Ремонт бетонных колонн технология

Как отремонтировать железобетонные конструкции: фундамент, колонны, перекрытия

Сегодня, журналисты ProfiDom.com.ua предлагают подборку технологий по ремонту фундаментов, колонн, стен, перекрытий и других конструкций, встречающихся в частном строительстве.

Какие бывают повреждения, требующие ремонта

Практически, все бетонные изделия обладают «деформативностью» и могут менять форму, при изменении действующих нагрузок. Сама бетонная смесь обладает крайне малой прочностью на растяжение, что компенсируется армированием конструкции. Однако, это не решает проблемы полностью: в бетоне всё равно образуются трещины, но микроскопического размера и гораздо более многочисленные.

Благодаря арматурным связям, бетон обретает долговечность: мелкие трещины никак не влияют на прочностные характеристики, а сам предел допустимого «трещинораскрытия» определяется техническими стандартами на изделие. Однако со временем даже мелкие трещины расширяются из-за трения и эрозии, к тому же, не исключено, что условия эксплуатации железобетона поменяются на менее благоприятные, что вызовет ускоренный износ конструкции.

Внешне, такие явления проявляются, как раскрытие широких и глубоких трещин, а также, в виде отслоения частей бетона, вплоть до оголения арматурного каркаса. Основная причина — вода, которая насыщает поры и, расширяясь при замерзании, изнутри разрушает бетонную оболочку. Если вода добралась до арматуры, последняя интенсивно корродирует, при этом, разбухающая ржавчина препятствует сцеплению бетона с металлом и разрывает конструкцию изнутри.

Всего выделяют 5 степеней повреждений:

1. Загрязнения, раковины и усадочные трещины.
2. Выколы, шелушение и обветшание поверхности.
3. Сплошные выколы, пятна ржавчины, неактивные трещины до 0,2 мм.
4. Трещины более 0,2 мм, образование сталактитов.
5. Откалывание крупных кусков с оголением арматуры, образование пустот и расслоений.

По типам повреждения различаются:

• не влияющие на свойства конструкции;
• сокращающие срок эксплуатации (истончение защитного слоя);
• снижающие несущую способность (исключение части арматуры из работы из-за оголения).

В целом, можно сказать, что, если из-за оголения защитных слоёв бетона, не произошло деформации арматурного каркаса, изделие может быть восстановлено относительно легко. Исключение составляют случаи глубокой коррозии — когда при попытке добраться до неповреждённой ржавчиной арматуры обнаруживается, что ею поражён весь каркас. Тогда, изделие признаётся непригодным к эксплуатации и подлежит замене.

Основные способы ремонта железобетонных изделий

Существует два вида ремонта — с восстановлением несущей способности и без такового. В последнем случае, действия носят косметический характер — заполняются трещины, сколы и раковины, выполняется выравнивание поверхности. Такие виды ремонта могут выполняться, как в процессе возведения для устранения дефектов литья, так и по мере эксплуатации.

Ремонт с восстановлением несущей способности выполняют в следующих случаях:

• При увеличении нагрузки на конструкцию сверх проектной.
• При ухудшении условий эксплуатации.
• При ускоренном износе конструкции и появлении повреждений 3 типа 4–5 степеней.

Суть любого ремонта заключается в восстановлении массы бетона и заполнении свежим раствором тех участков, где произошло отслоение и осыпание. Если видна арматура, главная задача при ремонте — предотвратить распространение коррозии и добиться отличной адгезии смеси к металлу. Нередко в этих целях применяют ремонтные составы с полимерными составляющими.

Основных способов ремонта три:

• Лечение трещин путём их заполнения.
• Восстановление формы и плоскостей путём нанесения слоя бетона на поверхность.
• Восстановление связи бетона с арматурой и заделка мест оголения каркаса.

Отдельно, выделяют усиление железобетонных конструкций. Путём увеличения массы и габаритов конструкции, достигается повышение несущей способности. В таких случаях, после простейшей подготовки, попросту, выполняют приливы к изделию, которые после затвердевания принимают на себя часть нагрузки.

Лечение трещин

При ремонте трещин, нужно понимать, являются ли они активными. Во многих случаях, появление тонких трещин свидетельствует о том, что конструкция меняет форму из-за колебаний температуры, сейсмической активности или из-за изменения свойств грунта. Такие деформации, как правило, носят обратимый характер, то есть трещины закрываются после восстановления исходной формы. Если в момент раскрытия, заполнить их несжимаемым материалом, после обратной деформации конструкции ещё более широкая трещина появится на обратной стороне изделия.

Активные трещины принято устранять составами, сохраняющими способность растягиваться и сжиматься не менее 50% от изначальных размеров. Лечение трещин до 0,3 мм хорошо производить поверхностной заделкой, используя эпоксидные смолы ЭЛД-283, ЭЛД-552. Более широкие трещины заполняют на всю глубину с помощью инъецирования: по всей протяжённости раскола с шагом 10–15 см сверлятся отверстия, через которые с помощью шприца вводится эпоксидная смола. Такой метод ремонта помогает существенно снизить водопоглощение бетона, устранить проникновение влаги и атмосферного кислорода к арматуре.

Чтобы отличить активные трещины от неактивных, на них крепят маяки из густо замешанного строительного гипса. На неактивной трещине маяк не треснет и не отпадёт. Если маяк лопнул, а трещина на нём ровная, без сколов, при этом есть видимый зазор, это указывает на то, что разлом в данный момент расширяется. Если на лопнувшем маяке кромки разлома рваные и раскрошенные, либо одна часть маяка отпала, — трещина в данный момент сокращается.

Если обследование маяками в течение года показало, что трещина неактивная, её можно заделать несжимаемым материалом, таким как мелкодисперсный пескобетон той же марки, из которой отливалась конструкция. Предварительно необходимо трещину расшить — удалить сколы и осыпающиеся частицы на краях, продуть сжатым воздухом. В зависимости от ширины, неактивная трещина также лечится либо поверхностной заделкой с помощью шпателя, либо инъецированием цементного раствора.

Устранение крупных дефектов

Если ремонт трещин не был произведён своевременно, деструктивные явления поражают защитный слой бетона, что приводит к откалыванию и осыпанию крупных фрагментов. Поверхность бетона при этом испещрена широкими, но неглубокими трещинами, ямами, при постукивании молотком слышен гулкий звук — под поверхностью образовались пустоты.

В таких случаях, защитный слой бетона восстанавливают, предварительно удалив все остатки, подвергшиеся разрушению. Достаточно часто, приходится счищать с поверхности выколов и ям достаточно толстые слои рыхлого и осыпающегося бетона. Его оставлять нельзя, ведь прочность повреждённого бетона значительно ниже проектной.

Очищенную поверхность подвергают фактурированию — с помощью чеканки оставляют множество мелких засечек, способствующих более качественному сцеплению нового слоя со старым. Края восстанавливаемого участка подрубают зубилом, образуя ровную кромку глубиной не менее 10 мм.

Нанесение бетонной массы выполняют либо мастерком послойно, либо напылением под давлением — этот способ наиболее технологичный и действенный. После восстановления защитного слоя за бетоном требуется уход в течение 7–10 дней, который заключается в периодическом увлажнении поверхности и слежении за границами заделанных участков.

При оголении арматурного каркаса

Если разрушение бетона произошло на глубину залегания арматуры, ремонт нужно выполнять безотлагательно. Дальнейшее ослабление массы может привести к тому, что армирующие прутья согнутся и конструкция необратимо потеряет свои свойства.

В первую очередь, необходимо выполнить разделку бетона вглубь залегания арматуры и убедиться, что коррозия не тронула металл на глубине более 50–60 мм. Если повреждения более глубокие, — следует оголить каркас до появления незатронутых коррозией участков. Если из-за ржавчины диаметр арматуры уменьшился более чем на 10%, каркас необходимо усилить. Для этого к существующему стержню привязывается новый, длина перехлёста с нетронутой арматурой должна быть не меньше 40 диаметров.

Также, при устранении дефектов с оголением арматуры практикуется привязка к каркасу армирующей сетки. Она позволяет избежать сползания толстого слоя свежего бетона и при этом препятствует раскрытию новых трещин на проблемном участке.

Стальные элементы нужно тщательно очистить от ржавчины, высолов и прочих загрязнений. Арматуру нужно хорошо отмыть преобразователем ржавчины на бескислотной основе, а затем покрыть густым цементным молоком, используя кисть. Не дожидаясь его высыхания, повреждённый участок заполняют свежим бетоном. Процедура подготовки краёв и поверхности больших выколов была описана выше.

Правила, обязательные к соблюдению

Есть три основных требования к проведению ремонта железобетонных изделий. Главное из них — ремонтный состав должен быть идентичным, или по крайней мере совместимым с тем, который использовался при сооружении конкретной части бетонной конструкции.

С полимерными материалами особых проблем в плане совместимости нет, однако смеси на цементном связующем следует выбирать тщательно, учитывая тип и марку цемента, род и фракцию наполнителя, водоцементное отношение и наличие присадок. Если область ремонта окажется неоднородной, из-за разницы физических свойств свежий состав быстро отколется от поверхности.

