Ремонт бетонаx

РЕМОНТ БЕТОННЫХ СООРУЖЕНИЙ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИМЕРЦЕМЕНТНЫХ
ГОТОВЫХ СМЕСЕЙ « CONSOLIT BARS »
Благодаря многим своим ценным качествам, таким как, например, высокая прочность на
сжатие, подвижность (и, следовательно, удобоукладываемость), устойчивость к
механическим повреждениям, отсутствие отрицательного воздействия на окружающую
среду, относительно низкая стоимость, бетон уже в течение многих десятилетий играет
ведущую роль в строительстве промышленных сооружений, жилых высотных и
административных зданий, а также мостовых сооружений. Для несущих конструкций
минимальный расчетный срок службы бетона составляет 50 лет. Из-за недостаточного
знания этого материала в прошлом и существовавшего ранее мнения, что бетон является
почти вечным материалом, бетон использовался бесконтрольно и непрофессионально.
Долговечность и надежность бетонных конструкций оценивались неправильно, а
открытые бетонные поверхности никак не защищались от агрессии окружающих
факторов. С годами интенсивность воздействия окружающей среды на эксплуатируемые
бетонные строения возрастали, и как следствие ускорялось разрушение открытых
бетонных поверхностей.
Ухудшение состояния открытых бетонных поверхностей происходит вследствие
воздействия физических, химических и биологических процессов, а в реальных условиях
при их комплексном воздействии.
Протекание таких процессов обусловливается следующими факторами:
- внешние воздействия (погодные условия, климат);
- снижение прочности строительных деталей или допущенные при строительстве
сооружения ошибки;
- деформация или смещение всей конструкции в целом так и отдельных
ее элементов.
Как в Европе, так и в России существует реальная и все возрастающая потребность в
восстановлении и ремонте бетонных поверхностей эксплуатируемых сооружений.
В периоде с 1945 по 1970 год шло интенсивное строительство высотных промышленных
сооружений (гидротехнические сооружения, силосные башни, дымовые трубы и т.п.), а
также жилых и административных зданий. Наружные поверхности этих сооружений в
основном изготавливались из бетонных элементов, незащищенных от воздействия
окружающей среды.
Сооружения и здания, построенные в постсоветский период требуют полной замены либо
качественного ремонта, что в 1,5 иногда 2 раза дешевле и позволяет сохранить
исторический облик. Вывод из эксплуатации некоторых сооружений на предприятиях,
например металлургии, просто невозможен без остановки производственного процесса,
что влечёт за собой значительные убытки. Поэтому владельцы предприятий больше
думают о том, как лучше ремонтировать и сохранять в исходном виде бетонные
поверхности и другие бетонные элементы таких сооружений.
Ремонт - это вмешательство, направленное на устранение последствий ухудшения
состояния конструкции или ее отдельных элементов, а также на улучшение общего вида и
состояния зданий или сооружений. Проблема ремонта и сохранения в исходном виде
высотных промышленных сооружений, таких как силоса, сушильные башни, резервуары,
жилых и административных знаний в значительной степени отличается от реставрации и
технического обслуживания более мелких и легкодоступных зданий и сооружений из
железобетона.
Оценка технического состояния открытых бетонных поверхностей и сооружений на
различных объектах выявила следующие особенности:
- глубина карбонизации бетона составляет от 5 до 30 мм;
- толщина защитного слоя бетона над арматурой уменьшилась на 20 %;
- заметна коррозия арматуры находящейся в теле бетона, на глубине до 5 см;
- прочность арматуры снижена минимум на 5%;
- увеличена пористость за счёт избыточного применения воды в растворах и
бетонах и вследствие этого повышено водопоглощение бетонных поверхностей на 50 %
их площади;
- отсутствие строительных конструкций, обеспечивающих дренаж
заглублённых сооружений;
- не организован надлежащий слив дождевой и талой воды;
- неровные швы и плохо выполненные рабочие стыки.
Однако в большинстве случаев перечисленные выше повреждения не влияют на общую
статическую прочность сооружения или уровень безопасности конструкции (в случае
землетрясения, например).
Необходимость ремонта и проведения технического обслуживания становится очевидной
в следующих случаях:
- когда возникает объективная угроза падения отдельных кусков бетона и
фрагментов конструкций с высоты, что может привести к материальному ущербу,
травмам и судебным издержкам;
- когда здания или сооружения и их бетонные поверхности приобретают
неприглядный вид;
- когда откладывание необходимого технического обслуживания и ремонта явно
ведет к повышению стоимости таких работ в будущем.
