МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ ДЕФЕКТНОГО БЕТОНА

Удаление изношенного, поврежденного, пористого или дефектного бетона является обязательным условием любых ремонтных работ, но степень этого удаления обычно не может быть определена на стадии планирования. Решение о том, сколько поврежденного бетона должно быть удалено и какой уровень старения существующего бетона можно оставить на месте, является очень утомительным. Это решение становится особенно трудным, поскольку изменение свойств бетона происходит постепенно по глубине бетона, и нет жесткой и быстрой пограничной линии. Одним из рекомендаций по степени удаления материала в бетонах средней и высокой прочности является продолжение удаления материала до тех пор, пока частицы заполнителя не будут разрушены, а не просто удалены из цементной матрицы. Не стоит удалять материал только до плоскости арматуры и иметь стык между новым и старым материалом в том же месте. Даже в тех случаях, когда решено не закрывать арматуру полностью, лучше обнажить примерно три четверти диаметра арматуры и полностью обнажить угловые стержни.
Взрывная обработка поврежденного бетона может вызвать проблемы в окружающем бетоне, поэтому ее использование должно быть тщательно спланировано. Использование ударных инструментов также может привести к образованию небольших трещин на поверхности оставленного бетона. За удалением обломков каким-либо первичным способом обычно следует использование вторичного метода, такого как скалывание, пескоструйная обработка (воздействие на песок высоким давлением воздуха) или водоструйная обработка под высоким давлением для очистки поверхности. Для более точного удаления поврежденного бетона на небольших участках можно использовать пиление, но полученные поверхности должны быть обработаны тонкими слоями материалов для улучшения поверхности перьев.
При обнажении узких, но глубоких участков для ремонта вдоль трещин, полость лучше подрезать для фиксации ремонтного материала, два альтернативных метода см. на рис.1. Для больших участков края обрезаются резко перпендикулярно к поверхности существующего бетона без подрезания. Для больших заполняемых полостей верхняя поверхность предпочтительно делается наклонной по направлению внутрь для облегчения укладки и уплотнения ремонтного материала.

Рис. 1. Формирование отверстия для ремонта

Используемые методы удаления бетона должны быть эффективными, безопасными и экономичными, а также должны наносить минимальный ущерб оставшемуся на месте бетону. Некоторые методы удаления занимают гораздо больше времени, чем другие, но являются экологически чистыми. Некоторые методы позволяют выполнить часть работ, не выводя конструкцию из эксплуатации. Один метод удаления может не быть оптимальным решением для всех частей данной конструкции. Свойства удаляемого бетона дают важную информацию, необходимую для определения метода и стоимости удаления бетона, и эта информация должна быть доступна подрядчикам для участия в торгах.
После удаления поверхность бетона проверяется визуальным осмотром и прозвучиванием на поверхности, микроскопическим исследованием или испытанием на сцепление для выявления повреждений вблизи поверхности, а также взятием кернов, импульсно-скоростными и импульсно-эхолотными испытаниями для определения состояния оставшегося под поверхностью бетона. Весь поврежденный или разрушенный бетон должен быть удален, и его количество должно быть оценено как можно точнее на начальном этапе.

Широкими категориями методов удаления бетона являются взрывные работы, резка, ударные работы, фрезерование, предварительное раскалывание и истирание. Ниже приводится подробная информация о различных методах:

1. Взрывные методы

При взрывных методах используются материалы, выделяющие быстро расширяющийся газ, заключенный в ряд отверстий для контролируемого разрушения бетона. Взрывные работы считаются наиболее экономичным и быстрым способом удаления большого количества поврежденного бетона. В буровые скважины помещается определенное количество взрывчатого вещества, которое взрывается одновременно или в заранее определенной последовательности.
Одним из методов контролируемой взрывной обработки является взрыв на подушке, при котором линия шпуров диаметром менее или равным 75 мм бурится параллельно поверхности удаления, каждое отверстие заряжается легкими зарядами взрывчатки, заряды амортизируются влажным песком, а взрывчатые вещества обозначаются. Этот метод позволяет получить относительно чистую поверхность с меньшим количеством переломов. Все этапы взрывных работ должны выполняться квалифицированным персоналом, имеющим опыт и способности в этой области, и необходимо заранее получить соответствующее разрешение от государственных ведомств.

2. Методы резки

Для резки поврежденного бетона могут быть использованы следующие методы, выбор которых зависит от особенностей обработки и транспортировки вырезанных кусков.
a) Струя воды высокого давления (без абразивов): Для резки бетонной поверхности используется небольшая водяная струя высокого давления, создающая давление от 69 до 310 МПа и выше.
b) Пила: Алмазные или твердосплавные пилы доступны в размерах от очень маленьких ручных пил до очень больших пил, способных резать на глубину до 1,3 м.
c) Резка алмазной проволокой: Непрерывная проволока с модулями, пропитанными алмазами, обматывается вокруг разрезаемой бетонной массы и подключается к двигателю, образуя вращающуюся петлю. Пределы источника питания определяют размер разрезаемой бетонной конструкции.
d) Механические ножницы: Механическая резка осуществляется с помощью губок с гидравлическим приводом для резки бетона и арматурной стали для выполнения разрезов в плитах, настилах и других тонких бетонных конструкциях. Резы должны начинаться со свободных краев или из отверстий, сделанных ручными молотками, при этом необходимо следить за тем, чтобы не врезаться в другие элементы.
e) Сверление швов: При этом методе по периметру удаления сверлятся перекрывающиеся отверстия для вырезания нужных участков бетона. Этот метод особенно полезен для выполнения вырезов в бетонных элементах, когда возможен доступ только к одной грани и глубина вырезания больше.
f) Термическая резка: Порошковый резак, термическое копье и порошковое копье могут использоваться для термической резки, при которой для расплавления части бетона используется интенсивное тепло, образующееся в результате реакции между кислородом и порошкообразными металлами. Эти методы обычно медленные, и прогресс зависит от скорости вытекания образующегося шлака из щели. Эти устройства лучше всего подходят для резки железобетона.

3. Ударные методы

При этих методах повторяющиеся удары по поверхности бетона наносятся высокоэнергетическим инструментом или большой массой для разрушения и раскалывания бетона. Этот метод может вызвать микротрещины в прилегающем бетоне, особенно если требуется частичное удаление бетона на глубину. Для этого метода используется следующее оборудование:
a) ручные отбойные молотки
b) Отбойные молотки, установленные на стреле
в) шаберы

4. Методы фрезерования

Методы фрезерования используются для удаления определенного количества бетона с больших участков горизонтальных или вертикальных поверхностей; глубина удаления составляет от 3 мм до приблизительно 100 мм. Эти методы обычно позволяют получить прочную поверхность без микротрещин.
Скарификатор: Скарификатор – это инструмент для резки бетона, который использует вращательное действие, а его резцы режут бетонные поверхности. Это оборудование может удалять разрушенный и прочный бетон, в котором часть бетона содержит стяжки и проволочную сетку, рыхлый бетон со свежевзрытых поверхностей и бетон, который растрескался и ослаблен экспансивным агентом. Скарификаторы выпускаются в широком диапазоне размеров.

5. Гидроразмыв

Струя воды под высоким давлением используется в качестве основного средства для удаления бетона, когда необходимо сохранить и очистить стальную арматуру для повторного использования и минимизировать повреждение бетона, оставшегося на месте. Этот метод имеет высокую эффективность и разрушает бетон, превращая его обратно в песок и куски размером с гравий.

6. Методы предварительного раскалывания

Методы предварительного раскалывания используют гидравлические разделители, импульсы давления воды или агрессивные химикаты, помещенные в отверстия, пробуренные вдоль линии, чтобы вызвать плоскость трещин для удаления бетона. Направление и протяженность плоскостей трещин, которые распространяются, зависят от расположения, расстояния и глубины отверстий.
a) Гидравлический разделитель: Этот метод используется в качестве основного средства для удаления больших объемов материала из массивных бетонных конструкций. Аппарат состоит из клинового устройства, которое используется в предварительно пробуренных шпурах для раскалывания бетона. Вторичные средства разделения и обработки бетона необходимы для очистки арматурной стали.
b) Водоимпульсный раскалыватель: При этом методе бурятся скважины, которые заполняются водой, и в одном или нескольких отверстиях подрывается устройство, содержащее очень маленький заряд взрывчатки. Это создает импульс высокого давления через воду, передавая удар на конструкцию и вызывая растрескивание бетона. Этот метод не работает, если бетон сильно растрескался или разрушен, так как он не может удерживать воду в просверленных отверстиях.
c) Расширяющие агенты: Помещение цементирующих расширяющих агентов (например, продуктов, содержащих алюминиевую пудру) в отверстия, расположенные по определенному шаблону в бетонной конструкции, позволяет расколоть бетон на части для удаления. Этот метод является менее агрессивным и вызывает минимальное нарушение прилегающего бетона.

7. Абразивоструйная обработка

Абразивоструйная обработка удаляет бетон путем подачи абразивного материала с высокой скоростью на бетонную поверхность для ее истирания. Абразивоструйная обработка обычно используется для удаления поверхностных загрязнений и в качестве окончательной подготовки поверхности. Обычно используются такие методы, как пескоструйная обработка, дробеструйная обработка и обработка водой под высоким давлением.
Пескоструйная обработка: Этот метод наиболее часто используется для очистки бетона и арматурной стали, где в качестве основного абразивного инструмента используется обычный песок, кварцевый песок или металлический песок. Существуют следующие три способа применения этого метода.
a) Сухая пескоструйная обработка: Бетонная поверхность обрабатывается песком с помощью воздуха высокого давления в открытой атмосфере. Частицы песка обычно угловатые и могут иметь размер от 2,12 до 4,75 мм, частицы большего размера используются для получения более шероховатой поверхности. В этом методе используется сжатый воздух при минимальном давлении 860 кПа. Более мелкий песок используется для удаления сыпучих материалов и смазки из бетона и арматуры, в то время как более крупный песок обычно используется для обнажения мелких и крупных заполнителей в бетоне или плотно сцепленных продуктов коррозии с арматуры. Экономичная глубина, до которой эффективна пескоструйная обработка, составляет около 6 мм от поверхности бетона.
b) Влажная пескоструйная обработка: Этот метод такой же, как и сухая пескоструйная обработка, но свободные частицы, отскакивающие от поверхности, собираются в круг с водой, чтобы уменьшить загрязнение воздуха.
c) Мокрая пескоструйная обработка под высоким давлением: Песок проецируется на поверхность бетона или арматуры с помощью потока воды при высоком давлении от 10 до 20 МПа. Этот метод не так эффективен, как сухая пескоструйная обработка.

8. Дробеструйная обработка

Этот метод также похож на пескоструйную обработку, но в данном случае металлические куски направляются на поверхность бетона с высокой скоростью. Дробь стирает бетон с поверхности, а удаленный материал собирается в вакуумной камере машины. Процесс дробеструйной обработки является высокоэффективным и экологически чистым методом. Для очистки поверхности используется дробь небольшого размера, а машина устанавливается на максимальную скорость движения. За один проход можно снять до 6 мм, а толщина до 20 мм может быть легко удалена.

9. Обработка водой под высоким давлением (с абразивами)

Гидроабразивная обработка под высоким давлением с абразивами использует поток воды под высоким давлением от 10 до 35 МПа с абразивом, таким как песок, оксид алюминия. Это оборудование может удалять грязь, жир или другие мелкие частицы, обнажая мелкий заполнитель. Абразив удаляется из воды перед ее сбросом в ливневую или сточную систему.

Читайте далее: