Капитальный ремонт и усиление железобетонных конструкций, подвергшихся длительному воздействию коррозии
Журнал "Строитель" 5/2002
 |
Бетонные материалы по своей структуре отличаются высокой пористостью, что способствует фильтрации воды, подсасыванию или конденсации влаги, прониканию агрессивных сред в конструкцию. Бетонные конструкции разрушаются вследствие химических, электрохимических, физико-химических и физико-механических процессов. В бетонных конструкциях в зависимости от преобладающих признаков разрушения коррозия подразделяется на три вида: химическое замещение, выщелачивание и кристаллизация. При наличии арматуры и влаги (электролита) происходит электрохимическая коррозия. Скорость коррозии возрастает при одновременном воздействии на конструкцию многих факторов.
От проблем с коррозией железобетонных конструкций страдает большое количество сооружений, принадлежащих предприятиям и организациям различных сфер деятельности. Это здания, в которых расположены влажные или химически активные производства, это открытые строения, подверженные воздействию атмосферных явлений, перепаду температур, это многоярусные гаражи-стоянки, это сооружения автотранспортных предприятий и многие другие.
Зачастую предприятия не в состоянии найти средства на ремонт и здания постепенно приходят в угрожающее состояние. Ниже приводится опыт проведения работ по капитальному ремонту и усилению несущих железобетонных конструкций, подвергшихся коррозии, не требующий высоких затрат. Работы проводились организацией "Профессионал Строй" в 9-ти этажном отапливаемом гараже - стоянке, 1965 г. постройки, последовательно с 1-го по 9-й этаж. Сетка колонн здания 7,5 х 9 м, ригели сборные, плиты перекрытия - ребристые.
Инструментальное обследование состояния строительных конструкций показало, что во многих местах в ригелях и ребрах плит перекрытий произошло разрушение защитного слоя бетона на глубину от 3 до 6 см. На отдельных участках поражение коррозией сечения продольной арматуры плит и ригелей достигало 20%, а поперечной арматуры в основном в полках ригелей и на приопорных участках плит перекрытий - до 80 %. Значительно уменьшилась прочность бетона ригелей, а защитный слой стал пористым и легко отслаивался. В местах протечек образовались соляные сталактиты, произошло оголение арматуры и разрушение защитного слоя бетона.
Главными факторами, приведшими к такому состоянию, явились, во-первых, постоянное воздействие агрессивных компонентов выхлопных газов автомобилей на поверхность бетона; во-вторых, нарушение гидроизоляции перекрытий и, как следствие, пропитывание конструкций жидкостью, в зимний период насыщенной солью из антиобледенительных составов, заносимой автомобилями вместе со снегом; и, в-третьих, динамические нагрузки от движущегося транспорта. Насыщенная солью жидкость привела к интенсификации коррозии и разрушению ригелей и плит перекрытия. В результате - многочисленные трещины в бетоне, его отслоение, уменьшение сечения арматуры. Потеря прочности конструкций привела местами к появлению значительных прогибов в ригелях.
Необходимо было предотвратить дальнейшее разрушение, восстановить гидроизоляцию, восстановить защитное бетонное покрытие, а в наиболее тяжелых, подвергнутых сильному повреждению местах, выполнить усиление металлоконструкциями.
Работы специалисты ГК «Проф Строй» выполняли участками, что позволило не останавливать эксплуатацию здания. Была выполнена качественная гидроизоляция перекрытий, предотвращающая попадание агрессивных жидкостей на несущие конструкции здания.
Были смонтированы металлические подкосы, позволяющие частично перераспределить нагрузки с поврежденных ригелей на колонны. Следует отметить, что конструкция подкосов отличается низкой металлоемкостью (а, следовательно, небольшой ценой), однако позволяет снять с ригеля, согласно проектным расчетам, до 30% нагрузки. Местами, где разрушение ребер плит было слишком велико и их состояние было близко к аварийному, подвели металлические балки.
Растрескавшийся и отслоившийся бетон был удален, поверхность оголенной заржавленной арматуры и бетона была подвергнута пескоструйной обработке, позволившей удалить мелкие частицы бетона и ржавчины и придать шероховатость поверхности.
После было выполнено восстановление защитного бетонного покрытия ригелей и ребер плит перекрытий. Работа производилась нанесением мелкозернистой бетонной смеси, и здесь возникли определенные трудности: как обеспечить надежное и прочное сцепление нового бетона со старым, сцепление нового бетона с арматурой, да ещё в условиях воздействия постоянных вибрационных нагрузок. Новый бетон должен обладать повышенной адгезией, компенсацией усадочных деформаций, близким к свойствам старого бетона температурно-влажностным деформациям, мелкозернистостью структуры, достаточной пластичностью бетонной смеси. Для получения такого бетона необходимо использовать комплекс модификаторов, в которых должны входить пластификаторы, вещества повышающие адгезию, активные минеральные тонкодисперсные компоненты и расширяющие добавки.
На начальном этапе попытались приготовить бетон, отвечающий таким требованиям, в условиях строительной площадки, используя отечественные разработки 80-х годов. Однако в построечных условиях достаточно сложно отследить точное соблюдение пропорций при приготовлении многокомпонентного бетонного состава. В результате - по прошествии двух-трех месяцев эксплуатации новый бетон покрылся микротрещинами и местами начал отслаиваться. Работы были приостановлены, а выход был найден не сразу. Проводились консультации со специалистами, апробировались различные отечественные и импортные материалы. Только через некоторое время для ремонта был применен материал серии EMACO. Материал производится по лицензии в России, представляет собой готовый к применению продукт. Поставляется в виде сухой смеси, при замесе с водой образует, текучий, не расслаивающийся, тиксотропный, высокопрочный раствор с высокой степенью сцепления со сталью и бетоном, является безусадочным как в пластичном, так и в затвердевшем состоянии. Он непроницаем и высокопрочен даже в высокоагрессивных средах, не содержит металлических заполнителей и хлоридов. После первого применения этого материала при ремонте гаража-стоянки прошло около трех лет, время показало, что материал EMACO S88 С, примененный специалистами ГК "Проф Строй", не отслаивается, обеспечивает отличную сцепляемость со старым бетоном и арматурой, обладает высокой прочностью. И хотя его стоимость выше стоимости бетонной смеси, приготовленной самостоятельно, общая стоимость ремонта практически не увеличилась благодаря удобству выполнения работ, уменьшению количества занятых в работе специалистов, сокращению сроков.
На сегодняшний день работы по ремонту гаража-стоянки закончены, общая площадь перекрытий отремонтированных организацией «Проф Строй» составляет более 18000 м2, отремонтировано более 700 м ригелей, собрано более 60 металлических подкосов, накоплен серьезный опыт в проведении подобных работ, есть всё необходимое оборудование, работают квалифицированные специалисты. Организация может оказать помощь в проведении обследования и разработке проекта. В настоящий момент технология капитального ремонта железобетонных конструкций в организации «Проф Строй» отлажена и отработана, а это означает, что работы проводятся в кратчайшие сроки, без остановки производства и за минимальные средства.