При продлении срока службы зданий и сооружений их эксплуатационные и
функциональные характеристики могут быть полностью восстановлены и даже улучшены.
Решение о проведении ремонтных работ принимается на основе:
- определения состояния здания, объема ремонтных работ и основных
требований к ремонту;
- выбора технологических процессов, обеспечивающих выполнение
поставленных задач.
Когда решение о проведении принято и выделено финансирование, предпринимаются
следующие действия:
- подготавливается план ремонтных работ;
- подготавливается план проведения инспекционных проверок;
- выбирается наиболее подходящий исполнитель работ;
- принимаются меры к обеспечению качества выполняемых работ;
- подготавливаются инструкции по использованию технологических процессов;
- обеспечивается надлежащий контроль за выполнением работ.
Доступ к бетонным поверхностям высотных или заглублённых зданий сооружений
обычно очень затруднен. Экстремальные условия диктуют необходимость использования
таких материалов, которые соответствуют всем предъявляемым требованиям.
При использовании высокотехнологичных ремонтных смесей CONSOLIT BARS
выполнение ремонтных работ не требует нарушения нормального ритма жизни. При
привлечении к работам профессиональных альпинистов – строителей естественное
освещение не нарушается, поскольку не нужно использовать защитные занавесы, частная
жизнь проживающих в здании людей (в случае жилых высотных зданий) не нарушается,
так как подвесные подмости и альпинистские тросы легко и быстро устанавливаются и
перемещаются по фасаду здания.
Преимущество использования готовых к применению смесей в следующем:
- удобная расфасовка по 25 или 30 кг;
- хорошая совместимость (адгезия) с повреждённой бетонной поверхностью,
прочность и долговечность, легкость приготовления и использования;
- возможность нанесения механизированным способом, набрызгом или
торкретом, укладки вручную;
- высокая технологичность и экономичность за счет значительного снижения
потерь на «отскок» с 50 % до 7 %;
- экологичность;
- высокое качество материалов позволяет иногда исправить отдельные
незначительные ошибки, допущенные рабочим персоналом, т. е. материал
ремонтопригоден.
Всем вышеперечисленным требованиям может соответствовать только готовые
строительные смеси CONSOLIT BARS литого и тиксотропного типа, имеющие
следующие характеристики:
- отсутствие трещинообразования при пластической усадке и твердения при
должном уходе;
- хорошая адгезия поврежденной поверхности бетона и металла;
- хорошая адгезия к арматуре;
- тот же модуль упругости и коэффициент линейного расширения, что и у
ремонтируемого бетона, камня или кирпичной кладки;
- пониженное водопоглощение;
- легкость в работе и простота приготовления и использования.
Обычный цементный раствор и бетон, приготавливаемый непосредственно на
строительной площадке, не являются наилучшими решениями при таких ответственных
работах, как ремонт. Приготовление раствора, на месте путем смешивания его
компонентов нецелесообразно из-за малого его расхода. Из опыта следует, что при
средней степени повреждений на 1000 м 2 бетонной поверхности ремонтируемых фасадов
расход цементного раствора составляет около 20 т (или около 10 кубометров). Однако все
же основной причиной является то, что приготовленный на месте раствор не
удовлетворяет существующим жестким критериям качества и требованиям,
предъявляемым к растворам для выполнения работ на большой высоте. Многолетний
опыт заставляет использовать на таких видах работ готовые модифицированные сухие
строительные смеси.
Для получения раствора гарантированно высокого качества на строительной площадке
достаточно всего лишь добавить смесь в воду и использовать механическое
перемешивание. Это становится возможным за счет использования высококачественного
цемента, фракционированных заполнителей тщательно подобранного
гранулометрического состава и введения комплекса добавок в оптимальном количестве.
Кроме того, в сухую смесь вводятся воздухововлекающие добавки, которые обеспечивают
свежему раствору удобоукладываемость, повышенную морозостойкость, быстрый набор
прочности и другие свойства, необходимые для ремонта бетонных поверхностей.
Большинство крупных промышленных сооружений, жилых и административных зданий
построены в период с 1930 по 1970 год и элементы бетонных поверхностей их фасадов не
защищались.
Проблемы ремонта промышленных сооружений, жилых и административных зданий
сильно отличаются по сложности от проблем, с которыми приходится сталкиваться при
реставрации более мелких зданий из железобетона, доступ к которым не затруднен.
