Сравнение и анализ технологий восстановления защитного слоя бетона

АННОТАЦИЯ

В данной статье рассматриваются существующие технологии восстановления защитного слоя бетона, а также применяемые при их использовании материалы с целью сравнения и выделения преимуществ каждой из системы. Представлен анализ существующих объемов строительного производства по конструктивным признакам за 2018 год. Выявлены основные причины разрушения конструкций, определено, на что следует обратить внимание при выборе метода восстановления защитного слоя бетона, а также сформулированы вопросы для дальнейшего исследования.

ABSTRACT

This article discusses the existing technologies for the restoration of the protective layer of concrete, as well as the materials applied to them in order to compare and highlight the advantages of each system. The analysis of the existing volumes of construction production by design features for 2018 is presented. The main reasons for the destruction of structures, as well as what to look for when choosing a method for restoring a protective layer of concrete, are identified. The questions for further research are defined.

Ключевые слова: защитный слой бетона, бетон, торкретирование, инъекционный ремонт.

Keywords: protective concrete layer, concrete, shotcrete, injection repair.

Введение

В результате анализа объема жилищного строительства по конструктивным типам по Иркутской области за 2018 год выявлено, что преобладают монолитные железобетонные здания (примерно 75%).

Диаграмма анализа представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Объем жилищного строительства по конструктивным типам по Иркутской области за 2018 год

Стоит отметить, что важными составляющими в строительной отрасли является не только грамотное решение проекта строительства, но и поддержание объекта в работоспособном состоянии. В процессе эксплуатации под влиянием как внешнего воздействия, так и внутренних химических процессов со временем происходит разрушение защитного слоя бетона, приводящее к появлению трещин, сколов в железобетонных конструкциях. Поэтому важнейшей задачей является правильный подбор технологии выполнения работ и применяемых материалов в целях обеспечения продолжительности эксплуатации объекта недвижимости, а также получение экономического эффекта при минимизации затрат на капитальный ремонт.

Основная часть

В результате обследования железобетонных конструкций были определены основные причины разрушения защитного слоя бетона:

– условия эксплуатации объекта, влияние внешних агрессивных факторов;

– несвоевременное проведение ремонтных работ;

– использование некачественных, не соответствующих проекту материалов, ошибки в проекте (неверно рассчитанная толщина защитного слоя).

 На основе изучения причин разрушения защитного слоя был сформулирован перечень вопросов, требующих решения:

– как в будущем избежать дефектов;

 – как своевременно выявить повреждения и определить соответствующую технологию;

– какие требования должны предъявляться к технологии изготовления бетонных конструкций.

Факторы, оказывающие негативное влияние на конструкции, можно разделить на 4 основные группы:

– Химические факторы (воздействие карбоната кальция, сульфатов, хлоридов, взаимодействие щелочей);

– Физические факторы (попеременное оттаивание и замерзание, высокие температуры, усадка);

– Механические факторы (истирание, ударное воздействие и др.);

– Дефекты и трещины.

Основные технологии восстановления защитного слоя бетона:

1. Торкретирование бетона

На сегодняшний день существует два метода торкретирования – «мокрый» и «сухой».

При «мокром» торкретировании цементная смесь, необходимая для ремонта защитного слоя бетона, готовится заранее, а уже затем готовый раствор через транспортировочный шланг подается на ремонтируемую поверхность. Преимущества «мокрого» торкретирования: однородный состав бетона, возможность проведения работ в тесном помещении, минимальный отскок (на 10% меньше, чем при «сухом» способе). Следует отметить, что данный способ торкретирования применяется для ремонта больших поверхностей (площадью от 2 тыс. кв. м).

При «сухом» торкретировании цемент и вода смешиваются только на выходе с давлением. Применение метода «сухого» торкретирования не требует подготовки основания ремонтируемой поверхности, позволяет за один проход наносить толстый слой торкрета и дает возможность осуществлять ремонтные работы с перерывами (в отличие от «мокрого» торкретирования, при котором приготовленная смесь должна использоваться непрерывно).

2. Инъектирование как метод ремонта

Инъектирование бетона представляет собой одно из наиболее инновационных эффективных решений при ликвидации последствий разрушения защитного слоя бетона, сквозной фильтрации влаги, а также применяется в качестве восстановления и упрочнения конструкций. Инъектирование заключается в нагнетании ремонтных смесей через специальные устройства (пакеры). Данная технология не требует установки опалубки и может применяться даже при трещинах с малой шириной раскрытия.

3. Ремонт с установкой опалубки

При устранении глубоких повреждений, поражающих арматуру, обычно требуется установка опалубки, иногда с использованием дополнительного армирования. Поврежденная арматура обрабатывается специальными растворами, укрепляется. Устанавливается опалубка и заливается обычным бетоном, раствором или полимербетоном. При использовании данного метода важно обеспечить сцепление «старого» и «нового» бетона, выполняется эта процедура посредством обработки «старого» примером. Пример производства работ показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Схема восстановления дефектов бетона с оголением арматуры: (а – дефект бетона с оголением арматуры; б – удаление разрушенного бетона, нанесение на арматуру защитного слоя; в – восстановленный участок конструкции. 1 – строительная конструкция; 2 – арматура; 3 – материал «КТтрон-праймер»; 4 – ремонтный материал «КТтрон» тиксотропный (в зависимости от проекта)

4. Оштукатуривание и оклеивание

При данной технологии восстановления применяются безусадочные быстротвердеющие смеси тиксотропного типа для ремонта бетонных и железобетонных конструкций, не затрагивающие глубокое поражение бетона или арматуры. При смешивании с водой образуют бетонную смесь, обладающую тиксотропными свойствами. Данная технология позволяет производить работы по ремонту вертикальных и потолочных поверхностей без установки опалубки.

5. Защита от внешних условий эксплуатации

В качестве защиты от внешней агрессивной среды эксплуатации применяется краска на основе специальных добавок, эпоксидных смол, содержащая необходимые пигменты, обеспечивающие отличную защиту от внешней среды и др. После смешивания компонентов образуется однородный пастообразный раствор, который легко наносится кистью, валиком или напылением. Существуют также составы для вторичной защиты бетона от атмосферных воздействий. Специальный разработанный состав краски обеспечивает защиту бетона от разрушений, вызванных карбонатом кальция, хлоридами и солнечным светом.

В результате анализа стоимости и технологий восстановления защитного слоя бетона невозможно четко определить, какой вариант является более дорогим, а какой менее, поскольку выбор технологии зависит от объемов работ, а также от причин повреждения.

Дальнейшее исследование технологии состоит в поиске путей  оптимизации технологического процесса, а также в подборе или разработке новых материалов, отвечающих современным требованиям и развитию строительного производства.

Заключение

При выборе оптимальной технологии восстановления защитного слоя бетона необходимо руководствоваться причинами возникновения дефектов и повреждений. При всей кажущейся простоте производства работ по восстановлению защитного слоя следует понимать, что существует множество нюансов в технологии их выполнения, каждый из которых может привести к повторному быстрому разрушению защитного слоя и необходимости восстановления конструкции заново, а вследствие этого к большим временным и денежным затратам. Немедленные ремонтные работы требуют меньше временных и материальных затрат, поэтому важно своевременно выявлять мелкие сколы и трещины. Не стоит экономить на материалах, только качественные смеси восстановят исходную прочность конструкции и сохранят первоначальные свойства на долгое время.

Список литературы:
1. Агрессивные свойства хлоридов // Studbooks.net [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://studbooks.net/1734581/nedvizhimost/agressivnye_svoystva_hloridov (дата обращения: 14.05.2019).
2. Влияние диффузии хлоридов в бетон на коррозию арматуры // Ландшафт и строительство [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://landscapeforum.ru/vliyanie-diffuzii-xloridov-v-beton-na-korroziyuarmatury/ (дата обращения: 11.05.2019).
3. Деформации бетона при замораживании – оттаивании // Uniexo [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.uniexo.ru/dom/deformatsii-betona-pri-zamorazhivanii-ottaivanii.html (дата обращения: 11.05.2019).
4. Защита бетонных и железобетонных конструкций от коррозии // Аlien technologies [Электронный ресурс] – Режим доступа:http://www.alientechnologies.ru/wp-content/uploads/gost-31384-2008.pdf (дата обращения: 16.05.2019).
5. Инъектирование. Прайс на инъекционные работы подвальных помещений, фундаментов изнутри [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://damar74.narod.ru/injektirovanie.html (дата обращения: 17.05.2019).
6. Разрушение бетона [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://xn--c1acjcbbuvcq5e9ec.su/d/1061315/d/razrusheniyebetona.teoriya.pdf дата обращения: 20.05.2019).
7. Руденко Д.В. Прогрев бетона при помощи греющих проводов // Фордевинд [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://fordewind.org/publications/rudenko_elektroprogrev.pdf (дата обращения: 14.05.2019).