Общие сведения. Ремонт, реставрация, а также усиление конструкций можно про­водить при помощи эффективных материалов

Ремонт, реставрация, а также усиление конструкций можно про­водить при помощи эффективных материалов, конструктивных ре­шений и производстве работ. Ремонту и реставрации подвергаются различные конструкции: каменные, бетонные, железобетонные, ме­таллические и др. Для металлических конструкций и арматуры при этом главным является применение резки, сварки, для деревянных конструкций - замена старой древесины новой и закрепление ее при помощи болтов, врубок, клея и др. Ремонт каменных, бетонных и железобетонных конструкций связан с их надежной монолитностью, что осуществляется соответствующими материалами: цементными составами - бетонами и строительными растворами, полимерцемент- ными составами, когда полимер вводится, как добавка и, наконец, полимерными составами, в которых связующим является только по­лимер. Как показала мировая практика, последние дают наивысшие результаты монолитности. Поэтому этому направлению уделяется главное внимание.

Надежная монолитность необходима при различных работах, ос­новные из них следующие: заделка трещин, раковин, отколов прово­димых иногда одновременно с устройством защитных покрытий; замоноличивание стыков, пазов и швов конструкций; устройство сборно-монолитных конструкций, которые должны работать как еди­ное целое; укладка бетона в монолитные сооружения, возводимые с перерывом в бетонировании; усиление конструкций путем намоноли- чивания слоев бетона в сжатой зоне или приклеивания арматуры, стальных листов, стеклоткани в растянутой зоне; скрепление отдель­ных кирпичей, камней, блоков, элементов между собой.

Таким образом при ремонте, реставрации и новом строительстве могут встречаться различные варианты строительных работ, где должна быть обеспечена монолитность конструкций. Можно при­вести тому много примеров. Например, уникальный памятник древ­него зодчества египетский храм Абу-Симбел, вырубленный в скале более 3000 лет назад, оказался в районе затопления вследствие возве­дения Асуанской плотины. Храм высотой 33 м, шириной 38 м и глу­биной 63 м с четырьмя статуями Рамзеса П был распилен на отдель­ные блоки и смонтирован на новом месте. Известково-песчаные бло­ки были соединены эпоксидным составом, камень после обработки полимером значительно повысил свою прочность на сжатие (рис. 24.1).

Рис. 24.1. Храм Абу-Симбел в Египте (после переноса)

Другой пример - строительство ультрасовременного оперного те­атра в Сиднее (Австралия). Покрытие театра представляет собой сложную железобетонную конструкцию криволинейного очертания, выполненную из сборных сегментных элементов. Эти элементы изго­товлялись заранее и сопрягались между собой эпоксидным составом с последующим обжатием пучковой арматурой. Сборные сегменты имеют переменное сечение: ширину от 0, 3 до 3, 64 м и высоту от 1, 2 до 2, 1 м. Толщина эпоксидных швов колебалась от 0, 4 до 2, 4 мм (рис. 24.2).

Для проведения ремонтных работ необходимо: подготовить ре­монтируемую поверхность, выбрать замоноличивающий состав в зависимости от возможности осуществления ремонтных работ и дальнейшей эксплуатации конструкции, провести замоноличивание, используя специальный инструмент и оборудование.

Рис. 24.2. Оперный театр в Сиднее § 2. Подготовка поверхности и выбор состава

Поверхность конструкции, на которую будет наноситься замо- ноличивающий состав, должна быть прочной, чистой (обезжиренной и обеспыленной) и сухой. Лучшим способом очистки, например, поверхности бетона считается пескоструйная обработка. Наряду с этим большое распространение имеет также обработка поверхности 20-25%-ным раствором соляной кислоты. Расход кислоты составля­ет примерно 1, 1 л на м² поверхности. Масла и другие жирные веще­ства удаляют 10%-ным раствором каустической соды - 1, 5 л на м², раствором кремнекислого натрия с добавкой канифольного мыла или такими сильными растворителями, как метасиликат или три- фосфат натрия. Растворитель разливают по поверхности и с помо­щью щетки очищают бетон. Затем поверхность промывают ней­тральным или слегка щелочным раствором и только после этого приступают к обработке поверхности раствором соляной кислоты. Реакция между кислотой и известью, содержащейся в бетоне, проте­кает в течение 3-5 мин, далее поверхность промывают водяной стру­ей высокого давления и обрабатывают щетками для удаления обра­зовавшихся солей и слабых частей бетона. Степень промывки про­веряют лакмусовой бумагой. При обработке удаляется поверхност­ная пленка, которая не обладает большой прочностью (если проч­ность достаточная, то пленку не удаляют) и поверхность бетона ста­новится шероховатой. Перед укладкой выбранного состава поверх­ность должна быть полностью просушена (сжатым воздухом, горя­чим воздухом, инфракрасными лампами и др.).

Бетоны и строительные растворы на основе минерального вя­жущего могут быть использованы для ремонта, при обеспечении вы­сокой прочности сцепления в швах. Важным свойством составов яв­ляется адгезия (клеящая способность) вяжущего. Наилучшей адгези­ей (например, с зернами песка) обладают жидкое растворимое стекло и магнезиальный шлам, портландцемент и его разновидности, глино­земистый цемент, а также расширяющийся и безусадочный цементы; худшей - цуццолановый и шлакопортландцемент. Высокая прочность сцепления цементного теста наблюдается с цементным камнем, чугу­ном, мрамором, гематитом, гранитом: хуже - с литой и прокатной сталью, бокситом и нулевая - с алюминием. При стыковании старого бетона с вновь уложенным на портландцементе по границе раздела образуются кристаллы Са(ОН)₂, связывающие бетон в монолит и служащие " сшивкой". Введение полимерных добавок в цемент, как например, поливинилацетата (ПВА). значительно повышает адгезию, поэтому полимерцементные бетоны используются для ремонтных работ (гл. XIV).

Составы на полимерном связующем являются наиболее эффек­тивными. так как ряд полимеров обладает высокой адгезией (выше чем у минеральных вяжущих) и в зонах стыкования не происходит разрушения. В качестве полимерных связующих используют в пер­вую очередь эпоксидные смолы, а также при определенных условиях - полиэфирные, инденкумароновые, полиуретановые. фенолформаль- дегидные, карбамидные и др. Применение эпоксидных составов обес­печивает высокую прочность замоноличивания конструкций, не усту­пающую прочности монолитаГ Это объясняется химическим взаимодействием эпоксидных и гидроксильных групп смолы с Si0₂, содержащимся в цементном камне и заполнителе бетона. Применение эпоксидных составов дает возможность сократить сроки монтажа сооружения, по сравнению с применением обычных бетонов, они хорошо зарекомендовали себя при различных ре­монтных работах.