Повреждения высотных зданий в большинстве случаев являются причиной уменьшения
срока их службы и снижения стоимости. Поэтому владельцы таких зданий
предпринимают различные меры к тому, чтобы найти выход из положения. Вопрос в
принципе заключается в том, какими недорогими и технологичными материалами и кто за
оптимальную цену выполнит ремонт, который обеспечит реальное продление срока
службы сооружения без снижения его функциональной стоимости и эксплутационных
характеристик. Высокое качество ремонтных работ при доступной их стоимости
достигается за счет использования новых технологий производства ремонта и
высококачественных полимерных композиций и готовых смесей, пригодных для
реализации этих новых технологий.
Вне зависимости от всего сказанного выше необходимо постоянно контролировать
состояние отремонтированных зданий на предмет выявления новых повреждений. Только
регулярное и надлежащее техническое обслуживание отремонтированных зданий и
сооружений может обеспечить их большую долговечность. Решение об этом должно
приниматься владельцами и пользователями таких зданий и планироваться
заблаговременно от начала и до конца.
Для примера оптимального использования высокотехнологичных материалов и
профессионального подхода к проблеме можно привести опыт ремонта мазутного
резервуара ЖБР 2000 на ТЭЦ № 25. Подлежащий ремонту мазутный резервуар № 2 ТЭЦ25 - филиала ОАО МОСЭНЕРГО находится в эксплуатации 28 лет. Согласно
«Инструкции по техническому обследованию железобетонных резервуаров для хранения
нефти и нефтепродуктов» (РД 03-420-01) нормативный срок эксплуатации резервуаров
составляет 30 лет. В связи с этим обоснованное продление эксплуатации резервуара
является актуальной задачей. Для оценки поведения бетона в процессе дальнейшей
эксплуатации резервуара были отобраны образцы поверхностного слоя бетона из базы и с
поверхности колонны толщиной 25-30мм.
Водопоглощение бетона определяли при насыщении образца (естественной влажности) в
течение 5 суток. Водопоглощение образца поверхностного слоя бетона составило 5,6%,
что свидетельствует о высокой пористости бетона, соответствующей использованному
составу бетона.
После прокаливания насыщенного образца бетона при 105 0С общая потеря массы
составила 7,9%. Дополнительная потеря массы объясняется испарением летучих
нефтепродуктов из бетона, содержание которых может составлять до 2,3% по массе.
В процессе обследования была проведена оценка прочности бетона стен неразрушающим
методом с помощью склерометра ОМШ-1 (по ГОСТ 22690-91). Результаты испытаний
приведены в табл.1.
Таблица 1
Наименование
участка
Значения показаний
склерометра
Стена 1
32,33,30,27,31
Прочность
бетона на
сжатие, МПа
28,0
Стена 2
33,32,30,31,33
30,0
Стена 3
28,34,33,31,30
29,0
Стена 4
33,29,35,36,30
32,0
Примечания:
1. Процент возможной ошибки рассеивания - ± 20%.
2.Угол наклона склерометра при испытании a = 0 0.
С учетом того, что в соответствии с проектом должно было проведено «железнение»
поверхности, влияние возраста и условий эксплуатации резервуара на свойства бетона
оценить затруднительно.
В настоящее время емкости нефтехранилища предполагается использовать для
временного хранения противогололедного реагента (ПГР) в виде 28-32% раствора.
В соответствии со СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструкций от коррозии»
эксплуатация железобетонных конструкций в контакте с раствором хлористого кальция
допустима только при обеспечении вторичной защиты железобетонных конструкций
путем устройства толстослойных (мастичных) или других изолирующих покрытий.
С учетом результатов проведенного обследования и требований СНиП 2.03.11-85 была
разработана технология ремонта нефтехранилища, предусматривающая ремонт
дефектных участков железобетонных конструкций с помощью ремонтных смесей «
CONSOLIT BARS » и устройство защитных покрытий по бетону. Для антикоррозионного
покрытия были выбраны материалы, поставляемые ООО «Энергомашконсалтинг»,
обеспечивающие надежное перекрытие «волосяных» трещин, имеющие адгезию к
поверхности, пропитанной нефтепродуктами, обладающие стойкостью в растворе ПГР.
