Важно понять, что трещины не обязательно являются повреждениями и не всегда свидетельствуют о разрушении в обычном понимании этого слова. Появление трещины, ширина, ее раскрытия, местоположение в элементе, степень незащищенности от внешних воздействий — все это факторы, определяющие, есть ли действительно повреждение и насколько оно серьезно. Причина образования трещины может быть установлена только после тщательного обследования, но ее ширина, местоположение и степень опасности всегда могут быть легко определены. Возникает вопрос о том, существует ли допустимая ширина раскрытия трещин. Под этим термином подразумевается ширина, которую при заданных условиях внешнего воздействия можно рассматривать как незначительную и поэтому не влекущую за собой никакого ремонта или заделки конструкции. Точного ответа на этот вопрос не существует.
Нормы CP 110 для обычных условий рекомендуют принимать максимальную ширину раскрытия трещины 0,3 мм. Эта ширина уменьшается до 0,004 от минимальной толщины защитного слоя рабочей арматуры, когда элементы подвергаются воздействию особенно агрессивной внешней среды. Последнее ограничение дает при толщине защитного слоя рабочей арматуры 40 мм в качестве допустимой максимальной ширины раскрытия трещины 0,16 мм. Ширина трещины измеряется на поверхности бетона. При этом предполагается, что по мере удаления от поверхности ширина трещины довольно быстро уменьшается. Это предположение, безусловно, справедливо, когда трещины вызываются растяжением в растянутой зоне элемента, но может оказаться неверным для трещин, вызываемых термическим сжатием и пластической усадкой. В условиях строительной площадки очень трудно измерить ширину трещины с заданной степенью точности.
В связи с допустимыми размерами раскрытия трещин возникает важный практический вопрос об изменении ширины раскрытия трещин: стремится ли трещина закрыться или постепенно увеличивается во времени? Если трещина вызвана какими-то временными перегрузками, то она вновь закрывается при снятии перегрузок. Если же причина возникновения трещины постоянна, то трещина, вероятно, не закроется, а под влиянием внешних воздействий появится тенденция к увеличению ширины ее раскрытия во времени.
Когда ширина трещины превышает определенное значение, внутрь ее возможно проникание влаги. Если влага просочится даже на небольшую глубину, то при падении температуры ниже 0°С она превращается в лед и возникающие силы расширения расклинивают края трещины. Это будет происходить и повторяться при каждом цикле замораживания и оттаивания. Поэтому ширина раскрытия трещины постепенно увеличивается, влага в конечном итоге достигает арматуры и начинается процесс ее коррозии. Продукты коррозии (ржавчина) занимают больший объем, чем исходный металл, а силы расширения вызывают растрескивание и расслоение бетона.
Некоторые факторы сдерживают раскрытие трещин. К ним относятся сжимающие напряжения которые действуют перпендикулярно к линии трещин, например в сжатой зоне несущих элементов. Другим фактором является выщелачивание извести из цементного теста, вызванное движением влаги через бетон и продолжающейся гидратацией частиц цемента. Это явление часто называют «самозалечиванием» трещин, и мы возвратимся к нему в главе 4. Еще одним фактором является небольшое расширение бетона, которое происходит от так называемой обратной усадки при высыхании или движения влаги в самом бетоне. Типичным примером являются стены и пол сооружения для хранения воды после его наполнения и сдачи в эксплуатацию. Автор придерживается мнения, что все трещины шириной более 0,1 мм в наружных элементах или элементах, подверженных воздействию агрессивной окружающей среды, рекомендуется герметизировать. Если герметизация выполнена по воем правилам, она препятствует раскрытию трещины во времени, исключая таким образом коррозию арматуры и дальнейшее разрушение конструкции.
Мелкие волосные трещины на белом бетонном элементе, особенно на гладкой поверхности, превращаются в канавки, где собирается грязь. Через несколько лет они становятся очень заметными.
Специалист, к которому обращаются за консультацией относительно трещин в железобетоне, должен прежде всего попытаться установить причину их возникновения и определить, оказывают ли трещины влияние на несущую способность конструкций. С такой просьбой могут обратиться в процессе строительства, вскоре после окончания строительства здания, а иногда много лет спустя. Чем раньше начинается обследование сооружения после обнаружения трещин, тем легче установить причину их возникновения. Стоимость ремонтных работ, естественно, возрастает, если обследование выполнено несвоевременно.
3.2.1. Причины трещинообразования
Существует много причин трещинообразования в железобетонных конструкциях, но по практическим соображениям их можно разделить на три основные категории.
1. Трещины, оказывающие влияние на несущую способность конструкции (конструктивные трещины). Это означает, что трещины оказывают влияние на устойчивость или снижают коэффициент безопасности сооружения или его части. Это не означает, что сооружение находится в аварийном состоянии. Конструктивные трещины могут быть вызваны:
- а) ошибками при проектировании;
- б) перегрузками сооружения выше расчетных нагрузок при изменении условий эксплуатации;
- в) ошибками в методах строительства или недостатками применяемых материалов;
- г) непредвиденными ситуациями, например взрывом, ударом и т. п. (повреждения от пожара отнесены в отдельную категорию).
2. Трещины от пожара. Часть из них может быть конструктивными, а часть — неконструктивными (структурными). Они всегда сопровождаются расслоением бетона и другими повреждениями.
3. Неконструктивные трещины. Эти трещины вызываются причинами, не относящимися к указанным выше в пп. 1 и 2. Они могут быть разделены на несколько основных типов:
- а) трещины при пластической усадке, которая бывает двух видов;
- б) температурно-усадочные трещины в бетоне в раннем возрасте;
- в) усадочные трещины при высыхании;
- г) трещины от коррозии арматуры.
Тщательное обследование характера трещин дает очень полезную информацию и, как правило, позволяет определить их причину. Такие факторы, как положение трещины, форма, направление (вертикальная, горизонтальная или наклонная), их ориентация по отношению- к рабочей арматуре (параллельная или перпендикулярная), очень важны. Большое значение имеет также прогиб элемента. Ширина раскрытия трещины должна быть определена по 'возможности с большей степенью точности. Однако она может значительно изменяться, когда трещина огибает зерна заполнителя. Очень большая точность измерений в этом случае необязательна и практически невозможна. Также следует измерить толщину защитного слоя арматуры.
Если причины трещинообразования не могут быть установлены на основании указанных данных, то целесообразно проверить расчеты, схем) армирования и точность соблюдения технических условии.
Опыт автора показывает, что большинство трещин относится к неконструктивным и в существующих зданиях вызывается плохим качеством бетона или недостаточной толщиной защитного слоя арматуры. Трещины при пластической усадке обычно проявляются очень скоро после укладки бетона. Температурно-усадочные трещины, как правило, появляются после снятия опалубки. Если опалубка не применяется, то эти трещины появляются через 48 ч после укладки, хотя они часто незаметны в течение нескольких дней и даже недель. Применение при азы держивании защитной пленки позволяет избежать этих мелких трещин. Ширина температурных усадочных трещин увеличивается при обычной усадке от высыхания.
3.2.2. Неконструктивные (структурные) трещины. Типы и методы ремонта
Трещины при пластической усадке свежеуложенного бетона
Существует два типа трещин при пластической усадке. Первые, наиболее распространенные, появляются в результате очень быстрого испарения влаги с открытой поверхности бетона, когда он находится еще в пластичном состоянии. Обычно они называются поверхностными трещинами при пластической усадке. Исследования специалистов показали, что такие трещины на горизонтальной поверхности образуются вследствие быстрого испарения с нее влаги (высыхания). Когда скорость испарения превышает скорость подъема воды к поверхности (известное как водоотделение), поверхность свежеуложенного бетона при птастической усадке растрескивается.
Скорость, с которой вода в бетонной смеси достигает поверхности, и общее количество воды зависят от многих факторов, из которых не все хорошо изучены. Ниже указаны факторы, которые имеют большое значение для рассматриваемого явления: 1) зерновой состав, влагосодержанне, водопоглощение и тип используемого заполнителя; 2) общее содержание воды в смеси; 3) расход цемента; 4) толщина бетонной плиты; 5) характеристики всех используемых добавок; 6) достигаемая степень уплотнения л, следовательно, плотность бетона; важно также была ли увлажнена опалубка (или подстилающий слон раствора), на которую был уложен бетон.
Скорость испарения влаги с поверхности также зависит от ряда достаточно хорошо исследованных факторов; относительной влажности; температуры бетона; температуры окружающего воздуха; скорости ветра; степени воздействия солнца и ветра на поверхность плиты.
Поверхностные трещины при пластической усадке представляют собой волосные довольно прямые трещины длиной 50—750 мм. Они часто располагаются перпендикулярно рабочей арматуре. Иногда несколько трещин образуются параллельно друг другу на расстоянии 50—00 мм. Трещины, как правило, неглубокие и редко проникают ниже верхней части защитного слоя бетона, хотя в неблагоприятных условиях они могут быть более глубокими и даже прорезать плиту насквозь.
Эти трещины обычно образуются в жаркую солнечную погоду или в сухие, очень ветреные дни. Они могут вызвать серьезное беспокойство у тех, кто не понимает причины их возникновения. Если растрескивание незначительно, трещины неглубокие и не приводят к разрушению поверхности плиты; в этом случае оно относительно безопасно: Трещины следует заделать раствором на портландцементе и хорошо загладить щеткой. Затем обработанную поверхность закрывают полиэтиленовой пленкой не менее чем на 48 ч, закрепив ее по краям планками и брусками.
Было установлено, что применение добавки для вовлечения в бетон 4,5±1,5% воздуха значительно уменьшает растрескивание от пластической усадки. Всегда лучше предотвратить разрушение, чем исправлять его последствия. Если бетон по окончании укладки хорошо укрыть пластмассовой пленкой и закрепить ее по периметру, то растрескивание поверхности свежеуложенного бетона при пластической усадке вряд ли возможно.
Второй тип трещин от пластической усадки возникает при оседании твердеющей бетонной смеси. Причина появления таких трещин иная, чем поверхностных трещин от пластической усадки, описанных выше. Такие трещины могут быть обусловлены двумя основными моментами. Первый — сопротивление поверхности формы оседанию (уплотнению) пластичного батона под действием глубинных вибраторов и силы тяжести. Сопротивление формы сдерживает это движение. Если же смесь все же оседает, а твердение уже началось, весьма вероятно образование трещин, которые, как правило, повреждают поверхность бетона. Они шире на поверхности и их глубина не более 20—25 мм. Второй момент — более серьезный, потому что трещины часто достигают арматуры. Они могут быть шире внутри, чем на поверхности, бетона, и быть связаны с образованием раковин. Трещины вызываются тем, что бетонная смесь «застревает» на арматуре, в результате чего при последующем ее твердении образуются трещины. Соответствующая корректировка в составе смеси и более тщательное уплотнение помогают устранить эту причину.
Трещины этого тина рекомендуется ремонтировать при помощи инъектирования в них раствора, как описано в части 2 этой главы. Простая обработка поверхности вряд ли будет достаточна для обеспечения длительного срока службы.
Если такие трещины наблюдаются в высоких балках и толстых плитах, то рекомендуется проверить, есть ли в бетоне раковины, и принять меры по восстановлению в соответствии с рекомендациями раздела настоящей главы, посвященного ремонту ячеистого бетона.
Температурно-усадочные трещины
При схватывании и в начале процесса твердения благодаря химической реакции между водой и цементом выделяется значительное количество тепла, которое приводит к повышению температуры бетона. Степень повышения и максимально достигаемая температура, а также время, за которое достигается этот максимум и последующее охлаждение бетона, зависят от большого числа факторов. Среди них наибольшее значение имеют температуры окружающего воздуха и бетона во время укладки; тип используемой опалубки (деревянная, пластмассовая, стальная) и время выдерживания в ней бетона; отношение открытой поверхности бетона, т. е. площади, не защищенной опалубкой, к объему бетона; толщина сечения бетонируемого элемента; тип используемого цемента и его содержание в смеси; мероприятия по теплоизоляции бетона после снятия опалубки; метод выдерживания.
Подробные данные о состоянии и характеристиках бетона в процессе твердения еще недостаточно изучены и являются предметом исследования в Великобритании и в других странах. При повышении температуры бетон расширяется, а при охлаждении — сжимается. Температурный коэффициент расширения (сжатия) определяется рядом факторов, основными из которых являются тип заполнителя и состав смеси.
Если элемент (перекрытие, стена или покрытие) не имеет полной свободы деформации (чего практически никогда не бывает), при охлаждении и усадке бетона в нем развиваются температурные напряжения. Чем выше степень заделки, тем больше температурно-усадочные напряжения. Эти напряжения, как правило, бывают растягивающими, однако в отдельных частях строительных конструкций возможно появление сжимающих напряжении. Растягивающие напряжения часто превышают прочность бетона на растяжение или прочность сцепления между бетоном и арматурой, что приводит к образованию трещин.
Температурно-усадочные трещины пересекают весь элемент, (рис. 3.1). Хотя такие трещины редко оказывают существенное влияние на несущую способность, они создают места ослабления конструкции, пока не будут надлежащим образом заделаны. Усадка при нормальном высыхании приводит к раскрытию этих первоначально очень мелких трещин (обычно не шире 0,05 мм). По этой причине они часто незаметны в течение нескольких недель после бетонирования. Часто появление трещин этого типа неправильно объясняют усадкой при высыхании. Последние обычно проявляются при обычных атмосферных условиях в Великобритании очень медленно и в течение первых 28 сут после укладки едва достигают примерно 25% максимальной величины, которая наблюдается за длительный период времени.
Метод восстановления обычно зависит от того, отмечаются ли в трещине движения за последнее время, т. е. «живет» ли она. Если таких движений не ожидается, то трещину можно заполнить жестким материалом. В противном случае при восстановлении следует обеспечить некоторую степень податливости. Каким образом это будет осуществлено, зависит от окружающей среды и типа отделки элемента, приемлемой для заказчика. Практически выбор осуществляется между инъектированием трещины и обработкой поверхности (главы 4, резервуары для воды), которые сопровождаются качественной герметизацией и нанесением декоративного слоя. Инъектирование трещин описано в части 2 настоящей главы.
Усадочные трещины при высыхании
Наблюдения автора показывают, что усадочные трещины при высыхании, как правило, имеют ограниченное распространение. Они появляются в ненесущих элементах, не имеющих арматуры или армированных только исходя из требовании к монтажу и в тонких покрытиях, стяжках и слоях штукатурки.
В большинстве случаев причиной их возникновения принято считать неудачное проектирование смеси, которое усугубляется неправильным выдерживанием. Использование в качестве добавки хлорида кальция или присутствие хлоридов в заполнителях увеличивает усадку при .высыхании.
К ошибкам при проектировании смеси относится использование избыточного количества воды или применение плохо отсортированных заполнителей, которые содержат большое количество очень мелких фракций. Чем больше в бетоне или растворе мелких заполнителей, тем выше водопотребность для обеспечения удобоукладываемости.
Все бетоны и растворы подвержены усадке при высыхании, и, как отмечалось в предыдущем разделе, она приводит к раскрытию трещин, возникших по другим причинам, например при температурной усадке. Важно отметить, что сжатие из-за усадки при высыханий составляет в 28-суточном возрасте примерно 25% величины в возрасте 180 сут. Метод восстановления в каждом случае зависит от конкретных особенностей. В покрывающем слое, стяжках и слоях штукатурки усадочные трещины при высыхании могут сопровождаться короблением и нарушением сцепления. В других случаях степень растрескивания и характер отделки поверхности определяют метод восстановления.
Подробные рекомендации по восстановлению железобетонных перекрытий приведены в настоящей главе.
Методы ремонта неконструктивных (структурных) трещин
Термин «неконструктивные трещины» относится к трещинам в железобетонных элементах, для которых при их возникновении принятый коэффициент безопасности не снижается и не требуется усиление элементов с помощью дополнительной арматуры или бетона.
Как отмечалось ранее, собственно трещины не всегда являются опасными для бетона. Определяющими факторами для принятия решения о проведении ремонта и методе заделки трещин являются: причина образования трещин, ширина их раскрытия и местоположение, степень атмосферного воздействия на элементы.
Обычно при ремонте неконструктивных трещин затруднения не возникают. Однако они могут появиться, если необходимо заделать трещину так, чтобы ремонт не был заметен после завершения. Поскольку трещины вблизи всегда видны, практически невозможно скрыть следы ремонта, если на весь элемент не нанести декоративное покрытие.
Известно, что трещины па наружных поверхностях открытых элементов постепенно расширяются и становятся все более заметными. Такие явления характерны прежде всего для бетонных конструкции, подверженных суровым атмосферным воздействиям, и для светлых конструкций в городских условиях.
В данном разделе не рассматриваются вопросы образования волосных трещин. В Британском стандарте BS 2787 «Глоссарий терминов по бетону и железобетону» волосные трещины определяются как «растрескивание поверхности на небольшие примыкающие друг к другу участки неправильной формы».
Как указывалось ранее, в условиях агрессивной среды трещины шириной более 0,1 мм в наружных элементах и тонких поверхностных слоях следует герметически; заделывать. Если нет ржавых пятен и бетон не выкрашивается, а при обстукивании трещины молотком не обнаруживается пустот, то есть основание полагать, что коррозия арматуры незначительна. В таком случае при ремонте расшивать трещину не рекомендуется. Чтобы проверить состояние арматуры, можно вырубить бетон в нескольких местах и этим ограничиться. Также можно взять несколько проб бетона для контроля его качества и других характеристик, а также для определения концентрации хлоридов. Приведенные ниже рекомендации можно использовать при заделке неглубоких трещин, появившихся по разным причинам и не вызванных внешними нагрузками.
Когда внешний вид поверхности бетона не имеет значения, рекомендуется очень тщательно простучать всю линию трещины долотом. Это помогает выявлять даже незначительные пустоты. Следует отметить, что при этом бетон из трещины не вырубается. Вся каменная мелочь, пыль и грязь удаляются при помощи щетки, а поверхность бетона по обеим сторонам трещины очищается проволочной щеткой. После такой подготовки в трещине кистью вводят латексный раствор, который состоит из 2 ч. портландцемента и 1 ч. эмульсии бутадиен-стирольного латекса (по массе). Целесообразно также кистью нанести раствор на поверхность бетона шириной примерно 75 мм с каждой стороны трещины, т. е. на те участки, которые были очищены проволочной щеткой. В случае необходимости через одну-две недели можно нанести еще один слой раствора.
Для открытых бетонных элементов предлагается следующий метод восстановления, который применим только к волосным трещинам при отсутствии коррозии арматуры и выкрашивания бетона.
Прежде .всего нужно вымыть холодной водой поверхность бетона шириной примерно 75 мм по обеим сторонам от трещины. Затем при помощи деревянного шпателя с резиновой пластинкой ввести в трещину жидкий раствор пли цементное тесто. Раствор приготовляется на белом или на смеси белого и серого цементов (в зависимости от цвета восстанавливаемого бетонного элемента). Добавление латекса белого искусственного каучука способствует уменьшению водопроницаемости и усадки. Через две недели (не раньше!) после окончания ремонта все бетонные элементы следует промыть водой. Тогда весь фасад будет равномерно подвергаться атмосферным воздействиям.
Автор, как правило, отдает предпочтение нанесению в качестве последнего отделочного слоя при ремонтных работах большого объёма декоративного водонепроницаемого покрытия. Однако эти покрытия требуют особых условии эксплуатации, с которыми некоторые архитекторы и владельцы зданий не согласны. При решении этого вопроса им все же следует иметь в виду, что после ремонта бетон не обладает теми же свойствами и той же долговечностью, что и бетон, не подвергавшийся ремонту. В большинстве случаев полезно и целесообразно в качестве заключительного этапа восстановительных работ выполнить изоляцию всей поверхности.
3.3. Обычный ремонт
При применении бетона низкого качества, даже если защитный слой удовлетворяет стандартным требованиям, на внешних поверхностях элемента весьма вероятна коррозия арматуры.
Нормы СР 110 «Применение железобетона для несущих конструкций» рекомендуют принимать толщину, защитного слоя арматуры в зависимости от внешних условий и качества бетона.
Согласно норм СР 114, толщина защитного слоя арматуры не определяется внешними воздействиями и качеством бетона, кроме случаев, когда бетон находится в непосредственном контакте с грунтом или подвергается воздействию коррозионной среды. В этом положении нет противоречий с основным тезисом норм СР 110, где толщина защитного слоя определяется качеством бетона.
Автору известны случаи зашиты арматуры бетоном толщиной 20—25 мм в конструкциях, которые эксплуатировались в морских условиях более 30 лет без каких-либо следов разрушения стали. Эти вопросы более подробно рассмотрены в главе 5.
Помимо качества бетона при суровых атмосферных воздействиях очень важно, чтобы бетон не подвергался механическим повреждениям и в нем не возникали трещины. Там, где процесс трещинообразования связан с арматурой, то чем ближе она размещается к поверхности, тем выше требования в отношении степени ограничения допускаемой ширины раскрытия трещин. Этот принцип используется в армоцементе.
Бетон должен быть водонепроницаемым, обладать достаточной прочностью и не иметь трещин, ширина которых превышает допустимую. Причины трещинообразования и вопрос о допустимой ширине раскрытия трещин были подробно рассмотрены в предыдущей главе.
При восстановлении элементов, в которых наблюдается выкрашивание бетона, появились трещины или произошло общее разупрочнение, обычно применяют следующий метод (за исключением специальной обработки трещин). Весь поврежденный бетон удаляется вручную, пневматическими инструментами или напорной струей воды. Напорная струя воды для резки и очистки бетона стала применяться в Великобритании совсем недавно. К сожалению, строительная промышленность очень медленно « неохотно принимает новые идеи. Этот метод имеет много преимуществ и особенно эффективен при очистке арматуры. Давление в сопле находится в пределах 20—65 МПа. Расход воды для создания одной струи сравнительно невелик, примерно 50 л/мин. Около 1/3 этого количества рассеивается в виде очень мелких капель и брызг.
После обработки струей воды бетон и сталь остаются чистыми и влажными, так как вода уносит продукты коррозии стали (этого не наблюдается при других методах очистки арматуры). На очищенной стали быстро образуется очень тонкая пленка окиси железа, но как показывает опыт, она защищает сталь и не оказывает никакого вредного воздействия.
Еще одним преимуществом напорной струи воды является отсутствие вибрации и шума (за исключением шума от мотора и насоса), а скорость работы значительно выше, чем при использовании инструментов ударного действия. Подробная информация по этому вопросу приведена в главе 5.
Трещиноватый и поврежденный бетон должен быть удален и заменен новым, а арматура очищена от ржавчины. Этим можно ограничиться. На рис. 3.2 показан случай удаления поврежденного бетона с последующей очисткой арматуры, подготовленного для торкретирования.
По окончании указанных операций и непосредственно перед нанесением нового раствора или бетона арматуру и примыкающие участки, бетона следует покрыть жидким раствором на портландцементе. Состав цементного раствора: 2 ч. обыкновенного портландцемента и 1 ч. бутаднен-стирольного или акрилового латекса (по массе). Цементный раствор следует аккуратно нанести кистью на бетон и равномерно покрыть им арматуру. Его применяют для создания интенсивной щелочной среды вокруг стали и улучшения сцепления между старым бетоном и новым раствором или бетоном. Не следует допускать схватывания жидкого цементного раствора ранее укладки нового раствора или бетона. Максимальный интервал между двумя операциями — 20 мин. Автор считает нецелесообразным применение кислотных ингибиторов коррозии ввиду того, что в их основе имеется фосфорная кислота. Следует избегать использования кислот в контакте с бетоном, тем более что действительная пассивирующая способность этих соединении не доказана. Подрядчики, применяющие кислотные ингибиторы, утверждают, что кислота нейтрализуется последующим дополнительным покрытием из материала с высоким значением pH, но автор склонен считать, что кислотой лучше не пользоваться вообще.
Выше материал для восстановления бетонных конструкций назывался раствором или бетоном. Дело в том, что в ремонтных работах можно успешно применять оба эти материала, но бетон целесообразно использовать только в тех случаях, когда его можно хорошо уплотнить. Это одна из причин применения раствора в большей части восстановительных работ.
Автор отдает предпочтение раствору на портландцементе перед полимерраствором (исключение — восстановление отколотых или раздробленных ребер и кромок элементов). Под полимерраствором подразумевается смесь органического полимера и мелкого заполнителя, т. е. цемент в этом растворе заменен полимером. Эти полимеррастворы применяют в особых случаях. Они очень дороги по сравнению с цементно-песчаным раствором, и дополнительные затраты при их применении для обычных восстановительных работ являются малообоснованными. Когда используются такие дорогие материалы, подрядчик стремится объем ремонтных работ свести к минимуму. Это приводит к тому, что старый поврежденный бетон удаляется в ограниченном количестве. Кроме того, полимеррастворы, как правило, имеют большую прочность, чем обычный бетон. Эта избыточная прочность не является необходимой, а иногда может быть даже вредной. Прочность нового раствора должна быть примерно одинаковой с прочностью основного бетона, с которым он сопрягается.
Вопрос о соответствии прочностных характеристик старого и нового материалов становится особенно актуальным, когда бетон ремонтируемых конструкций имеет малую прочность. Если новый строительный раствор или бетон намного прочнее старого, то это приводит к его отслаиванию от основания. В некоторых случаях может оказаться необходимым применить легкую оцинкованную сетку, предварительно прикрепив ее к старому бетону с помощью анкеров из нержавеющей стали либо таких же болтов, надежно укрепленных в бетоне.
Удовлетворительное качество ремонта достигается при соблюдении двух требований:
- а) обеспечения максимально возможного сцепления между старыми и новыми материалами;
- б) обеспечения максимальной плотности нового бетона или раствора и его непроницаемости при соответствующем составе смеси.
Все архитекторы, инженеры и подрядчики знают, что бетон должен быть хорошо уплотнен. Но.многие ли понимают, что это требование распространяется и на цементно-песчаный раствор для штукатурных и ремонтных работ? При прочих равных условиях эффективность ремонтных работ непосредственно определяется уплотнением раствора. Очень важно, чтобы для раствора применялся хорошо отсортированный чистый песок. Крупность песка определяется выбранным методом нанесения строительного раствора. В случае торкретирования (нанесения раствора пневматическим методом под высоким давлением) к наилучшим результатам приводит использование хорошо отсортированного песка. При ручном нанесении раствора следует применять более грубый по составу строительный песок.
В случае ручного нанесения раствора, если с помощью мастерка не создается относительно высокая степень уплотнения, возможно появление пустот по мере того, как раствор набирает прочность и высыхает. Для ремонтных работ наличие каких-либо зон с пустотами недопустимо.
На рис. 3.3—3.5 показано высотное здание на отдельных этажах до начала, (в процессе выполнения и после завершения ремонтных работ.
В течение примерно одного месяца после окончания ремонта по периметру зон сопряжения нового бетона или раствора со старым возникают тонкие волосные трещины. Это усадочные трещины, и пока не будут приняты меры по их герметизации, трещины будут служить источником новых разрушений. С течением времени, возможно за несколько лет, трещины расширяются. Влага достигает арматуры, последняя снова начинает ржаветь и происходит расслоение бетона. В связи с этим автор рекомендует герметизировать поверхность восстановленных зон с помощью наносимых щетками двух слоев раствора, состоящего из 2 ч. обыкновенного портландцемента и 1 ч. бутадиен-стирольного и акрилового латекса. Ряд специализированных подрядчиков предлагают процесс заключительной герметизации совмещать с нанесением долговечного декоративного покрытия. Очевидно, что как бы много внимания не уделялось подбору материалов для новых ремонтных работ в зависимости от материала восстанавливаемых конструкций, их поверхность будет выглядеть пятнистой. Поэтому желательны некоторые меры по заключительной отделке зданий, хотя некоторые заказчики в принципе возражают против этого в связи с увеличением расходов. Это, безусловно, справедливо, но автор не видит иной технически разумной альтернативы. На рис. 3.6. показано многоэтажное здание после заключительной отделки, которая завершила значительные ремонтные работы.
Из приведенных данных и рекомендаций может сложиться мнение, что эти работы являются четко определенными относительно простыми. На практике для получения удовлетворительного результата необходимо правильно решать многочисленные, возникающие в связи с ремонтом задачи. К этим задачам относятся:
- 1) выбор материалов — полимерраствора или цементного раствора;
- 2) установление объема поврежденного бетона и метода его удаления, а также выбор способа очистки арматуры;
- 3) определение состава смеси, а в случае применения цементного раствора или бетона — выбор заполнителей и водоцементного отношения, а также добавок типа латексных эмульсин;
- 4) выбор метода нанесения раствора — ручного или при помощи сжатого воздуха;
- 5) выбор материалов для заключительной герметизации и отделки.
Ремонтные работы очень дороги, но в случае правильного выполнения обеспечивают эксплуатацию здания в течение 10—15 лет без текущего ремонта. К особым случаям, рассматриваемым позднее, относится чрезмерная концентрация хлоридов в бетоне конструкции.