Второе правило — соблюдать температурный режим. Проведение ремонтных работ запрещается, если в локальной зоне температура превышает 10 °С или ниже +5 °С. Кроме того, существуют требования к конструкциям, испытывающим повышенное влияние температурного расширения — каркасам зданий, опорам, балкам перекрытия, ж/б изделиям, эксплуатирующимся под прямыми солнечными лучами. Их средняя температура в момент ремонта не должна превышать 20 °С.

Правило третье: в момент ремонта бетон не должен быть насыщен водой. Допускается, лишь, смачивание поверхности и промывка трещин перед внесением ремсостава, однако при этом следует дождаться полного впитывания влаги. Если высушить бетонную конструкцию не представляется возможным, следует добавить в ремонтную смесь модификатор, обеспечивающий адгезию к сырому бетону.

Источник

Ремонт бетонных колонн

Бетонные колонны строительной конструкции являются основными несущими элементами объектов промышленного и гражданского назначения. К ним предъявляются повышенные требования на стадии проектирования, производства и эксплуатации. Любые повреждения колонны приводят к снижению ее несущей способности, деформациям и перегрузке других строительных элементов из бетона, что, в свою очередь, создает условия для их повреждения. Такой процесс может получить лавинообразный характер, что приведет к разрушению всего здания.

Причины разрушения колонн и ее элементов:

• Нарушение технологии производства (пустоты, каверны, близкое расположение арматуры к поверхности и др.).
• Механические повреждения (напр., удар в колонну транспортным средством).
• Изгибающее усилие, которое возникает при смещении точки приложения осевой нагрузки от оси колонны, т.к. бетон имеет низкую прочность на изгиб (напр., колонны крайних рядов).
• Превышение осевой динамической или статистической нагрузки.
• Неравномерная осадка здания, что приводит к превышению осевой нагрузки на один или несколько несущих элементов.
• Температурное (перепад температур внутри здания), термическое (пожар) или химическое (агрессивная среда) воздействие.
• Другие виды воздействия техногенного или климатического характера.

Виды повреждений и технологии ремонта

Разнообразие причин повреждения колонн приводят к сочетанному характеру повреждений. Перед началом любого вида ремонтных работ проводится комплексное исследование причин, и принимаются меры по их устранению. На основании результатов исследования составляется технологическая карта с полным перечнем работ и материалов.

При ремонте, кроме косметического, следует предусматривать разгрузку колонны, т.к. в ходе работ будет удаляться достаточно значительная часть бетона для обнажения арматуры и удаления ослабленного бетона (10…30 мм с каждой стороны дефекта), что дополнительно снижает ее несущую способность.

Трещины шириной до 5 мм

Для ремонта этого типа повреждений рекомендуется использовать технологию инъектирования. Используется для трещин любого пространственного положения.

Этапы производства работ:

1. Очистить поверхность внутри и вокруг трещины, удалить ослабленный бетон.
2. Просверлить отверстия под пакеры. Расстояние между пакерами зависит от длины и глубины трещины. На коротких 30…50 мм глубиной до 20 мм — в начале и конце трещины, на длинных — несколько, на длинных и глубоких — возможна установка пакеров рядом с трещиной под углом 45°, что позволит, кроме заполнения дефектной полости, усилить бетон вокруг нее.
3. Закачать инъекционный раствор через пакеры снизу вверх до выступания смеси в следующем пакере. Для инъекции применяют высокотекучие составы с хорошей адгезией и имеющие соответствующую прочность после полной гидратации или полимеризации (напр., Epojet).
4. Снять пакеры и заполнить отверстия ремонтным, совместимый с инъекционным, раствором и с теми же прочностными характеристиками.
5. Восстановить поверхность колонны.

Ремонт по этой технологии полностью восстанавливает прочностные характеристики. Трещины с шириной более 5 мм следует относить к дефектам, которые снижают несущую способность элементов и колонны в целом до 50%.

Трещины и дефекты, снижающие несущую способность колонны до 50%

Подобные ситуации возникают при серьезных динамических нагрузках (удар, вибрация, геологические подвижки грунта) и нарушении правил эксплуатации (несвоевременный или не качественный ремонт). Любые трещины шириной более 5…8 мм, и глубина которых больше глубины залегания арматуры относятся к категории снижающих несущую способность колонны.

