способ восстановления и наращивания защитного слоя бетона на вертикальных поверхностях железобетонных конструкций

Формула изобретения

1. Способ восстановления и наращивания защитного слоя бетона на вертикальных поверхностях железобетонных конструкций, включающий нанесение слоя бетонной смеси, отличающийся тем, что нанесение бетонной смеси осуществляется с поверхностным уплотнением при помощи вибрационного щита путем заполнения ею полости, образуемой поверхностью железобетонной конструкции и вибрационным щитом, одновременно с поверхностным уплотнением бетонной смеси осуществляют ее глубинное уплотнение в зоне контакта с поверхностью железобетонной конструкции вибрирующей пластиной, которую перемещают вверх со скоростью 1-30 мм/с параллельно вибрационному щиту, и до начала схватывания бетонной смеси на ее поверхность наносят воздухонепроницаемую пленку, причем при нанесении пленки из рулонного материала производят выдавливание из под нее воздуха, а снимают ее через 12-96 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бетонную смесь перед нанесением на железобетонную конструкцию предварительно разогревают до температуры 40-80^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительному производству, а именно к способам восстановления и наращивания защитного слоя при ремонте и усилении железобетонных конструкций зданий и других сооружений.

Известен способ восстановления защитного слоя железобетонных конструкций путем нанесения на подготовленную поверхность поврежденной конструкции слоя раствора с разравниванием (Технология строительных процессов: Учеб. для вузов по спец. "Пром. и гражд. стр-во" / А.А. Афанасьев, Н.Н. Данилов, В. Д. Копылов и др.; Под ред. Н.Н. Данилова, О.М. Терентьева. - М.: Высшая школа, 1997, стр. 402-404).

Недостатками этого способа являются низкая прочность сцепления наносимого слоя раствора с поверхностью ремонтируемой конструкции, недостаточные прочность, водонепроницаемость и коррозионная стойкость восстановленного слоя.

Известен способ восстановления защитного слоя железобетонных конструкций путем нанесения под давлением сжатого воздуха на подготовленную поверхность поврежденной конструкции одного или нескольких слоев раствора или бетонной смеси (Хаютин Ю. Г. Монолитный бетон: Технология производства работ. - 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1991, стр. 341).

Недостатками этого способа являются неоднородность плотности бетона по сечению наносимого слоя: ближе к поверхности восстановленный слой имеет меньшую прочность и более рыхлую структуру, чем в зоне контакта с поверхностью ремонтируемой конструкции, разные деформативные свойства старого и нового бетона, низкая прочность и коррозионная стойкость восстановленного слоя, высокая материало- и энергоемкость.

Наиболее близким по технической сущности является способ ремонта вертикальных бетонных стенок сооружений в зимнее время, который заключается в бетонировании восстанавливаемых участков после очистки бетонных стенок сооружений с помощью гидронасадок (а. с. СССР 1710684 А1).

Недостатками этого способа являются низкая прочность сцепления наносимого слоя с поверхностью ремонтируемой конструкции, слабая коррозионная стойкость и водопроницаемость нанесенного слоя.

Задачей изобретения является усовершенствование способа восстановления и наращивания защитного слоя бетона на вертикальных поверхностях железобетонных конструкций с помощью вибрационного щита, позволяющего повысить водонепроницаемость, коррозионную стойкость и прочность сцепления наносимого слоя с поверхностью железобетонной конструкции.

Для достижения технического результата предлагается восстанавливать или наращивать защитный слой бетона вертикальных железобетонных конструкций, используя материал, близкий по составу материалу конструкции, без введения уплотняющих и иных добавок.

Сущность изобретения заключается в том, что способ восстановления и наращивания защитного слоя бетона на вертикальных поверхностях железобетонных конструкций, включающий нанесение слоя бетонной смеси, при этом нанесение бетонной смеси осуществляют с поверхностным уплотнением с помощью вибрационного щита путем заполнения ею полости, образуемой поверхностью железобетонной конструкции и вибрационным щитом, одновременно с поверхностным уплотнением бетонной смеси осуществляют ее глубинное уплотнение в зоне контакта с поверхностью железобетонной конструкции вибрирующей пластиной, которую перемещают вверх со скоростью 1-30 мм/с параллельно вибрационному щиту и до начала схватывания бетонной смеси на ее поверхность наносят воздухонепроницаемую пленку, причем при нанесении пленки из рулонного материала производят выдавливание из-под нее воздуха, а снимают ее через 12-96 часов. Бетонную смесь перед нанесением на железобетонную конструкцию предварительно разогревают до температуры 40-80^oС.

При нанесении на подготовленную поверхность железобетонной конструкции с помощью вибрационного щита слоя бетонной смеси одновременно с поверхностным уплотнением производят глубинное уплотнение бетонной смеси в контактной зоне с поверхностью железобетонной конструкции с помощью вибрирующей пластины.

Воздействие вибрирующей пластины на бетонную смесь в контактной зоне с поверхностью железобетонной конструкции способствует не только уплотнению, но и виброактивации цемента, так как вибрационная обработка разрушает коагуляционные структуры зерен цемента и в результате их соударений активнее происходят процессы диспергирования, в результате чего ускоряются реакции гидратации цемента с формированием более плотной структуры цементного камня. Таким образом, виброактивация цемента позволяет повысить плотность и прочность сцепления наносимого слоя бетона с поверхностью железобетонной конструкции.

Вибрирование бетонной смеси в контактной зоне с поверхностью железобетонной конструкции, кроме того, приводит к псевдоожижению жесткой бетонной смеси, что обеспечивает более эффективное ее уплотнение в контактной зоне с поверхностью железобетонной конструкции и увеличение прочности сцепления этого слоя с железобетонной конструкцией.

Вибрирующую пластину перемещают снизу вверх параллельно поверхности железобетонной конструкции со скоростью 1-30 мм/с. Перемещаясь, вибрирующая пластина за счет разряжения, образуемого под пластиной, увлекает за собой пузырьки воздуха, имеющиеся в бетонной смеси, что также способствует формированию более плотной структуры бетона в контактной зоне, а следовательно, и повышению прочности сцепления наносимого слоя с конструкцией.

Нанесенный и уплотненный с помощью вибрационного щита слой бетона до начала его схватывания покрывают воздухонепроницаемой пленкой из рулонного материала или путем нанесения окрасочного состава. Наличие воздухонепроницаемой пленки препятствует образованию направленной крупнокапиллярной пористости поверхностного слоя бетона, являющейся следствием, с одной стороны, интенсивного испарения воды в период его твердения с подсосом воды к поверхности, а с другой - всасывание атмосферного воздуха вглубь бетона за счет возникающего разряжения в порах бетона в результате реакции гидратации цемента. Это позволяет улучшить показатели водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионной стойкости бетона.

При нанесении пленки из рулонного материала производят выдавливание из-под нее воздуха. Через 12-96 часов пленку снимают для возможности ее повторного использования.

Предварительный разогрев бетонной смеси до температуры 40-80^oС кратковременно увеличивает ее подвижность за счет многократного снижения вязкости воды при нагревании до указанной температуры, что способствует лучшему уплотнению наносимого слоя бетона.

Обоснованием выбранных пределов является следующее.

Перемещение вибрирующей пластины со скоростью, превышающей 30 мм/с, приводит к сокращению эффективности уплотнения бетонной смеси из-за сокращения продолжительности вибрационного воздействия и образованию полости вслед за перемещаемой вибрирующей пластиной, что снижает плотность и прочность сцепления наносимого слоя с конструкцией.

Перемещение вибрирующей пластины со скоростью менее 1 мм/с снижает производительность, не обеспечивает разряжение под пластиной, приводит к расслоению бетонной смеси, а значит, ведет к снижению плотности и прочности сцепления наносимого слоя с конструкцией.

Выдерживание бетона под воздухонепроницаемой пленкой более 96 часов нецелесообразно, так как прочности, которую бетон набирает за этот промежуток времени, достаточно для предотвращения образования направленной крупнокапиллярной пористости бетона, а также снижает оборачиваемость пленки в случае, если в качестве пленки применяется рулонный материал.

Разогрев бетонной смеси до температуры, превышающей 80^oС, приводит к быстрой потере подвижности бетонной смеси, что значительно усложняет производство работ.

Разогрев бетонной смеси до температуры ниже 40^oС нецелесообразен, так как достигаемый при этом эффект от повышения плотности и прочности сцепления наносимого слоя с конструкцией ниже затрат на разогрев бетонной смеси.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

У подготовленной к восстановлению или наращиванию защитного слоя бетона вертикальной поверхности железобетонной конструкции на расстоянии 25 мм временно неподвижно устанавливают щит размером 800 х 800 мм с поверхностным вибратором. Обращенную к железобетонной конструкции поверхность щита покрывают легко снимаемой полиэтиленовой пленкой толщиной 0,2 мм. В нижнюю часть полости, образованной пленкой и поверхностью железобетонной конструкции, опускают стальную пластину размером 100 х 780 х 4 мм, прикрепленную к вибратору. Пластину располагают на минимальном расстоянии от поверхности железобетонной конструкции, после чего полость заполняют мелкозернистой бетонной смесью В 15 осадкой конуса 5 см, затем одновременно включают вибраторы щита и пластины. После включения вибраторов пластину перемещают вверх со скоростью 10 мм/с до полного извлечения из наносимого слоя бетона. Бетонная смесь при вибрировании приобретает текучесть и равномерно заполняет полость между пленкой и железобетонной конструкцией, выжимая при этом пузырьки воздуха из бетонной смеси.

Затем щит снимают, оставляя поверхность слоя бетона покрытой пленкой, и переставляют на другое место. Пленку через 72 часа удаляют.