Іноді тріщини потрібно ремонтувати, але існує так багато варіантів, як нам спроектувати та вибрати найкращий варіант ремонту? Це не так складно, як ви думаєте.
Після дослідження тріщин та визначення цілей ремонту, проектування або вибір найкращих ремонтних матеріалів та процедур є досить простим. Цей огляд варіантів ремонту тріщин включає такі процедури: очищення та заповнення, заливка та герметизація/заповнення, ін'єкція епоксидної та поліуретанової смол, самовідновлення та «без ремонту».
Як описано в «Частині 1: Як оцінити та усунути несправності тріщин у бетоні», дослідження тріщин та визначення першопричини їх появи є ключем до вибору найкращого плану ремонту тріщин. Коротше кажучи, ключовими елементами, необхідними для розробки належного ремонту тріщин, є середня ширина тріщини (включаючи мінімальну та максимальну ширину) та визначення того, чи є тріщина активною чи сплячою. Звичайно, мета ремонту тріщин така ж важлива, як вимірювання ширини тріщини та визначення можливості її руху в майбутньому.
Активні тріщини рухаються та ростуть. Прикладами є тріщини, спричинені безперервним просіданням ґрунту, або тріщини, що є усадковими/розширювальними швами бетонних елементів або конструкцій. Сплячі тріщини є стабільними і не очікуються змін у майбутньому. Зазвичай розтріскування, спричинене усадкою бетону, буде дуже активним на початку, але зі стабілізацією вмісту вологи в бетоні воно зрештою стабілізується та перейде в стан спокою. Крім того, якщо через тріщини пройде достатня кількість сталевих стрижнів (арматурних стрижнів, сталевих волокон або макроскопічних синтетичних волокон), майбутні рухи будуть контрольовані, і тріщини можна вважати такими, що знаходяться в стані спокою.
Для сплячих тріщин використовуйте жорсткі або гнучкі ремонтні матеріали. Активні тріщини вимагають гнучких ремонтних матеріалів та спеціальних конструкційних врахувань, щоб забезпечити подальший рух. Використання жорстких ремонтних матеріалів для активних тріщин зазвичай призводить до розтріскування ремонтного матеріалу та/або прилеглого бетону.
Фото 1. За допомогою голчастих змішувачів (№ 14, 15 та 18) низьков'язкі ремонтні матеріали можна легко вводити у тонкі тріщини без використання проводів. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Звичайно, важливо визначити причину розтріскування та визначити, чи є розтріскування структурно важливим. Тріщини, які вказують на можливі помилки в проектуванні, деталях або будівництві, можуть викликати занепокоєння щодо несучої здатності та безпеки конструкції. Ці типи тріщин можуть бути структурно важливими. Розтріскування може бути спричинене навантаженням або пов'язане з властивими бетону змінами об'єму, такими як суха усадка, теплове розширення та усадка, і може бути значним або ні. Перш ніж вибрати варіант ремонту, визначте причину та врахуйте важливість розтріскування.
Ремонт тріщин, спричинених помилками проектування, детального проектування та будівництва, виходить за рамки простої статті. Така ситуація зазвичай вимагає комплексного структурного аналізу та може вимагати спеціального ремонту арматури.
Відновлення структурної стабільності або цілісності бетонних компонентів, запобігання протіканням або герметизація води та інших шкідливих елементів (таких як хімікати для боротьби з льодом), забезпечення підтримки країв тріщин та покращення зовнішнього вигляду тріщин є поширеними цілями ремонту. Враховуючи ці цілі, технічне обслуговування можна умовно розділити на три категорії:
Зі зростанням популярності відкритого бетону та будівельного бетону зростає попит на косметичний ремонт тріщин. Іноді відновлення цілісності та герметизація/заповнення тріщин також вимагають відновлення зовнішнього вигляду. Перш ніж вибрати технологію ремонту, ми повинні уточнити мету ремонту тріщин.
Перш ніж розробляти план ремонту тріщини або вибирати процедуру ремонту, необхідно відповісти на чотири ключові питання. Після відповіді на ці питання вам буде легше вибрати варіант ремонту.
Фото 2. Використовуючи скотч, свердління отворів та змішувальну трубку з гумовою головкою, підключену до ручного двоствольного пістолета, ремонтний матеріал можна впорскувати у дрібні тріщини під низьким тиском. Келтон Глюве, Roadware, Inc.
