Гидроизоляция инъекционным способом трещин, пустот, рабочих и деформационных швов в бетоне и строительных конструкциях
Высокая прочность, удобоукладываемость и небольшая стоимость делают бетон основным строительным материалом для строитлеьных зданий и сооружений. Тем не менее, при использовании бетона в строительстве необходимо принимать во внимание недостаток бетона - его способность к трещинообразованию. На стадии проетирования и строительства этот недостаток учитывается, путем устройства деформационных и температурно-усадочных шов, однако полностью избежать появления трещин и пустот не удается. Если трещины в бетоне погут возникнуть даже не сразу после укладки, то пустоты и неплотности закладываются на этапе бетонировани. Пустоты - это прямые ошибки строительных работ.
Трещины, пустоты, рабочие и деформационные швы - это места возможных протечек в заглубленных строительных сооружениях требующих гидроизоляции, если наружняя гидроизоляция строительной конструкции не работает или отсутвует.
Трещины и рабочие швы в бетоне
Рентабельное изготовление бетонных строительных конструкции, совсем без трещин или рабочих швов, не представляется возможным. Строительная конструкция будет испытывать нагрузки со стороны внешних факторов или под воздействием собственного веса, и предусмотреть все воздействия на этапе проектирования очень сложно, в связи множеством инвариаций параметров которые можно заложить в расчет системы. Поэтому при проектировани строительных сооружений правильно говорить не о недопущении широких трещин, а об появлении трищин с ограниченной шириной раскрытия, лежащей в пределах допущений. Также при расчете должны учитываться рабочие (холодные) швы бетонирования строительной конструкции.
Поверхносные трещины, рабочие швы и сквозные трещины оказывают различное влияние на получаемые свойства строительной конструкции. Поверхносные трещины с шириной раскрытия менее 0,01 мм, длиной до 10 см оказывают незначительное влияние на работу железобетона и его прочность. Также такиетрещины не являются водонесущими, и не требуют гидроизоляции. Поверхностные трещины находятся на поверхности и имеют лишь незначительную глубину. По глубине они могут достигать нескольких миллиметров. Их наличие в бетонном покрытии не оказывает серьёзных воздействий ни на несущую способность, ни на водопроницаемость бетона. Сквозные трещины а также рабочие швы могут проходить через значительную часть сечения бетонной конструкции. Спосбность передавать изгибающие усилия в бетоне по этой причине пропадает. Через такие трещины (рабочие швы) становиться возможным проникновение воды, что приводит необходимости выполенения гидроизоляции, защитив тем самым еще и арматуру в железобетоне. Обычно допустимой шириной раскрытия трещины считается 0,3-0,4 мм, а для строительных сооружений, подвергающихся повышенным требованиям к эксплутационным нагрузкам как привило это значение меньше.
Пустоты и неплотности в бетоне
Пустотами называют дефекты бетона, наличие пустот, появляющиеся в процессе его укладки. Пустоты могут объясняются некачественным составом бетона, большой высотой падения бетонной смеси при укладке, недостаточным вибрированием и уплотнением. Такие пустоты могут явиться следствием протечек через бетонную конструкцию. Такие неплотности в структуре бетона могут быть эффективно гидроизолированы инъекционным способом. Неплотности часто возинкают под закладыми металлическими изделиями. Такие неплотности, как правило не требуют гидроизоляции, но для обеспечения плотного прилегания закладных элементов к бетону проводятся инъекционные работы с высоким далвением.
Неоднородные участки бетона могут также концентрироваться на поверхностях, контактирующих арматурой. Потеря плотности между арматурой и бетоном может появиться вследствие густо армированной строительной конструкцией с плотно уложенной арматурой. Технологически связанные пустоты имеют, ограниченную в пространсве структуру.
Анализ трещин, рабочих швов, неплотностей и пустот перед инъецированием
Для гидроизоляции водонесущих трещин и неплотностей инъекционным способом требуется предварительное обследование и планирование. Выполнение ремонтно-восстановительных работ по геметизации бетона должно осуществляться наиболее подходящим методом, с учётом особенностей каждой конкретной строительной конструкции. Для планирования процесса инъецирования конкретного объекта требуется определить:
- какова цель инъецирования - гидроизоляция, заполнение или склеивание
- вид заполнения
- планирование давления инъецирования, соответсенно оборудования
- размещение шпуров и пакеров
- количество инъекционного материала
Для предварительной оценки возможности инъецирования бетонных конструкций, с трещинами, деформационными швами и пустотами необходимо определить или измерить, их параметры:
- ширина трещины, рабочего или деформационног шва.
- глубина
- геометрия трещины, шва
- изменение ширины шва или трещины (за день, месяц, годе)
- водонесущая ли трещина, шов
- какие способы предпринимались до этого
- доступность.
Многие характеристики трещин просто определить визуально. Места водонесущих трещин хорошо различимы в виду наличия воды. Постоянное протекание воды через трещины, через рабочие швы из плит перекрытия, может быть обусловлено формированием сталактитов. Часто причиной образования трещин становиться черезмерная нагрузка от конструкции опор строительной конструкции. Устранение протечек в водонесущих трещинах с полной защитой арматуры возможно при использовании инъекционного метода гидроизоляции.
Определение ниличия пустот и не плотностей начинается с визуального осмотра бетонной поверхности. Глубокие исследования, например со взятием кернов, проводятся и в случае наличия характерных признаков появления воды на бетонной поверхности. Заключение о наличии нарушений структуры может быть сделано после забора пробы (керна) и её анализа в лабораторных условиях. Однако в полевых уловиях также возможно определить потенциальные места пустот неплотностей в бетоне и закладных деталях по глухому звуку. Для этого можно использовать обычный строительный молоток, простучав поверхности. Также в качестве альтернативы или дополнения к методу определения наличия в бетоне пустот можно проводить эндоскопические исследования через более маленькие просверленные отверстия.
Не неразрушающие методы контроля пустот - это радиолокационный и ультразвуковой методы. Метод импульсной радиолокации успешно применяется в строительстве для исследования структуры железобетона. Во многих случаях можно установить местоположение и таких дефектов, как гравийные гнёзда.
При обнаружении пустот, перед инъецированием, желательно установить следующие характеристики:
- расположение в пространстве, их размер
- возможность инъецирования заполняющим материалом
- водонесущая или нет
- ранее принятые меры.
Гидроизоляционное инъецирование трещин, рабочих с использованием пакеров
Под способом инъецирования понимают способ, в процессе которого инъекционный материал под давлением нагнетается в строительную конструкцию, там самым материал вытесняет воду из бетона, и запечатывает трещину. Бетон строительной конструкции становиться гидроизоляционным. Бывает низкое давление до 10 атм (давление компрессора) и высокое 100 атм и выше. Инъецировании трещин, рабочих швов и трещин производится с высоким давлением. При этом величина давления не должна превышать прочность бетона на растяжение, для того чтобы избежать разрушения бетона.
В качестве устройств для инъецирования высоким давлением используются поршневые или мембранные насосы. Однокомпонентные и двухкомпонентные. Перед инъецированием 1-компонентным насосом компоненты материала сначала смешиваются, а затем закачиваются насосом в течение времени жизни. В 2-компонентном насосе отдельные компоненты материала подаются раздельно, смешивание их происходит непосредственно в смесительном блоке инъекционного насоса.
Введение материала в трещину, рабочий шов или строительную конструкцию производится при помощи клеевых или буровых пакеров. Клеевые пакера клеятся на трещину с нанесением запечатывающего материала. Буровые пакеры устанавливаются в предварительно просверленные шпуры.
Инъецирование пустот, неплотностей в бетоне через пакеры
Пустоты и неплотности инъецируются через буровые и забивные пакеры. Их расположение на плоскости осуществляется в виде растровой сетки, размещённой над местом повреждения. Необходимая глубина шпуров выбирается исходя из толщины конструкции, а также в зависимости от характера повреждения. Давление в ходе инъецирования пустот должно ограничиваться строже, чем при инъецировании трещин, чтобы не допустить избыточного давления материала внутри строительного элемента. Но как правило, инъецирование пустот идет при низком давлении.
Выбор инъекционного материала для гидроизоляции
В качестве инъекционных материалов для гидроизоляции могут использоваться на полимерной основе и минеральной. Выбор материала для инъецирования осуществляется в зависимости от его механических свойств. Инъекционные материалы на минеральной основе, имеющие в качестве связующегоцемент, проявляют сходные с бетоном свойства, то полимерные материалы обнаруживают сильно зависящие от температуры механические характеристики (эластичные и жесткие).
Различные инъекционные материалы по-разному реагируют с водой в процессе полимеризации. Водонасыщенность бетона определяет по этой причине выбор инъекционного материала для гидроизоляции. Водонасыщенность различают: сухое, влажное и с активными с разной интенсивностью протечками. „Сухими“ называют трещины и пустоты, в которых вода в совем натуральном виде отсутвует. "Влажные“ - это места с видимым потемнением бетонной поверхности, но без следов поступающей воды . Если на поверхности имеются капли воды -поверхность считается водонесущей.