Этапы производства работ:

1. Разгрузить колонну с помощью домкратов, выставить на проектные отметки и установить стальные стойки соответствующей грузоподъемности.
2. Удалить ослабленный бетон на максимальную глубину и ширину дефекта, отступая от края дефекта на 10…30 мм для удаления микротрещин.
3. Очистить арматуру от остатков бетона и ржавчины механически или с помощью пескоструйки. Осмотреть точки сварки, проверить геометрию арматуры и восстановить или усилить при необходимости.
4. Удалить пыль и мелкую крошку из дефектной полости.
5. Обработать арматуру восстанавливающими железо из ржавчины или пассивирующими составами.
6. Укладка ремонтной смеси проводится методом напыления или вручную послойно с толщиной слоя 5…40 мм. Быстротвердеющие смеси рекомендуется грунтовать каждый слой и укладывать полимерную сетчатую арматуру или наносить риски в виде сетки для увеличения площади контакта. Использовать только ремонтные смеси, которые после гидратации или полимеризации смогут выдерживать проектные нагрузки, климатические и химические условия эксплуатации. Укладка ремонтного слоя является ответственной операцией и должна проводиться специалистами соответствующей квалификации.
7. На наружную выровненную дефектную часть нанести гидроизоляционное покрытие или установить пленку для полноценной гидратации цемента ремонтного раствора.

При ремонте дефектов, которые снижают несущую способность до 50% и используют для ремонта содержащие цемент смеси, следует вести журнал учета температуры контрольных точек и проводить промежуточные и окончательные испытания образцов. Результаты испытаний являются частью акта сдачи-приемки. Полимерные композиции используются ограниченно и по согласованию с заказчиком.

Ремонтный состав

Mapegrout Thixotropic

Безусадочная быстротвердеющая ремонтная смесь тиксотропного типа, содержащая полимерную фибру, предназначенная для ремонта бетонных и железобетонных конструкций. Максимальная крупность заполнителя 3 мм. Толщина нанесения от 10 до 50 мм. за слой.

Ремонтный состав

MasterEmaco S 488 (Emaco S88C)

Тиксотропная ремонтная смесь с полимерной фиброй, предназначенная для конструкционного ремонта бетона и железобетона. Толщина нанесения в один слой от 20 до 40 мм.

Ремонтный состав

Mapegrout 430

Безусадочный быстротвердеющий мелкозернистый раствор средней прочности (более 30 МПа), содержащий полимерную фибру, предназначенный для ремонта поверхности бетонных конструкций. Максимальный размер заполнителя 1 мм. Толщина нанесения от 5 до 35 мм.

Ремонтный состав

CarbonWrap Repair ST

Сухая строительная смесь на цементном вяжущем с использованием фиброволокна, в качестве наполнителя песок, в качестве модификаторов химические добавки. Толщина нанесения от 5 до 60 мм.

Поверхностные дефекты

К этой категории относятся дефекты, которые обнажают арматуру (отслоения), сколы на углах и проступание ржавых полос на поверхности колонны. Причины — механические повреждения, замерзание-оттаивание, намокание-высыхание, коррозия арматуры, огневое воздействие и др. Повреждения не носят критического характера для эксплуатации объекта, но изменяют расчетную схему распределения сил в конструкции.

Этапы производства работ:

1. Определение причин возникновения дефекта и разработка оптимальной схемы ремонта.
2. Оконтуривание дефектного участка на расстоянии 20…50 мм в зависимости от видимого ослабления бетона и удаление бетона в пределах контура. Ржавая арматура является признаком более глубинного развития дефекта, а значит потребует разделки за арматурой.
3. Удаление пыли и мелких частиц. Для очистки арматуры от ржавчины используется механический (технические щетки или пескоструйка) или химический способ (восстановители железа). Оптимально — сочетание обоих способов.
4. Грунтование дефектной бетонной поверхности.
5. Укладка ремонтной смеси ручным или механическим способом. При укладке не допускать образования полостей. В качестве ремонтных смесей используются безусадочные цементные или полимерные составы с наполнителями из кварцевого песка, металлической проволоки или синтетических волокон.
6. Выравнивание поверхности и создание температурных и влажностных условий для гидратации цементных смесей (пленка или гидроизоляционный слой на основе полимеров). Ремонтные составы на основе эпоксидной смолы, акрилатов или полиуретана специальной защиты не требуют.

Поверхностные дефекты в виде шелушения бетонной поверхности, появления микротрещин или сетки с измененным цветом носят косметический характер, но являются основанием для обследования.

Ремонт бетонных колонн является одним из самых сложных технических процессов, в плане определения причин и выборе технологии ремонта, т.к. слишком высока ответственность за последствия некачественного ремонта.

Источник