Анализ и заделка трещин в бетонных конструкциях

При анализе состояния трещин, образовавшихся в бетонной конструкции, с целью принятия решения о способе их заделки следует вначале исследовать характер и причины их происхождения. Наиболее часто в бетонных конструкциях встречаются усадочные трещины на наружной поверхности бетона, которые появляются из-за того, что при изготовлении конструкции не были соблюдены требования о послеформовочном уходе за бетоном, т.е. в результате слишком быстрой водоотдачи бетонной поверхности. Причиной появления усадочных трещин может быть и отсутствие арматуры, которая бы приняла на себя напряжения, вызываемые усадкой бетона и плохое качество песка или щебня.

Таким образом, усадочные трещины возникают из-за слишком быстрого высыхания свежеуложенного бетона, особенно если в бетонную смесь были введены добавки, замедляющие схватывание (VZ), а также если свежий бетон подвергался интенсивному нагреванию прямыми солнечными лучами. Так как подобные трещины могут возникнуть даже непосредственно в ходе схватывания бетона, их иногда называют “свежеусадочными”.

Усадочные трещины распределяются по поверхности бетона неравномерно, в некоторых случаях можно говорить о сетке усадочных трещин; чаще всего ширина их раскрытия не превышает 0,05 мм. На глаз трудно определить наличие таких мелких трещин, однако достаточно обрызгать поверхность водой, и трещины сразу “проявятся” на бетоне. Такие “волосные” трещины с точки зрения статических качеств бетонной конструкции никакого значения не имеют и, как правило, не мешают нормальному оптическому восприятию бетонной поверхности. Однако они вызывают в поверхности дополнительный эффект капиллярного всасывания, и через них дождевая вода, особенно с наветренной стороны, проникает в толщу бетона.

Если толщина защитного слоя над стальной арматурой недостаточна, наличие усадочных трещин может ускорить процесс коррозии стали. Чтобы предупредить такую опасность, следует провести инактивацию бетонной поверхности даже при наличии мельчайших трещин и особенно, если образовалась сетка усадочных трещин. Обработка поверхности представляет собой пропитку устойчивыми к щелочным воздействиям импрегнирующими составами. Кроме получения водоотталкивающего эффекта от импрегнирования, дополнительно можно улучшить зрительное впечатление от бетонной поверхности за счет последующего нанесения на нее силоксановой краски.

Трещины, вызванные внутренними напряжениями в бетоне, обладают большей шириной раскрытия (~ 0,2-1 мм) и могут быть следствием различных причин. Например, в массивных бетонных конструкциях — результатом высвобождения тепла, возникающего в процессе кристаллизации и гидратации в бетоне и следующего непосредственно за ними охлаждения бетона. Трещины такого рода часто возникают на больших бетонных поверхностях, если толщина тепло-изоляционного слоя, защищающего бетон от перепада сезонных наружных температур, недостаточна (например, в конструкциях плоских крыш).

Подобные трещины могут иметь ширину раскрытия и более 1 мм. В таких случаях нельзя ограничиваться импрегнированием поверхности или шпаклевкой трещин. Несмотря на эти меры, трещины будут увеличиваться в глубину и изменяться в зависимости от влажностных воздействий и смены температур окружающей среды.

Деформационными трещинами называют трещины, происхождение которых связано с работой конструкции в сооружении и с неизбежными деформациями бетона под нагрузкой.

Это трещины, вызванные температурными деформациями;

• трещины, являющиеся следствием нагрузок, превышающих прочность бетона на растяжение (трещины от растяжения и изгиба);
• трещины, возникшие в силу различных конструктивных ограничений, препятствующих неизбежным деформациям бетонных элементов (так называемые принудительные трещины);
• осадочные трещины, причиной которых является неравномерная осадка основания.

Все эти трещины, отличающиеся большой шириной раскрытия, почти всегда являются следствием ошибок, допущенных в ходе проектирования. Когда вероятные деформации сооружения не до конца продуманы авторами проекта, и не всегда учитываются ими в статических расчетах, а также в тех случаях, когда принятые расстояния между разделительными швами в сооружении или в строительной конструкции превышают максимально допустимые, оговоренные в нормативных документах!

При ремонте подобных трещин подзадача заключается в том, чтобы по возможности устранить ситуацию, вызывающую угрозу устойчивости сооружения, т.е. обеспечить жесткую кинематическую связь между разорванными частями бетонного массива за счет надежного заполнения всей зоны трещины материалом, обладающим достаточной адгезией к бетону. Для этих целей используют способ нагнетания (инъекции) в трещину соответствующих синтетических смол.

Нагнетание синтетических смол. В этом процессе восстановления стенных конструкций используются материалы, предназначенные для нагнетания в трещины, – синтетические смолы, обладающие низкой вязкостью и не содержащие в своем составе растворителей. Запрессовка в трещину высокопрочной эпоксидной смолы должна обеспечить заполнение ею всей зоны трещины.

Технологический процесс при этом состоит из следующих рабочих операций, вдоль трещины на расстояниях, зависящих от ширины раскрытия трещины и качества бетона, просверливают отверстия диаметром 12-20 мм (по возможности до центральной продольной оси конструкции). Отверстия прочищают сжатым воздухом. В просверленные отверстия вдавливают (с последующим распором) втулки, через которые должно производиться нагнетание смолы — так называемые пакеты. Наружная поверхность трещины уплотняется и заделывается шпаклевкой, предотвращающей вытекание инъецируемой смолы при нагнетании в трещину;

после полного затвердевания шпаклевочной массы производят запрессовку смолы под высоким давлением с помощью инжектора;

после отверждения инъецированной в трещину смолы удаляют шпаклевочную массу и вытаскивают пакеры из просверленных отверстий. В заключение отверстия для пакеров заделывают специальным безусадочным раствором.

В целях контроля за полноценным заполнением трещины нагнетаемой смолой рекомендуется производить выборочное высверливание бетонных кернов в местах прохождения ремонтируемой трещины.

Для заделки трещин в бетонных конструкциях, постоянно испытывающих воздействие напорных вод (ванны плавательных бассейнов, резервуары для воды и др.), следует использовать специальные типы инъецируемых смол, отверждение которых происходит в условиях воздействия влаги.