Существует несколько методов ремонта трещин в бетоне, таких как инъектирование эпоксидной смолой, фрезерование и герметизация, затирка, зашивка, сверление и забивка, гравитационное заполнение трещин в бетоне.
Подробно рассматриваются эти методы для выбора подходящего метода для различных типов трещин в бетоне.
Как выбрать подходящий метод ремонта трещин в бетоне?
Подходящий метод ремонта трещин в бетоне может быть выбран на основе оценки трещины в конструкции на предмет ее причин. После того как известна причина и установлен тип трещины, можно выбрать подходящий метод.
Например, если трещины возникли в основном из-за усадки при высыхании, то вполне вероятно, что через некоторое время трещины стабилизируются. С другой стороны, если трещины вызваны продолжающимся оседанием фундамента, ремонт будет бесполезен до тех пор, пока проблема оседания не будет устранена.
Методы ремонта трещин в бетоне
Инъекция эпоксидной смолы
Метод инъектирования эпоксидной смолы используется для трещин размером 0,002 дюйма (0,05 мм). Метод обычно состоит из установки входных и выходных отверстий через близкие промежутки вдоль трещины, герметизации трещины на открытых поверхностях и впрыска эпоксидной смолы под давлением.
Инъекция эпоксидной смолы успешно используется для ремонта трещин в зданиях, мостах, плотинах и других типах бетонных конструкций (ACI 503R). Однако, если причина появления трещин не устранена, они, скорее всего, появятся вновь вблизи первоначальной трещины. Если причина трещин не может быть устранена, то возможны два варианта.
Один из них – заделать трещину, рассматривая ее как шов, или создать шов, который будет воспринимать движение, а затем залить трещину эпоксидной смолой или другим подходящим материалом.
За исключением некоторых влагостойких эпоксидных смол, эта техника неприменима, если трещины активно протекают и не могут быть высушены.
Влажные трещины можно инъецировать с помощью влагостойких материалов, но загрязнения в трещинах (включая ил и воду) могут снизить эффективность эпоксидной смолы для структурного ремонта трещин.
Использование низкомодульного, эластичного клея в трещине не позволит обеспечить значительное перемещение бетонной конструкции. Эффективный модуль упругости эластичного клея в трещине практически такой же, как и у жесткого клея, из-за тонкого слоя материала и высокого бокового ограничения, накладываемого окружающим бетоном.
Для удовлетворительного выполнения инъекции эпоксидной смолы требуется высокая степень мастерства, а применение этой техники может быть ограничено температурой окружающей среды.
Процедура инъектирования эпоксидной смолы
Очистите трещины
Первым шагом является очистка загрязненных трещин, насколько это возможно и целесообразно. Загрязнения, такие как масло, жир, грязь или мелкие частицы бетона, препятствуют проникновению эпоксидной смолы и склеиванию, а также снижают эффективность ремонта.
Предпочтительно удалять загрязнения пылесосом или промывкой водой или другими специальными эффективными чистящими растворами.
Герметизация поверхностей
Поверхностные трещины должны быть заделаны, чтобы эпоксидная смола не вытекла до того, как она застынет. В тех случаях, когда трещина недоступна, но имеется засыпка, или когда ремонтируется плита перекрытия, материал засыпки или основания иногда является достаточным уплотнением.
Поверхность можно загерметизировать, нанеся эпоксидную смолу, полиэстер или другой соответствующий герметизирующий материал на поверхность трещины и дав ему затвердеть. Если постоянный глянцевый вид вдоль трещины нежелателен и если не требуется высокое давление впрыска, можно нанести на поверхность трещины удаляемый пластиковый герметик.
По окончании работ герметик можно удалить, чтобы обнажить поверхность без блеска. Цементные герметики также могут использоваться в тех случаях, когда важен внешний вид выполненной работы.
Если требуется очень высокое давление инъектирования, трещина может быть вырезана на глубину 1/2 дюйма (13 мм) и ширину около 3/4 дюйма (20 мм) в форме буквы V, заполнена эпоксидной смолой и зачищена заподлицо с поверхностью.
Установите входные и вентиляционные отверстия:
Используются три метода:
Смешайте эпоксидную смолу
Это делается либо порционным, либо непрерывным методом. При порционном смешивании компоненты клея предварительно смешиваются в соответствии с инструкциями производителя, обычно с использованием механической мешалки, подобной лопатке для смешивания краски.
Необходимо следить за тем, чтобы смешивать только то количество клея, которое может быть использовано до начала загустевания материала.
Впрыскивание эпоксидной смолы
Можно использовать гидравлические насосы, краскопульты или пистолеты для конопатки с пневматическим приводом. Давление, используемое для инъекции, должно быть выбрано тщательно. Повышенное давление часто мало способствует ускорению впрыска.
Если трещина вертикальная или наклонная, процесс инъектирования следует начинать с закачивания эпоксидной смолы во входное отверстие на самой низкой высоте, пока уровень эпоксидной смолы не достигнет входного отверстия выше.
В случае горизонтальных трещин закачка должна производиться от одного конца трещины к другому таким же образом. Трещина заполнена, если в ней можно поддерживать давление. Если давление не удается поддерживать, эпоксидная смола все еще течет в незаполненные части или вытекает из трещины.
Удалите поверхностное уплотнение
После отверждения инжектированной эпоксидной смолы поверхностное уплотнение должно быть удалено шлифованием или другими способами по мере необходимости.
Альтернативная процедура
Для массивных конструкций альтернативная процедура заключается в сверлении серии отверстий [обычно диаметром от 7/8 до 4 дюймов (20-100 мм)], которые пересекают трещину в нескольких местах. Обычно отверстия располагаются с интервалом в 5 футов (1,5 м). Еще один метод, который используется в последнее время, – это вакуумный метод или метод вакуумного ассистирования.
Существует два метода: один заключается в том, чтобы полностью закрыть треснувший элемент мешком, ввести жидкий клей снизу и применить вакуум сверху. Другой метод заключается в том, что трещины заделываются с одной стороны, а с другой стороны нагнетается вакуум. Обычно используются эпоксидные клеи, однако акриловые и полиэфирные клеи доказали свою эффективность.
Прокладка и герметизация трещин
Прокладка и герметизация трещин может быть использована в условиях, требующих восстановительного ремонта, и там, где структурный ремонт не является необходимым. Этот метод включает в себя расширение трещины вдоль ее открытой поверхности, заполнение и герметизацию подходящим герметиком для швов (рис. 1).
Это распространенная техника обработки трещин, которая относительно проста по сравнению с процедурами и обучением, необходимыми для инъектирования эпоксидной смолы. Процедура наиболее применима к приблизительно плоским горизонтальным поверхностям, таким как полы и тротуары.
Однако фрезерование и герметизация могут быть выполнены на вертикальных поверхностях (с использованием нерассасывающегося герметика), а также на изогнутых поверхностях (трубы, сваи и столбы).
Фрезеровка и герметизация используются для обработки как мелких трещин, так и более крупных, изолированных трещин. Распространенным и эффективным применением является гидроизоляция путем заделки трещин на поверхности бетона, где стоит вода или где действует гидростатическое давление. Такая обработка снижает способность влаги достигать арматурной стали или проходить через бетон, вызывая появление пятен на поверхности или другие проблемы.
В качестве герметика может использоваться любой из нескольких материалов, включая эпоксидные смолы, уретаны, силиконы, полисульфиды, асфальтовые материалы или полимерные растворы. Следует избегать цементных растворов из-за вероятности образования трещин.
Для полов герметик должен быть достаточно жестким, чтобы выдерживать предполагаемую интенсивность движения. Удовлетворительные герметики должны выдерживать циклические деформации и не быть хрупкими.
Процедура заключается в подготовке канавки на поверхности глубиной, как правило, от 1/4 до 1 дюйма (от 6 до 25 мм). Можно использовать пилу по бетону, ручные или пневматические инструменты. Затем канавка очищается с помощью дробеструйной, пескоструйной или водоструйной обработки и высушивается.
В сухую канавку помещают герметик и дают ему затвердеть. На дне канавки может быть предусмотрен разделитель связей, чтобы герметик мог менять форму без концентрации напряжения на дне (рис.2).
Прокладка и герметизация трещин в бетоне
Бетонная трещина с разрушителем связей
Разделитель связей может представлять собой полиэтиленовую полосу или ленту, которая не соединяется с герметиком. При разработке шва следует уделить пристальное внимание тому, чтобы соотношение ширины и глубины шва соответствовало предполагаемому движению (ACI 504R).
Ремонт трещин в бетоне с помощью сшивания
Сшивание включает в себя сверление отверстий с обеих сторон трещины и затирку в U-образных металлических блоках с короткими ножками (скобы или сшивающие собачки), которые охватывают трещину, как показано на рис.3. Сшивание может быть использовано, когда необходимо восстановить прочность на растяжение через крупные трещины.
Процедура сшивания состоит из сверления отверстий с обеих сторон трещины, очистки отверстий и закрепления ножек скоб в отверстиях с помощью безусадочной затирки или системы скрепления на основе эпоксидной смолы.
Ремонт трещин в бетоне с помощью сшивки
Дополнительное армирование для ремонта трещин
Обычное армирование
Трещины в железобетонных мостовых балках были успешно устранены путем вставки арматурных стержней и их склеивания эпоксидной смолой.
Этот метод заключается в герметизации трещины, сверлении отверстий, пересекающих плоскость трещины приблизительно под углом 90 градусов (рис.4), заполнении отверстия и трещины инъекционной эпоксидной смолой и установке арматурного стержня в просверленное отверстие.
Обычно используются стержни № 4 или 5 (10 М или 15 М), простирающиеся не менее чем на 18 дюймов (0,5 м) в каждую сторону от трещины. Расстояние между арматурными стержнями может быть таким, чтобы оно соответствовало потребностям ремонта. Они могут быть размещены в любом желаемом порядке, в зависимости от критериев проектирования и расположения арматуры на месте.
Ориентация арматурных стержней для ремонта трещин
Предварительное напряжение стали
Постнапряжение часто является желательным решением, когда необходимо усилить большую часть конструкции или закрыть образовавшиеся трещины (рис.5).
Эта техника использует предварительно напряженные пряди или стержни для приложения сжимающего усилия. Необходимо обеспечить достаточное крепление для предварительно напряженной стали, а также позаботиться о том, чтобы проблема не перешла на другую часть конструкции.
Предварительное напряжение стали для ремонта трещин
Метод сверления и заглушки
Сверление и заделка трещины заключается в сверлении по всей длине трещины и ее цементации для формирования шпонки (рис.6).
Ремонт трещин в бетоне методом сверления и забивки
Этот метод применим только тогда, когда трещины идут по разумным прямым линиям и доступны с одного конца. Этот метод чаще всего используется для ремонта вертикальных трещин в подпорных стенках. Необходимо просверлить отверстие [обычно 2-3 дюйма (50-75 мм) в диаметре], расположенное по центру и вдоль трещины.
Затирочный ключ предотвращает поперечные перемещения участков бетона, прилегающих к трещине. Шпонка также уменьшает сильную утечку через трещину и потерю грунта из-за протекающей стены.
Если водонепроницаемость важна, а передача нагрузки на конструкцию – нет, просверленное отверстие вместо цементного раствора следует заполнить упругим материалом с низким модулем упругости. Если важен эффект шпонки, упругий материал можно поместить во второе отверстие, а первое заполнить цементным раствором.
Метод гравитационного заполнения
Мономеры и смолы низкой вязкости могут быть использованы для заделки трещин с шириной поверхности от 0,001 до 0,08 дюйма (от 0,03 до 2 мм) методом гравитационного заполнения. Успешно используются высокомолекулярные метакрилаты, уретаны и некоторые эпоксидные смолы с низкой вязкостью. Чем ниже вязкость, тем мельче трещины, которые можно заполнить.
Типичная процедура заключается в очистке поверхности с помощью дробеструйной и/или водоструйной обработки. Влажным поверхностям необходимо дать высохнуть в течение нескольких дней, чтобы добиться наилучшего заполнения трещин.
Водоструйная обработка с последующей сушкой может быть эффективна для очистки и подготовки этих трещин. Для оценки эффективности заполнения трещин можно использовать керны, взятые из трещин. Можно измерить глубину проникновения герметика.
Можно провести испытания на сдвиг (или растяжение) с нагрузкой, приложенной в направлении, параллельном отремонтированным трещинам (при условии, что в сердцевине не присутствует арматурная сталь в зоне разрушения или рядом с ней). Для некоторых полимеров трещина разрушения возникает за пределами отремонтированной трещины.
Метод цементации для ремонта трещин
Затирка портландцементом
Широкие трещины, особенно в гравитационных плотинах и толстых бетонных стенах, могут быть отремонтированы путем заполнения портландцементным раствором. Этот метод эффективен для остановки утечек воды, но он не обеспечивает структурного скрепления трещин.
Процедура состоит из очистки бетона вдоль трещины; установки встроенных седел (затирочных ниппелей) через определенные промежутки вдоль трещины (для обеспечения герметичного соединения с инъекционным аппаратом); заделки трещины между седлами цементной краской, герметиком или затиркой; промывки трещины для ее очистки и проверки герметичности; а затем затирки всего участка.
Затирочные смеси могут содержать цемент и воду или цемент плюс песок и воду, в зависимости от ширины трещины.
