Первое десятилетие нового века ознаменовалось в России значительным ростом объемов строительства. В значительной степени этому способствовал переход к монолитному строительству. Значительно возросли требования к вновь возводимым сооружениям: резко возросла этажность зданий при сокращении времени их возведения. Появилась свобода в выборе архитектурных решений. Между тем, для качественного выполнения объектов из монолитного железобетона, помимо надлежащего выполнения технологий строительства, важнейшим критерием качественного производства работ является оптимальный подбор бетонной смеси на объекте, технология заливки бетона и уход за свежеуложенным бетоном. Нарушение одного или нескольких этапов строительного цикла приводит к дефектам железобетона, результатом которых является образование трещин.
В настоящей статье будет рассмотрена технология герметизации статических и динамических водонесущих трещин специализированными инъекционными полиуретановыми материалами, а также способы последующего ремонта и структурного упрочнения конструкций, подверженных трещинообразованию.
Трещины могут быть разделены на несколько типов:
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 п. 1 и 2. Они могут быть разделены на несколько основных типов:
а) трещины при пластической усадке, которая бывает, двух видов:
- образованные в результате очень быстрого испарения влаги с открытой поверхности бетона;
- осадочные трещины, трещины образованные в результате низкой пластичности смеси, что приводит к сопротивлению поверхности формы оседанию, «застреванию» бетонной смеси на арматуре.
б) температурно-усадочные трещины в бетоне в раннем возрасте;
в) усадочные трещины при высыхании;
г) трещины от коррозии арматуры.
Трещины могут быть сквозные (силовые) и поверхностные, статичные и подвижные (динамические), вызванные растягивающими напряжениями и изгибающими нагрузками и т.д.
Для правильного выбора материала для герметизации трещины необходимо проанализировать причину ее образования, а также необходимо уточнить такие характеристики как наличие влаги, ширина раскрытия, глубина и форма трещины, наличие нефтепродуктов и других веществ, препятствующих хорошей адгезии. По наличию воды можно выделить сухие, влажные и водонесущие трещины.
Влажные трещины имеют темный цвет по сравнению с прилегающим бетоном, но не способствуют образованию скоплений воды (луж). Водонесущие трещины характеризуются наличием потока воды слабого или сильного напора.
Также при герметизации трещины могут стоять следующие задачи:
а) поверхностная герметизация статичной трещины (при выполнении работ со стороны воздействия агрессивных факторов);
б) полная герметизация статичной трещины (при выполнении работ со стороны обратной воздействию агрессивных факторов);
в) полная эластичная герметизация подвижной трещины (при выполнении работ с любой стороны воздействия агрессивных факторов).
В основном проблемные трещины образуются в ограждающих элементах подземных парковок, в подвалах зданий, в плотинах, резервуарах, бассейнах, шахтах, мостах и т.п. Для того чтобы решить эти задачи применяются специальные материалы.
Для решения поверхностной герметизации статичной трещины (а) со стороны воздействия агрессивной среды применяются безусадочные сухие смеси совместно с проникающей капиллярной сухой смесью (например, Пенекрит и Пенетрон).
Для решения второй задачи (б) можно применить инъекционную сухую смесь на цементном вяжущем при раскрытии трещины более 0,5 мм (например, Скрепа М600 инъекционная), для трещин раскрытием мeнее 0,5 мм эффективно применение проникающей капиллярной сухой смеси (например, Пенетрон).
Для третьей задачи (в) необходимо применение эластичных двухкомонентных полиуретановых смол (например, ПенеСплитСил, с предварительным устранением напорной течи (при ее наличии) двухкомпонентной полиуретановой гидроактивной смолой ПенеПурФом).
Рассмотрим методику проведения работ при самом сложном варианте - герметизации водонесущей подвижной трещины. Главное в этой технологии обеспечить плотное заполнение полости трещины инъектируемым материалом. Материал подается под давлением через герметично установленные в шпуры инъекторы (пакеры), представляющие собой изделие в виде трубки с резиновым уплотнителем и обратным клапаном (рис.1).