Разработка и реализация технических решений по ремонту сооружений требует
комплексного, системного подхода на основе оценки современного состояния
сооружения, условий последующей эксплуатации, анализа свойств ремонтных материалов
и технологических приемов.
Учитывая эксплуатационные особенности резервуара, характер дефектов и разрушений,
институтом «НИИЖБ», производителем работ ООО «Фирма «ИНТРЭК» и отделом
технического сопровождения ООО «Консолит», была разработана технология ремонта,
предусматривающая восстановление эксплуатационной надежности конструкций
резервуара с применением современных цементных « CONSOLIT BARS » и полимерных
композиционных материалов «Консолит», «ВУК».
Особенностью выполнения работ по ремонту бетонных и железобетонных конструкций
хранилищ нефтепродуктов является необходимость выбора системы ремонтных
материалов, учитывающих состояние ремонтируемой поверхности, такие как, - прочность,
плотность, глубину пропитки нефтепродуктами, возможность их удаления и
предотвращения обратной фильтрации, выбор технологии подготовки поверхности.
Перед началом работ произведена промывка внутренней поверхности резервуара (стен,
плит и балок покрытия, колонн, днища, приямков) с использованием специальной
техники. При ремонте железобетонных конструкций мазутохранилища наиболее
эффективным способом очистки и подготовки поверхности является комбинированная
гидропескоструйная или дробеструйная обработка и обработка специальными ПАВ,
химическими составами т.к. при традиционной механической очистке металлическими
щетками следы загрязнений могут быть «втерты» в бетонную поверхность. Поэтому в
случае вынужденной очистки поверхности бетона и арматуры металлическими щетками
необходима последующая промывка водой при высоком давлении или использование
«гидрофрез».
Ремонт внутренней поверхности резервуара проводили с использованием комплекса
материалов, состоящего из полимерных композиций «Консолид» на основе полиэфирных
смол (производства ООО «Энергомашконсалтинг») и ремонтных смесей « CONSOLIT
BARS » на основе безусадочного цемента с полимер-акриловой фиброй (производства
ООО «Консолит»). В качестве грунтовочного слоя использовали полимерную
композицию «Консолид-ММА», обладающую высокой пенетрирующей способностью, в
т.ч. при пропитке основания нефтепродуктами. Через 12-16 часов с помощью системы
покрытий «Консолид-1» и «Консолид-2» производили укрепление поверхности и
устройство адгезивного слоя. В течение 4-8 часов после нанесения полимерных
композиций «Консолид» методом набрызга наформовывали первый слой ремонтного
материала « CONSOLIT BARS 113» толщиной 1-2 см. Ремонтные смеси « CONSOLIT
BARS 113» на 28 сутки имеют прочность на сжатие 60-80 МПа, прочность на растяжение
при изгибе 8-13 МПа, прочность сцепления с бетоном 2,5-3,4 МПа. Нанесение
последующих слоев ремонтного материала « CONSOLIT BARS » производили в течение
1-2 суток. После восстановления геометрии поверхности устраивали систему защитных
химически стойких покрытий из материалов «Консолид-1» и «ВУК-0». Площадь
обрабатываемой поверхности определяется производительностью рабочей бригады.
На примере мазутного резервуара №2 ТЭЦ-25 – филиала ОАО «МОСЭНЕРГО»,
рассмотрен весь комплекс подготовительных и ремонтно-восстановительных работ
включающий:
- очистку мазутного резервуара от донных отложений, подготовку внутренней
поверхности к ремонту;
- сам ремонт внутренней поверхности;
- замену внешнего гидроизоляционного слоя с устройством разуклонки, молниезащиты и
площадок обслуживания,
Весь комплекс работ был выполнен специализированными бригадами ООО «Фирма
«ИНТРЭК» за 85 дней со значительным опережением графика. Необходимо учесть, что
после завершения ремонтных работ внутренней поверхности резервуара до начала
эксплуатации должна пройти полная полимеризация композиционных материалов и
обеспечен набор прочности ремонтного состава на цементной основе в течение не менее 7
суток.
Сочетание результатов всестороннего обследования, объективной оценки свойств
материалов и технологии, эксплуатационных потребностей заказчика позволяет успешно
решить поставленные задачи.
Использованы материалы:
1. статья «Строительные материалы 21 век» М.Я.Якобсон «НИИЖБ», г. Москва,
2. материалы международного конгресса «Полимеры в бетонах»
Автор:
Руководитель отдела продаж специальных смесей ООО «Консолит» Кронштатов А.