует с влагой в бетоне, образуя стабильную и эластичную пену, которая герметизирует трещины и даже течь. Ким Башам
Для трещин шириной от 0,004 до 0,008 дюйма (0,004 дюйма) это естественный процесс заживления трещин в присутствии влаги. Процесс заживления происходит за счёт того, что негидратированные частицы цемента подвергаются воздействию влаги и образуют нерастворимый гидроксид кальция, который вымывается из цементного раствора на поверхность и реагирует с углекислым газом окружающего воздуха, образуя карбонат кальция на поверхности трещины. 0,004 дюйма (0,004 дюйма). Через несколько дней широкая трещина может зажить, 0,008 дюйма (0,008 дюйма). Трещины могут зажить в течение нескольких недель. Если трещина подвергается воздействию быстро текущей воды и подвижек, заживления не произойдёт.
Иногда «никакого ремонта» — лучший вариант. Не все трещины требуют ремонта, и мониторинг трещин может быть оптимальным вариантом. При необходимости трещины можно отремонтировать позже.
Время публикации: 03 сентября 2021 г.