Рис. 1 Вариант конструкции пакера инъекционного
а - пакер в сборе, б - составные части изделия;
1 – гайка М8; 2 – резиновый уплотнитель (сменный); 3 – трубка пакера; 4 – шарик металлический; 5 – пружина; 6 – прижимное кольцо (шайба); 7 – прижимная втулка;
8 – прижимная гайка;
Первый шаг - это бурение шпуров (отверстий) с двух сторон трещины диаметром равным или немного больше диаметра инъектора под уголом 45° к поверхности конструкции таким образом, что бы пересечь полость трещины, в нашем случае водонесущей трещины. В шпурах должна появиться вода. Шпуры бурятся в шахматном порядке (если это технически возможно). Расстояние между соседними на одной стороне трещины шпурами равняется минимум половине толщины и максимум толщине конструкции. Расстояние от трещины до шпура равно половине толщины конструкции (рис.2).
При использовании однокомпонентного (одноцилиндрового) насоса, например, ЕК-100, для устранения напорной течи необходимо использовать двухкомпонентную полиуретановую гидроактивную смолу ПенеПурФом Н. Время пенообразования можно регулировать добавлением ускорителя >ПенеПурАдмикс, который дозируется в соотношении от 0,01% до 1% по массе. Время (скорость реакции) образования пены подбирается конкретно в соответствии с активностью устраняемой течи путем пробного инъектирования. Также имеются еще две модификации пены ПенеПурФом: быстрая — ПенеПурФом НР и мгновенная (реактивная) ПенеПурФом Р. Эти модификации можно использовать только при наличии двухкомпонентного (двухцилиндрового) насоса, так как время начала схвативания составляет от нескольких минут до нескольких секунд. Такие материалы незаменимы при устранении сильных напорных течей.
Перед нагнетанием полиуретановых гидроактивных смол необходимо выкрутить обратные клапаны из инъектора, кроме первого, через который производят первое инъектирование. В случае герметизации вертикальной трещины, инъектирование всегда начинают с самого нижнего инъектора. Как только в соседнем инъекторе появиться пена или вода, необходимо установить обратный клапан и присоеденить к нему головку насоса и продолжить инъектирование (рис.4).
Эта процедура повторяется от инъектора к инъектору, иногда необходимо повторение этой процедуры до полного устранения течи. Для полного заполнения трещины надо инъектировать под большим давлением (30-100 атм). Максимально возможное давление расчитывается по следующей формуле: давление равно прочность бетона на сжатие (существующая марка бетона) умноженная на 10 и деленная на три.
Pmax. = (прочность бетона x 10)/3
Пример:
Класс бетона В25 (соответствует марке бетона М350) = 30 МПа (прочность на сжатие)
Pmax. = (30 x 10)/3 = 100 атм.
Пена служит временным материалом для устранения течи, так как со временем вода заполняет все поры через тонкие перегородки. Для постоянной герметизации неоходимо использовать двухкомпонентную смолу ПенеСплитСил. ПенеСплитСил поставляется в двух модификациях, нормальной (ПенеСплитСил) и ускоренной (ПенеСплитСил С). Отличие смол во времени схватывания. ПенеСплитСил можно инъектировать однокомпонентным (например, ЕК-100) или двухкомпонентным насосом с обязательным контролем времени начала схватывания. При инъектировании ПенеСплитСил нужно успеть до момента, когда пена ПенеПурФом наберет прочность, т.е. 30-60 минут после ее инъектирования. ПенеСплитСил инъектируют с таким же давлением что и пену, при необходимости нужно заменить обратные клапана. Расход материалов для инъектирования производиться исходя из их плотности и объема заполняемых пустот и уточняется после проведения работ на пробном участке.
После остановки течи и полной герметизации трещины, пакеры демонтируют и зачеканивают отверстия шовным безусадочным материалом (например, Пенекрит, рис.5).
После окончания работ насос промывают растворителями (например, ксилол или Р-4) и заполняют трансмиссионным маслом. Перед новой работой по инъектированию насос необходимо вновь промыть растворителем.
При инъектировании необходимо соблюдать технику безопасности, начинать работы при инъектировании с малого давления, не стоять напротив инъектора, пользоваться средствами защиты для глаз и кожи.