Цей простий метод став популярним, особливо для ремонту будівель, оскільки зараз доступні ремонтні матеріали з дуже низькою в'язкістю. Оскільки ці ремонтні матеріали можуть легко затікати у дуже вузькі тріщини під дією сили тяжіння, немає потреби в електропроводці (тобто встановлювати квадратний або V-подібний резервуар для герметика). Оскільки електропроводка не потрібна, кінцева ширина ремонту така ж, як і ширина тріщини, що менш помітно, ніж тріщини від електропроводки. Крім того, використання дротяних щіток та пилососа є швидшим та економічнішим, ніж електропроводка.
Спочатку очистіть тріщини від бруду та сміття, а потім заповніть їх ремонтним матеріалом з низькою в'язкістю. Виробник розробив змішувальну насадку дуже малого діаметра, яка підключається до ручного двоствольного розпилювача для нанесення ремонтних матеріалів (фото 1). Якщо кінчик насадки більший за ширину тріщини, може знадобитися деяке фрезерування тріщини, щоб створити поверхневу воронку, яка враховуватиме розмір насадки. Перевірте в'язкість у документації виробника; деякі виробники вказують мінімальну ширину тріщини для матеріалу. Вимірюється в сантипуазах, зі зменшенням значення в'язкості матеріал стає тоншим або легше затікає у вузькі тріщини. Для нанесення ремонтного матеріалу також можна використовувати простий процес ін'єкції під низьким тиском (див. Рисунок 2).
Фото 3. Монтаж проводки та герметизація передбачає спочатку розрізання контейнера з герметиком квадратним або V-подібним лезом, а потім заповнення його відповідним герметиком або наповнювачем. Як показано на малюнку, тріщина траси заповнюється поліуретаном, а після затвердіння вона подряпається та вирівнюється з поверхнею. Кім Башем
Це найпоширеніша процедура ремонту окремих, дрібних та великих тріщин (фото 3). Це неструктурний ремонт, який включає розширення тріщин (дротування) та їх заповнення відповідними герметиками або наповнювачами. Залежно від розміру та форми резервуара з герметиком та типу використаного герметика або наповнювача, дротування та герметизація можуть ремонтувати активні та сплячі тріщини. Цей метод дуже підходить для горизонтальних поверхонь, але також може використовуватися для вертикальних поверхонь з нерозтягуючими ремонтними матеріалами.
До придатних ремонтних матеріалів належать епоксидна смола, поліуретан, силікон, полісечовина та полімерний розчин. Для плити перекриття проектувальник повинен вибрати матеріал з відповідними характеристиками гнучкості та твердості або жорсткості, щоб враховувати очікуваний рух підлоги та майбутній рух тріщин. Зі збільшенням гнучкості герметика збільшується допуск на поширення та рух тріщин, але несуча здатність матеріалу та опора країв тріщин зменшуються. Зі збільшенням твердості несуча здатність та опора країв тріщин збільшуються, але допуск на рух тріщин зменшується.
Рисунок 1. Зі збільшенням значення твердості матеріалу за Шором його твердість або жорсткість збільшується, а гнучкість зменшується. Щоб запобігти відшаруванню країв тріщин, що піддаються впливу руху твердих коліс, потрібна твердість за Шором щонайменше близько 80. Кім Башем віддає перевагу твердішим ремонтним матеріалам (наповнювачам) для сплячих тріщин у покриттях з твердим рухом коліс, оскільки краї тріщин краще виглядають, як показано на рисунку 1. Для активних тріщин перевага надається гнучким герметикам, але несуча здатність герметика та підтримки країв тріщин низька. Значення твердості за Шором пов'язане з твердістю (або гнучкістю) ремонтного матеріалу. Зі збільшенням значення твердості за Шором твердість (жорсткість) ремонтного матеріалу збільшується, а гнучкість зменшується.
Для активних тріщин розмір та форма резервуара з герметиком є такими ж важливими, як і вибір відповідного герметика, який може адаптуватися до очікуваного руху тріщини в майбутньому. Форм-фактор – це співвідношення сторін резервуара з герметиком. Загалом, для гнучких герметиків рекомендовані форм-фактори становлять 1:2 (0,5) та 1:1 (1,0) (див. Рисунок 2). Зменшення форм-фактора (шляхом збільшення ширини відносно глибини) зменшить деформацію герметика, спричинену зростанням ширини тріщини. Якщо максимальна деформація герметика зменшується, збільшується величина зростання тріщини, яку може витримати герметик. Використання форм-фактора, рекомендованого виробником, забезпечить максимальне подовження герметика без руйнування. За потреби встановіть опорні стрижні з пінопласту, щоб обмежити глибину герметика та допомогти сформувати витягнуту форму «пісочного годинника».
Допустиме подовження герметика зменшується зі збільшенням коефіцієнта форми. Для 6 дюймів. Товста пластина загальною глибиною 0,020 дюйма. Коефіцієнт форми тріщинуватого резервуара без герметика становить 300 (6,0 дюймів/0,020 дюйма = 300). Це пояснює, чому активні тріщини, загерметизовані гнучким герметиком без резервуара для герметика, часто руйнуються. Якщо резервуара немає, і якщо відбудеться поширення тріщини, деформація швидко перевищить здатність герметика на розтяг. Для активних тріщин завжди використовуйте резервуар для герметика з форм-фактором, рекомендованим виробником герметика.
Рисунок 2. Збільшення співвідношення ширини до глибини збільшить здатність герметика витримувати майбутні моменти розтріскування. Використовуйте форм-фактор від 1:2 (0,5) до 1:1 (1,0) або згідно з рекомендаціями виробника герметика для активних тріщин, щоб забезпечити правильне розтягування матеріалу зі збільшенням ширини тріщини в майбутньому. Кім Башем
Ін'єкція епоксидної смоли з'єднує або зварює тріщини розміром до 0,002 дюйма та відновлює цілісність бетону, включаючи міцність та жорсткість. Цей метод включає нанесення поверхневого шару з нестійкої епоксидної смоли для обмеження тріщин, встановлення ін'єкційних отворів у свердловину з близькими інтервалами вздовж горизонтальних, вертикальних або верхніх тріщин та ін'єкцію епоксидної смоли під тиском (фото 4).
Міцність епоксидної смоли на розтяг перевищує 5000 psi. З цієї причини ін'єкція епоксидної смоли вважається ремонтом конструкції. Однак ін'єкція епоксидної смоли не відновить проектну міцність і не армуватиме бетон, який зруйнувався через помилки проектування або будівництва. Епоксидна смола рідко використовується для ін'єкції тріщин для вирішення проблем, пов'язаних з несучою здатністю та безпекою конструкції.
Фото 4. Перед ін'єкцією епоксидної смоли поверхню тріщини необхідно покрити епоксидною смолою, що не провисає, щоб обмежити вплив тиску епоксидної смоли. Після ін'єкції епоксидну кришку знімають шліфуванням. Зазвичай, видалення кришки залишає сліди стирання на бетоні. Кім Башем
Ін'єкція епоксидної смоли – це жорсткий ремонт на всю глибину, а ін'єктовані тріщини міцніші за сусідній бетон. Якщо ін'єктуються активні тріщини або тріщини, що діють як усадочні або деформаційні шви, очікується утворення інших тріщин поруч із відремонтованими тріщинами або подалі від них. Ін'єктуйте лише сплячі тріщини або тріщини з достатньою кількістю сталевих стрижнів, що проходять крізь тріщини, щоб обмежити майбутні рухи. У наступній таблиці підсумовано важливі особливості вибору цього та інших варіантів ремонту.
Поліуретанову смолу можна використовувати для герметизації вологих та протікаючих тріщин розміром до 0,002 дюйма. Цей варіант ремонту в основному використовується для запобігання протіканню води, включаючи введення реактивної смоли в тріщину, яка, поєднуючись з водою, утворює набухаючий гель, закупорюючи протікання та герметизуючи тріщину (фото 5). Ці смоли витягують воду та проникають у вузькі мікротріщини та пори бетону, утворюючи міцний зв'язок з вологим бетоном. Крім того, затверділий поліуретан є гнучким і може витримувати майбутні рухи тріщин. Цей варіант ремонту є постійним і підходить для активних або сплячих тріщин.
Фото 5. Ін'єкція поліуретану включає свердління, встановлення ін'єкційних отворів та ін'єкцію смоли під тиском. Смола реагує з вологою в бетоні, утворюючи стабільну та гнучку піну, яка герметизує тріщини та навіть тріщини, що протікають. Кім Башем
Для тріщин з максимальною шириною від 0,004 дюйма до 0,008 дюйма це природний процес ремонту тріщин за наявності вологи. Процес загоєння відбувається внаслідок впливу вологи на негідратовані частинки цементу та утворення нерозчинного гідроксиду кальцію, який вимивається з цементного розчину на поверхню та реагує з вуглекислим газом навколишнього повітря, утворюючи карбонат кальцію на поверхні тріщини. 0,004 дюйма. Через кілька днів широка тріщина може загоїтися, 0,008 дюйма. Тріщини можуть загоїтися протягом кількох тижнів. Якщо на тріщину впливає швидка течія води та рух, загоєння не відбудеться.
Іноді найкращим варіантом ремонту є «без ремонту». Не всі тріщини потрібно ремонтувати, і моніторинг тріщин може бути найкращим варіантом. За необхідності тріщини можна відремонтувати пізніше.
Час публікації: 03 вересня 2021 р.