Необходимые свойства материалов для ремонта бетона

Помимо совместимых свойств, материалы для ремонта цемента, бетона/раствора должны быть просты в применении и не требовать внимания после завершения ремонта.

Основными параметрами для выбора материала для ремонта бетона являются:

Низкие усадочные свойства
Необходимые свойства схватывания/затвердевания
Работоспособность
Хорошая прочность сцепления с существующим основанием
Совместимый коэффициент теплового расширения
Совместимые механические свойства с механическими свойствами основания
Должна допускать относительное движение, если оно ожидается, особенно в случае заделки трещин или при работе с деформационными швами.
Минимальное требование к отверждению или его отсутствие
Щелочной характер
Низкая воздухо- и водопроницаемость
Эстетика в соответствии с окружающей средой
Стоимость
Долговечные, не разлагающиеся или не разлагающиеся под воздействием различных форм энергии жизни, ультрафиолетовых лучей, тепла и т.д.
Неопасные/не загрязняющие окружающую среду

Низкая усадка бетонных ремонтных материалов

Цементные ремонтные материалы с течением времени дают усадку. Большая часть усадки обычно происходит в начальный период от момента заливки до 21 дня.
Поэтому ремонтный материал в его первоначальном виде, если он используется для ремонта бетона/раствора, скорее всего, либо отслоится из-за отслаивания, либо на его поверхности появятся усадочные трещины из-за усадочных деформаций и напряжений.
Усадочные трещины, образовавшиеся в ремонтной заплате, обеспечат свободный доступ атмосферного воздуха и воды, что будет вредно для бетона и арматуры.
Поэтому при выборе материала для ремонта бетона необходимо обращать внимание на свойство низкой усадки материала. Цементные материалы нуждаются в дополнительных безусадочных соединениях, чтобы быть эффективными в достижении желаемых свойств.
Поэтому рецептура раствора для заплат включает в цементную матрицу несколько специальных химических веществ для уменьшения усадки. Использование низкого содержания цемента и низкого водоцементного отношения также уменьшает усадку при высыхании.

Необходимые свойства схватывания/затвердевания

Желательно, чтобы отремонтированная конструкция была введена в эксплуатацию как можно раньше, чтобы сократить время простоя оборудования, машин, зданий или дорог. Поэтому необходимо, чтобы отремонтированная заплата затвердела за минимально возможное время.
Однако в исключительных случаях может быть необходимо, чтобы свойство медленного схватывания было желательным для ремонтного материала. Такая ситуация может возникнуть, когда для работы с ремонтными материалами требуется больше рабочего времени или процесс ремонта настолько сложен, что требуется больше рабочего времени.

Работоспособность материалов для ремонта бетона

Ремонтный материал будет применяться рабочими на местах, поэтому его приемлемость для них очень важна. Свойство, желательное для рабочих, – хорошая обрабатываемость. Следовательно, оптимальная обрабатываемость должна быть достигнута без ущерба для других желательных свойств путем использования соответствующих добавок/добавок.

Сцепление с основанием

Прочность сцепления ремонтной заплаты с основанием имеет большое значение для успешной работы ремонтной системы. Если считается, что прочность связи ремонтного материала с материалом основы недостаточна или меньше прочности материала основы, то для улучшения прочности связи между ремонтным материалом и основой можно использовать другие подходящие средства.
Это может быть использование

Клеи

Система поверхностного сцепления

Механическое склеивание

Предлагаются различные клеи, в том числе эпоксидные, модифицированные полимерами, цементы, суспензии, включая немодифицированные полимеры. Выбор зависит от доступного открытого времени для склеивания и т.д., которые указываются для различных применений.

Совместимый коэффициент теплового расширения

Разница в изменении объема из-за колебаний температуры может привести к разрушению либо на линии соединения, либо в пределах участка материала с более низкой прочностью.
Поэтому на участках, подверженных колебаниям температуры, участки ремонта должны иметь одинаковый коэффициент теплового расширения, чтобы исключить передачу излишних напряжений на границу склеивания или подложку.
Из-за схожего коэффициента теплового расширения цементные материалы предпочтительнее эпоксидных. Коэффициенты теплового расширения широко используемых строительных/ремонтных материалов приведены в таблице 1.

