Эксплуатационные характеристики накладного бетона зависят от прочности сцепления. Существует ряд факторов, влияющих на прочность сцепления накладного бетона. Эти факторы рассматриваются в следующих разделах.
Сцепление накладного бетона на мостовых настилах
Факторы, влияющие на прочность сцепления накладного бетона
Ниже перечислены различные факторы, влияющие на прочность сцепления накладного бетона на мостовых настилах:
- Состояние бетона настила
- Степень повреждения из-за удаления рыхлого бетона
- Подготовка бетонной поверхности к укладке накладного бетона
- Укладка и уплотнение накладного бетона
- Твердение уложенного накладного бетона
- Стыки накладного бетона
- Минимальное количество трещин на всю глубину
Состояние бетона настила Влияние на прочность сцепления накладного бетона
Состояние бетона, на который укладывается накладной бетон, существенно влияет на прочность сцепления. Чем лучше состояние отходящего бетона, тем лучше будет сцепление.
Состояние существующего бетона можно оценить по ряду признаков, например, если количество трещин невелико, заложенная арматура не подвержена коррозии, бетон не поврежден и не разрушен в результате щелочно-кремнеземистой реакции, замораживания и оттаивания. Эти признаки означают, что бетон находится в хорошем состоянии и обладает достаточной прочностью.
Напротив, если бетон сильно растрескался, как показано на рисунке 4, он не сможет обеспечить хорошую прочность сцепления, и трещины в настиле, вероятно, распространятся на бетон перекрытия, что, соответственно, снизит прочность сцепления.
Размер стальной арматуры увеличивается при коррозии, что приводит к появлению трещин и, в конечном итоге, снижению прочности сцепления.
Сообщается, что если прочность бетона на сжатие не менее 27,57 МПа, то он может обеспечить достаточную прочность на растяжение. На рисунке 2 показан бетон палубы моста Оклахома, который находится в хорошем состоянии.
Бетон настила моста Оклахома в хорошем состоянии
Настил моста Татами сильно разрушен
Трещины в настиле моста
Ухудшенный настил моста
Степень повреждения, влияющая на прочность сцепления накладного бетона
Устранение и удаление рыхлого или поврежденного бетона является первым шагом при нанесении накладного бетона. Бетон настила мог разрушиться из-за попадания хлоридов или других вредных элементов.
Количество бетона, которое необходимо удалить, зависит от высоты разрушенного бетона, а глубина рыхлого бетона не одинакова по всей длине настила. На рисунке 6 показана поврежденная поверхность мостового настила.
Возможно, что вся глубина существующего бетона разрушена и требует устранения, но есть места, где бетон поврежден незначительно и достаточно простого царапания.
В первом случае площадь удаленного бетона довольно велика, и поэтому его следует залатать до заливки накладного бетона, но участки меньшей глубины могут быть обработаны накладным бетоном. На рисунке 7 показано удаление разрушенного бетонного покрытия моста.
Бывают ситуации, когда бетон не поврежден, но требуется удаление значительной глубины бетона, например, чтобы освободить место для большой толщины накладного бетона, а также для обеспечения и повышения уклона.
Удаление разрушенного бетона с настила моста и подготовка поверхности к укладке накладного бетона
Существуют различные методы удаления разрушенного бетона. Каждый метод имеет определенные возможности в отношении глубины бетона, который необходимо удалить.
Различные методы удаления бетона вместе с их применением и предельной глубиной бетона, который может быть удален определенным методом, представлены в таблице 1.
Таблица 1: Метод удаления бетона, максимальная глубина удаления и их применение
Метод удаления бетона
Максимальная глубина удаления бетона, мм
Применение
Дробеструйная обработка, рис. 8
2
Текстурирование и очистка бетонной поверхности, удаление разрушенного бетона после применения других методов для удаления бетона
Дробеструйная обработка, рис. 9
6
Алмазная шлифовка, Рисунок-10
Глубина залегания арматуры
Глубина залегания бетона равна глубине залегания арматуры, но арматура не должна быть задета
Скарификация, Рисунок-11
Гидроразрушение, Рисунок-12
от 1 до 0,5*глубина
Текстурирование и очистка поверхности бетона, удаление бетона вокруг арматурных стержней
Пневматический молоток, Рисунок-13
12 на всю глубину
Удаление бетона на всю высоту
Бывают случаи, когда для выполнения работы комбинируют два метода. Например, для удаления половины глубины мостового настила применение скарификации после гидроразрушения является существенно эффективным.
Каждый метод или их комбинация должны быть выбраны таким образом, чтобы ущерб от удаления бетона был минимальным.
Пескоструйная обработка
Дробеструйная обработка мостового настила для очистки и текстурирования и, следовательно, получения достаточной прочности сцепления
Алмазное шлифование бетона для укладки накладного бетона
Скарификация мостового настила
Гидроразрушение мостового настила
Пневматический молоток для удаления поврежденного бетона
Подготовка бетонной поверхности для укладки накладного бетона
Поверхность мостового настила, на которую укладывается накладной бетон, должна быть прочной, текстурированной, чистой и влажной. Эти требования могут быть достигнуты путем использования соответствующих средств и процедур на этапе подготовки поверхности.
Чтобы провести подготовку поверхности наилучшим образом, необходимо четко сформулировать требуемые спецификации, которые обычно предусмотрены действующими нормативными документами.
Методы, используемые для подготовки бетонной поверхности, включают пескоструйную обработку, дробеструйную обработку, гидроразрыв, мойку и дробеструйную обработку.
Эффективность дробеструйной техники зависит не только от опыта и мастерства рабочего, но и от времени, отведенного вокруге.
Что касается дробеструйной обработки, то она удаляет части бетона путем истирания, а разрушенный бетон удаляется пылесосом. Бетонную поверхность можно подготовить соответствующим образом с помощью дробеструйной обработки, контролируя скорость и количество проходов дробемета.
Бетонная поверхность может быть подготовлена с помощью метода гидроразрушения, а если поверхность должна быть очищена от мусора, то следует выбрать дробеструйную обработку под низким давлением воды.
Комитет ACI 1993 рекомендует различные тесты для определения текстурирования и очистки. Процедура очистки и текстурирования, полученная в результате этих испытаний, обеспечит поверхность, которая приведет к прочности сцепления, превышающей минимально необходимую прочность сцепления.
Укладка и уплотнение накладного бетона
Для получения высокой прочности сцепления в скрепленном бетоне накладного слоя существенное значение имеет укладка и уплотнение накладного бетона. Процедура укладки наплавки включает в себя заливку наплавочного бетона на заранее подготовленную поверхность. После этого применяется соответствующее средство для уплотнения накладного бетона и отделки поверхности.
Необходимо учитывать вибрацию накладного бетона, поскольку она является одним из важных факторов, обеспечивающих высокую прочность сцепления на разрыв.
При выборе метода вибрации следует учитывать толщину бетона перекрытия, так как вибрация бетона с его поверхности эффективна до 6,35 см, в противном случае необходимо применение внутренней вибрации.
Отверждение уложенного накладного бетона для обеспечения хорошей прочности сцепления
Твердение накладного бетона оказывает огромное влияние на прочность сцепления, поскольку прочность сцепления на растяжение в лучшем случае равна прочности накладного бетона, а прочность накладного бетона зависит от качества и достаточности твердения.
Из этого становится совершенно ясно, что неправильное твердение может поставить под угрозу функциональность всей работы. Таким образом, об отверждении необходимо позаботиться тщательно и полностью.
Подходящий кусок ткани, такой как рогожа, следует смочить и положить на уложенный бетон, чтобы предотвратить испарение и избежать пластических усадочных трещин. Ткань должна сохранять свою влажность, этого можно достичь, положив на ткань полиэтилен.
Бетон, модифицированный латексом, необходимо выдерживать в течение двух дней, а гибридный цементно-бетонный слой – не менее трех и не более семи дней.
Другие виды бетона следует выдерживать по мере необходимости, например, очень высокопрочный ранний бетон, модифицированный латексом, который требует всего три часа выдерживания перед использованием.
Если обнаружится, что скорость испарения после укладки бетона до начала твердения превышает нормальную скорость испарения, необходимо рассмотреть такие меры, как замес бетона при низкой температуре, туманообразование в воздухе над бетоном и обеспечение препятствий для выхода воздуха, чтобы предотвратить пагубное влияние чрезмерной потери содержания воды.
Накладные бетонные швы, влияющие на прочность сцепления
Как правило, большинство мостов имеют контрольные швы для обеспечения движения пролетов моста. При наложении бетона на такое мостовое полотно, швы в накладке должны находиться в том же месте, что и швы в полотне, и если поверх деформационных швов полотна укладывается слишком много бетона, накладка будет расслаиваться вдоль шва.
Строительные швы, продольные строительные швы вдоль настила моста между накладками двух соседних полос движения, обычно образуются, когда накладной бетон укладывается на одной полосе движения, а движение по соседней полосе разрешено.
Строительная полоса может стать слабым местом накладного бетона и привести к отслоению и разрушению накладки. Поэтому настоятельно рекомендуется предотвращать появление продольных строительных швов при строительстве накладок.
Деформационные швы мостового настила
Минимальные трещины полной глубины, влияющие на прочность сцепления накладного бетона
После укладки накладного бетона очень вероятно возникновение пластической усадки в накладном бетоне вследствие испарения воды.
Трещины пластической усадки могут образоваться по всей глубине накладного бетона из-за усадки при высыхании. Это приведет к возникновению напряжений в соединении между бетонным мостовым настилом и накладным бетоном.
Эти напряжения неравномерны вдоль мостового настила и наибольшие по всей глубине бетона, по периметру накладки и вдоль строительных швов.
Напряжения, возникающие в бетоне накладки из-за трещин, приводят к расслаиванию бетона, и развитие расслаивающейся области может увеличиваться и становиться больше по мере старения бетона накладки.
Трещины от пластической усадки
Этот тип проблемы, влияющий на прочность сцепления перекрытия, не может быть решен, пока бетон перекрытия не отвердеет должным образом, чтобы избежать трещин на всю глубину. На рисунке 15 показаны трещины пластической усадки.
Читать далее:
Гибридное бетонно-цементное перекрытие над мостовыми настилами – причины разрушения
Бетонные накладки для ремонта трещин в бетонных конструкциях
- Гибридная цементобетонная накладка на мостовой настил – причины разрушения.
- Гидроразрушение: Уникальный метод удаления бетона и подготовки поверхности.
- Накладной бетон для ремонта трещин в бетонных конструкциях.
- Типы мостов по пролетам, материалам, конструкциям, функциям, полезности и т.д..
- Какие существуют методы ремонта трещин в бетоне?.
- Виды усадки бетона и ее предотвращение.
- Испарение и методы его измерения.