СПОСОБ РЕМОНТА И/ИЛИ УСИЛЕНИЯ ВЛАЖНЫХ И/ИЛИ ЗАСОЛЕННЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
METHOD OF REPAIR AND/OR REINFORCEMENT OF MOIST AND/OR SALINE REINFORCED CONCRETE STRUCTURES

Изобретение относится к области строительства, преимущественно ремонту и реконструкции влажных и/или засоленных бетонных и железобетонных конструкций, и может быть использовано для повышения их несущей способности.
Известен способ восстановления железобетонных конструкций, включающий очистку поверхностного ослабленного или разрушенного слоя бетона, закрепление на реконструируемой поверхности усиливающего элемента и нагнетание бетона в полость промежутка между поверхностями восстанавливаемого и усиливающего элементов
(см., например, «Реконструкция зданий и сооружений», под ред. А.Л.Шагина, М., Высшая школа, 1991, стр.161, рис.10.25(в)).
Однако этот способ не обеспечивает достаточной надежности реконструируемой конструкции, т.к. усиливающий элемент выполнен в виде опалубки и после набора бетоном прочности, элемент удаляют, а постоянные усиливающие элементы в виде армирующих стержней реконструируемой конструкции уже потеряли определенную часть несущей способности. Кроме того, процесс нагнетания бетонной смеси в поврежденные места конструкции сложен и не удобен.
Известен способ изготовления элементов конструкции зданий из бетона, усиленного арматурой из стекловолоконной сетки (см. TW 459091, 2002). Однако этот способ применим при изготовлении отдельных конструкций, а не при ремонте готовых сооружений, поскольку не позволяет производить надежное укрепление криволинейных поверхностей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому способу является способ усиления железобетонных конструкций, известный из опубликованной заявки RU №2001115882. Известный способ заключается в том, что осуществляют очистку поверхностного слоя бетона, затем производят закрепление усиливающего элемента на восстанавливаемой поверхности нарушенной конструкции и нагнетают бетон в полость, образованную между восстанавливаемой поверхностью конструкции и усиливающим элементом. В качестве усиливающего элемента применяют бетонную плиту, на одной стороне которой, обратной по отношению к восстанавливаемой конструкции, закреплены углепластиковые ламинаты в виде ленточных полос. Эти полосы в восстанавливаемой конструкции ориентируют вдоль действия растягивающих напряжений, возникающих в конструкции, что обеспечивает наиболее оптимальное использование армирующих свойств углепластиковых ламинат.
Для обеспечения совместного восприятия нагрузок усиливающим элементом и восстанавливаемой конструкцией через бетон, который нагнетают в полость между поверхностью восстанавливаемой конструкции и усиливающим элементом, на стороне усиливающего элемента, обращенной к восстанавливаемой поверхности конструкции, выполняют ребра, имеющие в поперечном сечении форму «ласточкина хвоста». Также предусмотрена возможность размещения крепежных анкерных элементов в полости, образованной между восстанавливаемой поверхностью конструкции и усиливающим элементом.
Однако известный способ трудоемок и его применение затруднено при необходимости усиления конструктивных элементов сложного профиля, особенно расположенных в вертикальной плоскости или на потолочной поверхности.
Кроме того, при применении известных способов усиления железобетонных конструкций подземных сооружений возникают значительные затруднения из-за воздействия на арматурный каркас проникающих грунтовых вод, часто насыщенных солями. Водонепроницаемые ламинаты затрудняют миграцию воды в конструктивных элементах, что повышает скорость коррозии и способствует преждевременному разрушению конструкции.
Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в совершенствовании технологии ремонтных работ, особенно в условиях повышенной агрессивности окружающей среды (влажности и засоленности), с одновременным повышением надежности усиливаемой конструкции.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение технологичности ремонтных работ, а также обеспечение защиты конструкции от агрессивного воздействия окружающей среды после ее ремонта.
Поставленная техническая задача решается за счет применения предлагаемого способа усиления элементов железобетонных конструкций, который реализуется следующим образом.
Первоначально производят очистку поверхности бетона и наносят на восстанавливаемую поверхность праймерный полимерцементный ремонтный слой толщиной 15-20 мм, приготовленный на основе смеси портландцемента, отсеянного песка с крупностью зерен до 5 мм и акрилата с обеспечением после затвердевания следующих физико-механических характеристик:
- прочность на сжатие
≥30 МПа;
- прочность на изгиб
≥10 МПа;
- прочность на растяжение
≥4 МПа;
- адгезия к бетону
≥2,5 МПа;
- общая пористость
<10%;
- коэффициент фильтрации
<10<sup>-10</sup> см/с;
- коэффициент диффузии хлоридов
<1·10<sup>-12</sup> м<sup>2</sup>/с.
Затем в свеженанесенный праймерный ремонтный слой укладывают и погружают по меньшей мере один слой армирующей сетки из жгутов высокопрочных волокон - углеродных, или арамидных, или стеклянных с модулем упругости не менее 70 ГПа и прочностью на растяжение не менее 2 ГПа. Указанную армирующую сетку до укладки в праймерный слой подвергают обработке в низковязком полимерном составе, имеющем после затвердевания следующие физико-механические характеристики:
- прочность на сжатие
≥100 Н/мм<sup>2</sup>;
- прочность на растяжение
≥35 Н/мм<sup>2</sup>;
- модуль упругости
2800 Н/мм<sup>2</sup>;
- относительное удлинение при разрыве
8%;
- адгезия к бетону
≥3 Н/мм<sup>2</sup>
После погружения в праймерный слой армирующей сетки, не дожидаясь затвердения указанного слоя, производят нанесение следующего защитного слоя ремонтным полимерцементным раствором толщиной 15-20 мм.
В том случае, когда производится восстановление и/или усиление изгибаемых конструкций в виде балок или плит перекрытий, армирующую сетку из высокопрочных волокон после ее обработки в низковязком полимерном составе укладывают в шаблон из полипропилена с ячейками не менее 50×50 мм или другой с аналогичными свойствами и вместе с этим шаблоном крепят к потолочной поверхности конструкции. Крепление производят посредством анкеров, а защитный слой наносят через ячейки шаблона.
В тех случаях, когда наблюдается значительное разрушение конструкции, на ее поверхности устанавливают несколько слоев армирующей сетки, которые разделяют между собой слоями из мелкозернистого бетона толщиной 15-20 мм.
При усилении изгибаемых конструкций в виде балок или плит перекрытий армирующую сетку устанавливают по площади потолочной поверхности растянутой зоны сечения, а при усилении сжатых конструкций в виде колонн, армирующую сетку устанавливают по всей площади наружной поверхности конструкции.
В качестве примера реализации способа можно привести технологию проведения ремонтных работ при укреплении куполообразного свода подвального помещения.
При удалении разрушенного бетона с ремонтируемой поверхности было произведено оконтуривание ремонтируемых участков алмазными дисками и удаление разрушенного бетона электроперфоратором. По ремонтируемой поверхности с шагом 300×300 мм рассверливались отверстия, в которые на быстротвердеющем цементном растворе устанавливались анкера из вязальной проволоки для крепления армирующей сетки. Затем, после увлажнения поверхности, наносился праймерный слой полимерцементного раствора толщиной 15-20 мм. Предварительно осуществлялся раскрой углеволоконной сетки по размеру восстанавливаемой поверхности и раскрой сетки из полипропилена с размером ячейки 50×50 мм. Пакеты из скрепленных между собой углеволоконной и полипропиленовой сеток укладывались на праймерный слой, вдавливались в него и закреплялись к ремонтируемым поверхностям с помощью установленных ранее анкеров.
Далее производилось нанесение защитного слоя путем набрызга ремонтного полимерцементного раствора толщиной 15-20 мм на основе портландцемента, отсеянного песка с крупностью зерен до 5 мм и акрилата.
После нанесения защитного слоя произведено выравнивание поверхности с помощью гладилок.
Проведенные ремонтные работы позволили укрепить подвальное помещение, сократив сроки ремонта и снизив стоимость за счет исключения использования металлоконструкций.
Аналогичным образом осуществляются работы по ремонту и усилению плит перекрытий тоннелей, подземных гаражей и других конструкций, имеющих высокую влажность и засоленность.