Однако соотношение воды и цемента должно быть минимальным, чтобы максимально увеличить прочность и минимизировать усадку. Для улучшения свойств цементного раствора можно использовать водопонижающие или другие добавки.
Для небольших объемов можно использовать ручной инъекционный пистолет, для больших объемов следует использовать насос. После заполнения трещины давление следует поддерживать в течение нескольких минут для обеспечения хорошего проникновения.
Сухая упаковка
Сухая укладка – это ручная укладка раствора с низким содержанием воды с последующим утрамбовыванием или трамбованием раствора на место, что обеспечивает тесный контакт между раствором и существующим бетоном.
Из-за низкого водоцементного отношения материала происходит незначительная усадка, и заплата остается плотной и может иметь хорошее качество в отношении долговечности, прочности и водонепроницаемости.
Сухая упаковка может быть использована для заполнения узких щелей, вырезанных для ремонта неактивных трещин. Использование сухой упаковки не рекомендуется для заполнения или ремонта активных трещин.
Перед ремонтом трещины с помощью сухой упаковки часть, прилегающая к поверхности, должна быть расширена до щели шириной около 1 дюйма (25 мм) и глубиной 1 дюйм (25 мм). Паз должен быть подрезан таким образом, чтобы ширина основания была немного больше ширины поверхности.
Чтобы минимизировать усадку на месте, раствор должен отстояться в течение 1/2 часа после смешивания, а затем должен быть повторно перемешан перед использованием. Раствор следует укладывать слоями толщиной около 3/8 дюйма (10 мм).
Каждый слой должен быть тщательно уплотнен по поверхности с помощью тупой палки или молотка, а каждый нижележащий слой должен быть процарапан для облегчения сцепления со следующим слоем.
Ремонт должен быть отвержден с помощью воды или отверждающей смеси. Простейший метод влажного отверждения – поддержание полосы сложенной влажной рогожи по всей длине трещины.
Наложение и поверхностная обработка трещин
Мелкие поверхностные трещины в конструкционных плитах и тротуарах могут быть отремонтированы с помощью накладного слоя или поверхностной обработки, если в дальнейшем не будет значительного движения через трещины.
Несвязанные накладки могут использоваться для покрытия, но не обязательно для ремонта плиты. Накладки и поверхностная обработка могут быть уместны для трещин, вызванных разовыми случаями и не полностью проникающих в плиту.
Обработка поверхности
Системы на основе смол с низким содержанием твердых веществ и низкой вязкостью используются для герметизации бетонных поверхностей, включая обработку очень мелких трещин. Они наиболее подходят для поверхностей, не подверженных значительному износу.
Настилы мостов и перекрытия парковочных сооружений, а также другие внутренние перекрытия могут быть эффективно покрыты после обработки трещин путем инъектирования эпоксидной смолой или путем фрезерования и герметизации.
Такие материалы, как уретаны, эпоксидные смолы, полиэфиры и акрилы, наносятся толщиной от 0,04 до 2,0 дюймов (от 1 до 50 мм), в зависимости от материала и цели обработки. Для улучшения сцепления с поверхностью в материал часто подмешиваются или распыляются на поверхность противоскользящие заполнители.
Накладки
Плиты с обнаруженными неактивными трещинами можно отремонтировать путем наложения на них накладки, например, модифицированного полимерами портландцементного раствора или бетона, или бетона с кремнеземистым дымом. Плиты с рабочими трещинами можно перекрывать, если швы в перекрытии располагаются непосредственно над рабочими трещинами.
В мостах на автомагистралях успешно применяется накладка толщиной 1-1/4 дюйма (30 мм). Подходящие полимеры включают стирол-бутадиеновые или акриловые латексы. Твердые частицы смолы должны составлять не менее 15 процентов по весу портландцемента, а 20 процентов обычно являются оптимальными.
Читать далее:
Методы ремонта мелких и крупных трещин в бетоне
Армирование для контроля ширины трещин в плитах на грунте – согласно ACI
Цементная затирка для трещин в бетоне и кирпичной кладке
Пластические усадочные трещины в бетоне и их предотвращение
Эпоксидная инъекционная затирка трещин в конструкциях
- Как отремонтировать трещины в бетоне с помощью эпоксидной смолы?.
- Ремонт и восстановление бетонных конструкций при разрушениях и дефектах бетона.
- Инъекционная цементация: Назначение, процедура и полевые соображения.
- Накладной бетон для ремонта трещин в бетонных конструкциях.
- Эпоксидные полы: Виды, процесс укладки и преимущества.
- Как выбрать лучший герметик для бетона? [PDF].
- Виды затирок для укладки плитки.