Таблица – 1: Коэффициенты теплового расширения широко используемых строительных/ремонтных материалов

S. Нет
Материал
Коэффициент теплового расширения в 10-6/оС
1
Камни
(i) Горные породы
8 – 10
(ii) Известковые камни
2,4 – 9
(iii) Мраморные камни
1,4 – 11
(iv) Песок и песчаные камни
от 7 до 6
(v) Сланцы
6 – 10
2
Металлы
(i) Алюминий
25
(ii) Бронза
17.6
(iii) Медь
17.3
(iv) Свинец
29
(vi) Сталь и железо
11 – 13
3
Кирпичи и кирпичная кладка
5 – 7
4
Цементный раствор и бетон
10 – 14
5
Безусадочный цементный микробетон общего назначения
10 – 12
6
Модифицированный полимерами раствор/бетон
7
Эпоксидный раствор/бетон
20 – 25

Совместимые механические свойства и прочность

Затвердевший материал должен иметь совместимые механические свойства или, скорее, немного лучшую прочность, чем у основного материала. Это свойство желательно для обеспечения равномерного потока напряжений и деформаций в нагруженных конструкциях.
Хорошо известно, что модуль упругости двух бетонов различается при разной прочности на раздавливание, поэтому если прочность ремонтного бетона значительно отличается от прочности основания, это может привести к неравномерному распределению напряжений и к раннему разрушению ремонтной заплаты.
Например, если в первоначальном строительстве использовался бетон марки М20, марка ремонтного материала должна быть не ниже М20 и не выше М25.

Относительное движение, если ожидается

Желательно, чтобы ремонтный материал не требовал отверждения после нанесения, а если оно и требуется, то должно быть минимальным, чтобы ремонтная заплата затвердела и набрала необходимую прочность без особого ухода после ремонта.
Только эпоксидные смолы не требуют отверждения. Для других материалов требуется номинальное или умеренное отверждение, которое должно быть указано. Такие материалы обладают рядом других достоинств, которые необходимо учитывать при выборе. Отвердитель можно наносить поверх цементных материалов, используемых для ремонта, но после проверки его совместимости.

Щелочность

В случае с RCC важно поддерживать щелочность бетона вокруг арматуры с pH выше 11,5 с точки зрения защиты от коррозии. В этом контексте необходимо, чтобы ремонтный материал имел такие химические характеристики, чтобы он не оказывал негативного влияния на щелочность бетона основы впоследствии.
Химические характеристики ремонтного материала и его самого должны быть изучены заранее. Кроме того, pH защитных средств для армирования, связующих слоев и ремонтного материала должен быть одинаково щелочным. Это обеспечит встроенную совместимость.

Низкая воздухо- и водопроницаемость

Проницаемый материал позволяет легко проникать химическим веществам окружающей среды, включая углекислый газ, воду, кислород, промышленные газы, пары и т.д.
Очень важно, чтобы ремонтные материалы имели очень низкую воздухо/водопроницаемость, чтобы обеспечить защиту железобетона от проникновения вредных химических веществ.

Эстетика

Желательно, чтобы цвет и текстура ремонтных материалов соответствовали структуре и придавали эстетически приятный вид. При необходимости это может быть достигнуто с помощью соответствующих отделочных материалов.

Стоимость

Экономичность важна при рассмотрении различных вариантов ремонтных материалов, но не следует выбирать более дешевый ремонтный материал за счет эксплуатационных характеристик.

Долговечность и биологическая неразлагаемость

Выбранный ремонтный материал должен быть прочным в условиях воздействия в течение срока службы, устойчивым к химическому воздействию, устойчивым к любой форме энергии, такой как ультрафиолетовые лучи, инфракрасные лучи, тепло и т.д., и должен быть биологически неразлагаемым.

Неопасные / не загрязняющие окружающую среду

Ремонтные материалы не должны быть опасными для работников на местах, однако для ремонтных материалов, представляющих опасность для работников, занятых их применением и т.д., должны быть приняты соответствующие меры безопасности. Они также должны быть безопасными для окружающей среды.

Читайте далее: