Ремонт та відновлення бетонних виробів - ТехЛіб СПБ УВТ
Бібліотека Санкт-Петербурзького університету високих технологій
Ремонт та відновлення бетонних виробів
На всіх стадіях виготовлення бетонних та залізобетонних виробів та конструкцій, у процесі їх транспортування, монтажу та експлуатації, у процесі корозійного впливу, пожеж та з інших причин у бетоні та арматурі можуть виникнути ті чи інші дефекти, що знижують міцність та несучу здатність конструкцій.
До дефектів, що призводять до порушення цілісності та зниження міцності бетону у виробах та конструкціях, слід віднести: підвищену пористість, різні тріщини, вибоїни, сколи, каверни, відшарування, оголення арматури, раковини, порожнечі, робочі шви та розриви, що виникають при бетонуванні.
До дефектів бетону, які не знижують його міцність і не порушують цілісності виробу та конструкції, відносяться патьоки, висоли, забруднення, порушення рельєфності, біопошкодження та інші, які попереджають та усувають обробкою поверхні бетону, забарвленням різними складами, нанесенням захисних покриттів, просоченням і т.п. .
Для ремонту кам'яних, бетонних та залізобетонних конструкцій застосовуються цементні, полімерцементні та полімерні склади.
Таким чином, основними матеріалами, що використовуються для ремонту бетону, є цементно-піщаний розчин, бетон, полімерцементнийрозчин (переважно на основі полівінілацетатної емульсії та латексів синтетичних каучуків), а також полімеррозчини, як правило, на основі епоксидних смол.
Для запобігання росту тріщин їх локалізують шляхом загортання на значну глибину, бажано ближче до вершини тріщини. Для цього використовують низьков'язкі матеріали з малим розміром молекул, наприклад стирол, метилметакрилат.
Найбільш поширені види дефектів у бетонних та залізобетонних конструкціях такі: підвищена пористість, тріщини; зовнішні дефекти.
Підвищена пористість виникає внаслідок порушення технології виготовлення виробів чи руйнування бетону конструкцій під час експлуатації. При цьому відбувається розпушення структури, ослаблення зв'язків між кристалічними новоутвореннями в цементному камені, погіршення контакту між цементним каменем та заповнювачем. Порушення структури призводить до зниження міцності бетону та несучої здатності конструкцій, сприяє фільтрації в бетон агресивних рідин та швидкому руйнуванню конструкцій.
Тріщини є найпоширенішими дефектами бетону у виробах та конструкціях. Тріщини є дефектами, які можна виявити неозброєним оком. Тріщини необхідно закладати на будь-якій стадії їх виникнення, щоб уникнути їх зростання.
Зовнішні дефекти - це ділянки виробів або конструкцій, незаповнені бетоном, що виникають при бетонуванні (раковини, каверни, порожнечі, розриви), розпалубці (вириви, околиці), транспортуванні, монтажі та експлуатації (околи, відшарування).
За просторовим розташуванням усі дефекти можна розділити на горизонтальні та похилі, звернені вгору або вниз, вертикальні та всередині бетону. Залежно від просторового розташуваннявибирається технологія проведення робіт із закладення дефектів: наприклад, заливання ремонтного складу в тріщину підлоги або ін'єктування цього ж складу під тиском в стельову тріщину.
Поверхня бетону всередині дефекту може бути сухою, вологою, чистою, забрудненою. Стан поверхні бетону визначає необхідність проведення операцій сушіння та очищення поверхні бетону перед проведенням ремонту.
Обстеження пошкоджених конструкцій проводять у кілька етапів:
1. Загальне обстеження, зокрема з допомогою допоміжних інструментів, під час якого встановлюють загальний характер ушкодження, визначають основні типи дефектів, їх поширеність на конструкціях, інтенсивність розвитку, просторове розташування. Крім того, встановлюють наявність порушень зчеплення арматури з бетоном, зсув заставних деталей, деформації сполучних елементів, невідповідність майданчиків спирання конструкцій проектним розмірам та інші видимі дефекти.
2. Ознайомлення з проектною документацією, робочими кресленнями та розрахунковими схемами конструкцій, з журналами виконання робіт, актами на приховані роботи, протоколами випробувань контрольних зразків бетону, даними про ремонти, демонтажі, перебудови, що виконувались, а також з реальними умовами експлуатації конструкцій, особливо схильних до агресивного впливу навколишнього середовища.
3. Виконання детальних обстежень, які проводять з метою уточнення даних, що характеризують стан бетону та арматури в конструкціях, необхідні для розрахунку несучої здатності конструкцій, що відновлюються, і конкретизації ремонтних робіт.
Зміну міцності бетону проводять неруйнівними методами за допомогою еталонного молотка, ультразвукового імпульсного методу (ГОСТ 17624-78)з використанням приладів УКБ-1М, УК-10П та інших. У ряді випадків для підтвердження даних, отриманих неруйнівними методами, використовують руйнівні методи контролю міцності бетону в масивних конструкціях - сколювання ребра (ГОСТ 22690-4-77), відриву зі сколювання (ГОСТ 21243-75) або висвердлювання зразків.
Аналіз складу бетону проводять з метою визначення типу та вмісту цементу, заповнювачів, водоцементного відношення, наявності хлоридів та інших агресивних речовин, глибини карбонізації, складу продуктів корозії бетону. Для аналізу, який проводять спеціалізовані лабораторії, можуть використовуватися зразки, відібрані при контролі міцності бетону.
За наявності слідів корозії арматури здійснюють перевірку товщини захисного шару бетону, використовуючи електромагнітні вимірювачі типів ІЗС-10Н, ІЗС-2 (ГОСТ 22904-78). При цьому вимірювання проводять поза видимими слідами корозії. У деяких випадках, при побоювання значних пошкоджень арматури захисний шар видаляють шляхом вирубування поздовжніх та поперечних борозен, проводячи прямі вимірювання кількості арматури, товщини захисного шару та ступеня корозійного ураження.
Зазначені етапи обстеження мають загальний характер більшості видів ушкоджень. Однак кожен вид пошкоджень має свої специфічні особливості та потребує додаткових спеціальних обстежень. Наприклад, дефекти, що виникають під час пожежі, відрізняються від пошкоджень, що виникають внаслідок хімічної корозії. В останньому випадку потрібно ретельний хімічний аналіз бетону та обстеження стану його антикорозійного захисту, особливо якщо конструкція виготовлена із попередньо напруженого залізобетону. В результаті обстеження та визначення причин виникнення дефектів у будівельних конструкціях уточнюютьвид та обсяг ремонтно-відновлювальних робіт, тип та кількість матеріалів, обладнання та пристроїв.
Ремонтопридатні вироби та конструкції, що мають околиці, вириви раковини, деякі види тріщин та інші несплошності в бетоні можуть бути відновлені безпосередньо на території заводу-виробника. Ремонту підлягають конструкції з дефектами, розмір та кількість яких мають відносно невелике відхилення від передбачених технічними умовами.
Ремонт конструкцій, що експлуатуються, є складовою ремонту будівель і споруд, що є комплексом технічних та організаційних заходів, спрямованих на відновлення та збереження проектних або початкових експлуатаційних якостей об'єкта в цілому або окремих його частин.
Залежно від періодичності проведення ремонту він може бути поточним, що виконується щорічно, або капітальним, що виконується через кілька років.
Приблизна періодичність капітального ремонту виробничих будівель
В даний час реконструкція промислових підприємств стає основним способом їхньої модернізації, прискорення науково-технічного прогресу. У процесі реконструкції може бути досягнутий приріст потужностіпідприємства за рахунок заміни застарілого обладнання новим, будівництва нових цехів на територіях, що звільнилися, перепланування та ремонту старих будівель з одночасною заміною або модернізацією старого обладнання.
У зв'язку з тим, що будівельні конструкції експлуатованих будівель виготовлені, як правило, з різних матеріалів (залізобетону, металу, дерева, скла, пластмас та ін.), вибір матеріалів для ремонту також слід проводити з урахуванням властивостей матеріалів конструкцій, що ремонтуються, і ремонтних матеріалів, їх стану, довговічності, можливості поєднання за фізико-хімічними, фізичними та іншими параметрами.
Прийняття проектних рішень на ремонт та реконструкцію будівель та споруд істотно впливає на вибір комплектів машин.
Організація будівельного виробництва при реконструкції будівель та споруд має низку особливостей порівняно з організацією робіт при новому будівництві: значна різнорідність, розосередженість та дрібнооб'ємність виконуваних робіт; здійснення комплексу робіт, які не притаманні новому будівництву (демонтаж конструкцій, їх посилення, заміна окремих конструктивних елементів тощо); Виконання робіт в основному в обмежених умовах, що надає вирішальний вплив на загальну схему організації робіт.
Умови будівельного майданчика при реконструкції будівель та споруд відбиваються на рівнімеханізації виробничих процесів і найчастіше призводять до збільшення обсягу робіт, що виконуються вручну. Внаслідок впливу факторів стисненості та розосередженості найбільш трудомісткими при реконструкції є монтажно-демонтажні роботи, розбирання та руйнування конструкцій та монолітних масивів, посилення існуючих та влаштування нових фундаментів у стиснених умовах, а також прокладання підземних комунікацій.
Тому вибір оптимальних варіантів технології та механізації цих робіт, по суті, визначає рівень техніко-економічних показників при реконструкції в цілому. Найчастіше відсутні необхідна номенклатура та необхідні типорозміри спеціальних машин для реконструктивних робіт, що проводяться в обмежених умовах. Це викликає необхідність застосування під час реконструкції будівель коштів, службовців для механізації робіт під час зведення нових будівель та споруд.
Будівельні об'єкти характеризуються зовнішньою та внутрішньою стисненістю.
Зовнішня стисненість об'єкта обумовлена обмеженнями габаритів робочих зон та проїздів будівельних машин та транспортних засобів, природними та штучними перешкодами на території майданчика.
Внутрішня стисненість об'єкта оцінюється наявністю у внутрішньо-об'єктному просторі перешкод у вигляді існуючих будівельних конструкцій, спеціального та технологічного обладнання, демонтаж яких технічно неможливий або економічно невигідний. Ці перешкоди ускладнюють організацію раціональних робочих місць, обмежують фронт робіт, створюють додаткові труднощі при об'єктному переміщенні будівельних конструкцій і деталей.
У зв'язку із зміною об'ємно-планувальних рішень при реконструкції промислових підприємств часто виникає необхідність демонтажу існуючих частин будівель.Демонтажним роботам і роботам з посилення конструкцій практично завжди супроводжує комплекс робіт із забезпечення стійкості частин будівель, що зберігаються, і конструкцій, що посилюються. Ці роботи зазвичай здійснюють в умовах діючого цеху, що ускладнює їх механізацію. При цьому основним засобом монтажу є найпростіші монтажні пристрої – лебідки, талі, поліспасти, домкрати, монтажні балки, що призводить до непродуктивних витрат праці при організації робочих місць та підвищеної трудомісткості робіт.