Ю.В. Максимов, к.т.н.
Ремонт и восстановление бетонных и железобетонных изделий и конструкций сводится преимущественно к устранению разнообразных дефектов в бетоне, возникших в процессе изготовления, транспортировки, монтажа и эксплуатации конструкций.
Для правильного выбора технологии заделки дефектов бетона необходимы систематизированные сведения в виде классификации о самих дефектах. Предложенные варианты классификаций дефектов в бетонных и железобетонных конструкциях основаны либо на систематизации причин их возникновения /1,2/, либо исходят из оценки степени влияния, которое дефекты оказывают на несущую способность конструкции /1,3/. Однако, и в том и в другом случае не учитываются такие факторы, как строение, местоположение и иные признаки дефектов, которые необходимы для правильного метода восстановления бетона.
Предлагаемая технологическая классификация (см. таблицу) касается так называемых “разупрочняющих дефектов” бетона, которые нарушают целостность изделий и конструкций, снижая их несущую способность и долговечность. При этом дефекты типа потеков, высолов, нарушений отделочного слоя и т.п., которые не оказывают разупрочняющего действия, не учитываются. Предполагается, что арматура и закладные детали не повреждены.
Разупрочняющие дефекты бетона целесообразно, на наш взгляд, разделить на три группы: группа I — повышенная пористость (ослабленный бетон);
группа II — трещины;
группа III — объемные дефекты.
Технологическая классификация дефектов бетона в изделиях и конструкциях
Дефекты группы I (повышенная пористость) возникают вследствие несоблюдения технологических требований изготовления конструкций (завышения В/Ц, использования некачественных заполнителей, нарушения режима твердения и др.) или вследствие деструкции (морозной, химической и т.п.) бетона в процессе эксплуатации конструкций, что приводит к снижению прочности материала и служит причиной проникновения в его объеме агрессивных жидкостей и газов. Отличительными особенностями пористости, как дефекта являются:
-наличие больших участков “ослабленного” бетона при внешней видимости целостности конструкции;
-нечеткость границ дефекта;
-повышенное количество в “ослабленном” бетоне крупных пор радиусом 10-6 ÷ 10-4м.
Ликвидировать дефекты группы I можно либо механическим удалением поврежденного бетона с последующим восстановлением путем повторного бетонирования, либо пропиткой ослабленного бетона низковязкими жидкими композициями, отверждающимися в поровом пространстве. В последнем случае массоперенос композиции в порах бетона осуществляется преимущественно за счет капиллярных сил.
Дефекты группы II (трещины) являются наиболее распространенными; образуются при изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации конструкций и служат причиной снижения их несущей способности, а также способствуют развитию коррозионных процессов в арматуре. В отличие от трещин, образующихся в плотных материалах (металле, граните и т.п.) трещины в бетоне имеют пористые, частично растрескавшиеся стенки, пространство между которыми заполнено мелкодисперсными продуктами разрушения бетона.
Заделку дефектов группы II можно осуществить на любой стадии путем инъецирования клеевого состава или путем шпаклевки с предварительной разделкой трещины.
Дефекты группы III (объемные) представляют собой участки, незаполненные бетоном, которые могут возникать на любой стадии:
при бетонировании (раковины, пустоты, разрывы, каверны), при распалубке (вырывы, околы), при транспортировке, монтаже и эксплуатации (отколы, отслоения) конструкции. К особенностям дефектов этой группы следует отнести нарушения целостности бетона в поверхностном слое объемного дефекта вследствие появления трещин и ослабленного бетона, который необходимо сначала укрепить за счет пропитки, грунтовки или других способов, а затем произвести добетонирование или шпаклевку. Размеры объемных дефектов, как правило, позволяют использовать для их заделки высоконаполненные композиции в виде мастик, растворов и бетонов, в том числе содержащих полимеры. Заделку объемных дефектов производят способами, аналогичными тем, что применяют в штукатурных и бетонных работах.
При выборе технологии заделки конкретного дефекта предлагается исходить из следующих условий (см. таблицу):
а) из распространенности (экстенсивности) — группы IА, IIА, IIIА, что позволяет оценить долю объема площади или толщины конструкции, пораженной дефектом. Например, участок слабого бетона с низкой прочностью может быть локальным (IА1) вследствие попадания агрессивной жидкости именно на этот участок, а также охватывать весь объем конструкции (IА2) при воздействии на нее агрессивной среды или при нарушении технологии изготовления. Кроме того, повышенная пористость бетона может быть поверхностной (IА3), возникшей, например, при действии мороза, или проникшей на всю глубину конструкции (IА4). Аналогичные примеры несложно привести для трещин и объемных дефектов. В зависимости от распространенности дефектов намечают общую схему производства ремонтно-восстановительных работ, оценивают их объем, расход материалов, трудоемкость, необходимость использования техники и приспособлений;
б) из интенсивности (размера) — группы IБ, IIБ и IIБ, что характеризует степень отклонения от нормального (бездефектного) состояния бетона по прочности (IБ1—IВ4), величине раскрытия трещины (IIБ1- IIБ4) или глубине объемного дефекта (IIIБ1- IIIВ4) и позволяет конкретизировать выбор технологии и материалов, используемых для ремонта. Например, трещины с шириной раскрытия d менее 0,1-0,3 мм легко заполняются низковязкими композициями на основе мономеров; если d > 0,3 мм для ремонта высоковязкие эпоксидные составы, подаваемые в трещины под повышенным давлением; при значении d > 1 мм в ряде случаев могут применяться цементные и полимерцементные растворы; в) из распространения плоскости с дефектом в пространстве — группы IВ, IIВ, IIIВ, что также в значительной степени облегчает выбор способа ремонта, оснастки и оборудования. Для заделки выбоин в горизонтальной плоскости, обращенной вверх (пол) не требуется специальной оснастки, в то время, как при заделке дефекта в потолке или в стене необходимы приспособления типа опалубки для удержания ремонтного состава до окончания процесса твердения;
г) из состояния поверхности бетона внутри дефекта — группы IГ, IIГ, IIIГ, что позволяет независимо от группы дефекты произвести соответствующую подготовку к ремонту (сушку, очистку и т.п.).
Таким образом, предлагаемая классификация с учетом группы дефектов позволяет унифицировать технологические операции при разработке технологии ремонта, облегчить выбор материалов, оборудования и оснастки /4/, а кроме того может способствовать более
целенаправленному сбору информации при обследовании конструкций с точки зрения ремонта.
Список литературы:
1. Рибицки Р. Повреждения и дефекты строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1982.
2. Физдель И.А. Дефекты в конструкциях и сооружениях и методы их устранения. М.: Стройиздат, 1978.
3. Рекомендации по восстановлению и усилению крупнопанельных зданий полимеррастворами. Т6илЗНИИЭП, Тбилиси, 1984.
4. Рекомендации по ремонту и восстановлению железобетонных конструкций полимерными составами. НИИЖБ Госстроя СССР, 1986.
Максимов Ю.В. Технологическая классификация дефектов бетона в изделиях и конструкциях./ Повышение долговечности пром. зданий и сооружений за счет применения П-бетонов. Под ред. Патуроева В.В. – М.: НИИЖБ, 1987. – с.61-65