Ремонт арматуры: Методы и процедуры - Строительство и ремонт

Ремонт корродировавшей или разрушенной стальной арматуры и стоек предварительного напряжения является одним из методов восстановления разрушенных элементов конструкции для восстановления их первоначальной несущей способности. Коррозия арматуры часто возникает в результате химического воздействия, пожара и случайной резки.

После определения причины повреждения стали, ее можно отремонтировать, заменив поврежденные стержни или дополнив частично поврежденные. Перед началом процесса ремонта арматурные стержни подвергаются воздействию для оценки их состояния и подготовки к методам ремонта.

Необходимо рассмотреть правильную процедуру обнажения и подготовки поврежденных стальных стержней, иначе метод ремонта не будет отвечать требованиям прочности.

Процедура ремонта арматуры

1. Удалите бетон вокруг стальных стержней

Удаление бетона вокруг стальных стержней должно проводиться осторожно, чтобы предотвратить дальнейшее повреждение арматуры. Этого можно достичь, во-первых, определив местоположение, глубину, размер и соотношение стальных стержней с помощью локатора стержней или измерителя покрытия, а во-вторых, используя надлежащий метод удаления бетона.

Зачастую для освобождения конструкции от нагрузок необходимо обеспечить надлежащее крепление. Опоры должны быть проверены до начала удаления бетона. Следует избегать вибрации арматуры во избежание повреждения ее связи с бетоном вокруг зоны ремонта. Кроме того, необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать порезов стальных стержней в процессе удаления бетона.

Поврежденный и потерявший прочность бетон удаляется вокруг стальных стержней. Если весь разрушенный бетон удален, а стальные стержни частично обнажены, то нет необходимости удалять весь бетон вокруг стержней.

Однако в процессе удаления бетона следует продолжать освобождать пространство размером максимального размера заполнителя плюс 6 мм за стальными прутьями, если на них появляется ржавчина, коррозия или они не прикреплены к бетону должным образом.

Обнаружение арматуры

2. Очистить и осмотреть арматуру

После удаления бетона стальные прутья очищают и тщательно осматривают, чтобы выяснить, способны ли они выполнять свою проектную функцию. Если доступ к участку затруднен, можно использовать проволочную щетку, в противном случае для очистки стальных стержней от мусора и других загрязнений чаще всего используется пескоструйная обработка.

Поврежденная арматура

3. Ремонт мягкой арматуры или предварительно напряженных прядей

Ремонт арматуры включает в себя ремонт мягкой арматуры и предварительно напряженной пряди. Замена арматуры или дополнительное усиление – это два метода, которые могут быть использованы для обоих типов ремонта стальных конструкций:

3.1 Ремонт мягкой арматуры

После обнажения и очистки арматуры следует принять решение о замене стальных стержней или дополнении частично поврежденной арматуры.

A. Замена арматуры

При выборе замены арматуры поврежденные части стержней вырезаются, а затем на них накладывается нахлест из мягкой арматурной стали. Длина нахлеста должна соответствовать действующим нормам, таким как ACI 318.

Вместо нахлесточного соединения можно использовать сварное соединение. Аналогичным образом, сварное соединение должно выполняться в соответствии с нормами, такими как ACI 318 и Американского общества сварки.

Следует помнить, что сварное соединение не подходит для прутков диаметром более 25 мм. Это связано с тем, что процесс сварки может привести к расширению заделанных стержней и вызвать растрескивание окружающего бетона.

Стыковой сварки обычно избегают из-за высокой степени квалификации, необходимой для выполнения сварки с полным проплавлением, поскольку обратная сторона прутка обычно недоступна.

Механическое соединение – это еще один метод, который может быть использован для сращивания стальных прутков. Оно также должно соответствовать требованиям ACI 318. Коммерчески доступные фирменные устройства механического соединения можно найти в ACI 339.3R.

Замена и покрытие стержней

B. Дополнительное армирование

Дополнительное армирование используется, когда заложенные стальные стержни потеряли сечение или неадекватны, или необходимо усилить конструкцию. Ответственность за принятие решения о применении дополнительного усиления лежит на ответственном инженере, и каждый член должен принимать решение самостоятельно.

Поврежденные стержни должны быть очищены, а бетон должен быть удален, чтобы можно было установить дополнительные стержни рядом с поврежденной арматурой. Длина дополнительных стержней равна длине поврежденной части поврежденной арматуры плюс длина нахлеста с каждой стороны.

Более того, если для предотвращения коррозии в будущем на арматуру наносится покрытие, такое как эпоксидная смола, полимерцементный раствор или цинковое покрытие, то толщина покрытия должна быть меньше 0,3 мм, чтобы уменьшить потерю развития связей при деформациях.

Наконец, следует предотвратить проливание покрытия на основной бетон, так как это уменьшит развитие связи.

Дополнительное армирование

3.2 Ремонт предварительно напряженной стали

Ухудшение или повреждение прядей или стержней может произойти в результате удара, ошибки проектирования, перегрузки, коррозии или пожара. Огонь может отжечь холодно обработанную высокопрочную сталь предварительного напряжения.

Несвязанные высокопрочные пряди могут потребовать снятия натяжения перед ремонтом и повторного натяжения после ремонта для восстановления первоначальной структурной целостности элемента.

A. Связанные пряди

Поскольку преднапряженная прядь скреплена, после ремонта восстанавливается напряжение только открытой и поврежденной части. Процедура ремонта требует замены поврежденного участка новым участком пряди, соединенным с существующими концами неповрежденных прядей.

Новая секция пряди и открытые участки существующей пряди должны быть натянуты, чтобы соответствовать уровню напряжения склеенной пряди.

Обнажите и очистите пряди
Установка новых прядей
Операции по постнатяжению
Заливка цементных материалов

B. Несвязанные сухожилия

Нити защищены от коррозии оболочкой, ингибирующим коррозию материалом или их комбинацией. Основной причиной разрушения нескрепленных сухожилий является коррозия концевых соединений.

Разрушенную часть пряди можно обнажить, выкопав бетон и срезав оболочку. Несвязанные сухожилия могут быть испытаны для проверки их способности нести проектную нагрузку.

Это можно сделать, прикрепив патрон и муфту к открытому концу пряди и проведя испытание на подъем. Обычно для этого требуется не менее 20 мм свободной пряди за переборкой.

При наличии чрезмерной коррозии в пряди происходит разрушение, и прядь необходимо заменить или срастить. Перед снятием или повторным натяжением несвязанных предварительно напряженных прядей может потребоваться крепление ремонтируемого пролета и соседних пролетов на расстоянии до нескольких пролетов.

Прядь разрезается с обеих сторон от места повреждения, и удаленная часть пряди заменяется новой секцией. Новая прядь соединяется с существующей прядью в местах разрезов. Затем отремонтированная прядь предварительно напрягается.

Углеродное волокно или эквивалентные системы доступны для дополнения арматуры в предварительно напряженных, постнапряженных и армированных низкоуглеродистой сталью конструкциях.

Эта система обычно наклеивается на внешнюю поверхность. Если усиливаемый элемент не разгружен, система усиления обеспечивает усиление только для будущих нагрузок.

Волокнистая оболочка широко используется для армирования колонн, особенно в зонах землетрясений. Существуют системы, восстанавливающие высохший и поврежденный защитный барьер внутри обшивки.

Читайте далее: