ar-net.ru Т а б л и ц а 3 – Принципы и методы защиты и ремонта бетонных конструкций
| Принцип | Методы, реализующие принцип |
| 1 Защита от проникания в конструкцию агрессивных веществ | 1.1 Гидрофобизирующая пропитка*1.2 Пропитка*1.3 Покрытие*1.4 Бандаж устья трещин*1.5 Заполнение трещин, пустот или полостей* 1.6 Преобразование трещин в швы1.7 Установка наружной облицовки*1.8 Устройство мембран* |
| 2 Регулирование влагосодержания | 2.1 Гидрофобизирующая пропитка2.2 Пропитка2.3 Покрытие2.4 Установка наружной облицовки 2.5 Электрохимическая обработка |
| 3 Восстановление бетона конструкций | 3.1 Нанесение вручную растворной смеси 3.2 Укладка (заливка) бетонной смеси3.3 Набрызг бетонной или растворной смеси3.4 Замена элементов |
| 4 Усиление (упрочнение) конструкций | 4.1 Добавление или замена замоноличенных или наружных арматурных стержней4.2 Добавление арматуры, закрепляемой в заранее сформированных или пробуренных каналах4.3 Внешнее армирование приклеиванием полос, холстов, сеток4.4 Добавление бетона или раствора4.5 Инъектирование в трещины, пустоты или полости 4.6 Заполнение трещин, пустот или полостей4.7. Установка предварительно напряженной арматуры 4.8. Усиление жесткими или упругими опорами4.9. Устройство обойм из стального проката 4.10 Усиление заменяющими конструкциями |
| 5 Повышение физической стойкости | 5.1 Покрытие 5.2 Пропитка |
| Принцип | Методы, реализующие принцип |
| 5.3 Добавление раствора или бетона | |
| 6 Повышение химической стойкости | 6.1 Покрытие 6.2 Пропитка6.3 Добавление раствора или бетона |
| 7 Сохранение или восстановление пассивного состояния арматуры в бетоне | 7.1 Увеличение защитного слоя за счет дополнительного раствора или бетона7.2 Замена загрязненного или карбонизированного бетона 7.3 Электрохимическое восстановление щелочности карбонизированного бетона7.4 Диффузионное восстановление щелочности карбонизированного бетона7.5 Электрохимическое извлечение хлоридов |
| 8 Повышение электрического сопротивления бетона | 8.1 Гидрофобизирующая пропитка 8.2 Пропитка8.3 Покрытие |
| 9 Контроль анодных участков | 9.1 Покрытие арматуры слоем активного (пассивирующего) типа9.2 Покрытие арматуры слоем барьерного (защитного) типа9.3 Введение в бетон или нанесение на бетон ингибиторов коррозии |
| * Эти методы могут быть применимы и к другим принципам. | |
6.2 В рамках принципа 1 – защита от проникания в конструкцию агрессивных веществ – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в снижении или исключении проникания нежелательных реагентов, например воды, других жидкостей, паров, газов, химических или биологических веществ в бетон, которые могут способствовать его разрушению. Типичными неблагоприятными реагентами среды эксплуатации следует считать углекислый газ, хлориды, сульфаты, которые переносятся самостоятельно или в качестве водных растворов.
При выборе метода, реализующего принцип 1 по таблице 3, следует руководствоваться приложением А.
П р и м е ч а н и е – Принцип 1 не связывают с химическими веществами, воздействующими на бетон непосредственно у поверхности, например кислотами. Вопросы повышения стойкости к химическим веществам рассматривают в рамках принципа 6.
6.3 В рамках принципа 2 – регулирование влагосодержания в бетоне конструкции -следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в регулировании и поддержании содержания влаги в бетоне в заданном диапазоне значений в целях контроля нежелательных реакций (высыхая, бетон обеспечивает требуемый уровень защиты или замедляет процесс протекания реакции). Данный принцип следует использовать для контроля реакции щелочей с кремнеземом, воздействия хлоридов и сульфатов или повреждений в результате циклов замораживания–оттаивания.
Системы защиты, наносимые на вертикальные и горизонтальные поверхности перекрытий, должны быть проницаемыми для водяных паров и обеспечивать возможность выхода влаги из бетона (на верхние поверхности горизонтальных бетонных элементов, например плит перекрытия автостоянок, могут наноситься непроницаемые системы защиты при наличии хорошей вентиляции нижних поверхностей). Для бетона с аномально высоким содержанием и перемещением влаги нанесение систем защиты, ограничивающих это перемещение, недопустимо.
При выборе метода, реализующего принцип 2 по таблице 3, следует, руководствоваться приложением Б.
П р и м е ч а н и е – При контроле коррозии учитывают, что эффект высыхания бетона требует определенного периода времени. Особенно, если бетон имеет высокое содержание влаги, для достаточного снижения скорости коррозии в целях исключения повреждений может пройти несколько месяцев или даже лет. Во время планирования ремонтных мероприятий следует учесть, что в течение некоторого периода времени коррозия продолжится. При распространении коррозии за пределы защитного слоя бетона и наступлении предельных состояний конструкции принятие мер по контролю содержания влаги уже неэффективно, необходимо использовать альтернативные методы, обеспечивающие прекращение коррозии.
6.4 В рамках принципа 3 – восстановление бетона конструкции – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в восстановлении целостности исходного бетона элемента конструкции до изначальной структуры формы. В определенных условиях допускается частичная или полная замена конструкции равноценной.
Восстановление бетона следует выполнять путем ручного локального ремонта, путем укладки в опалубку подвижной бетонной смеси или строительного раствора или нанесения бетона или строительного раствора методом набрызга (торкретирования), или инъектирования ремонтных составов. Восстановление бетона следует осуществлять для всей площади поверхности или ее части (так называемый локальный ремонт). При выполнении локального ремонта изношенный бетон следует удалить на необходимую глубину. Ремонтируемому участку необходимо придать простую форму, чаще всего, прямоугольную, с подрезкой «старого» бетона под прямым углом. Перед укладкой «нового» бетона требуется обработка подготовленной поверхности «старого» бетона праймерным составом на минеральной или органической основе, который улучшает адгезию контактной зоны.
При выборе метода, реализующего принцип 3 по таблице 3, следует руководствоваться приложением В.
6.5 В рамках принципа 4 – усиление и упрочнение конструкций – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в увеличении или восстановлении несущей способности элемента бетонной или железобетонной конструкции, с изменением или без изменения расчетной схемы. При использовании принципа 4 необходимо учитывать фактическое техническое состояние конструкции и усилия от нагрузок, возникающих как при производстве работ, так и в процессе эксплуатации. Структуру элемента конструкции следует восстановить до его первоначального состояния перед растрескиванием бетона, например, после воздействия временной нагрузки.
При выборе метода, реализующего принцип 4 по таблице 3, следует руководствоваться приложением Г.
6.6 В рамках принципа 5 – повышение физической стойкости бетона конструкции – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в повышении стойкости к физико-механическим воздействиям (в частности, абразивному износу и ударным нагрузкам).
При выборе метода, реализующего принцип 5 по таблице 3, следует руководствоваться приложением Д.
6.7 В рамках принципа 6 – повышение химической стойкости бетона конструкции – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в повышении стойкости к физико-химическим воздействиям. Стойкость бетона к воздействиям окружающей среды следует определять по классам воздействия согласно ГОСТ 26633 и требованиям к конструкциям по ГОСТ 31383 и ГОСТ 12020 для параметра «стойкость к сильному химическому воздействию».
При выборе метода, реализующего принцип 6 по таблице 3, следует руководствоваться приложением Е.
6.8. В рамках принципа 7 – сохранение или восстановление пассивного состояния арматуры в бетоне – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в создании электрохимических условий, при которых поверхность арматуры поддерживается или возвращается в пассивированное состояние. Принцип 7 следует применять в качестве превентивного метода защиты до начала коррозии или для ремонта уже разрушающейся арматуры.
При выборе метода, реализующего принцип 7 по таблице 3, следует руководствоваться приложением Ж.
6.9 В рамках принципа 8 – повышение электрического сопротивления бетона конструкции – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в повышении удельного электрического сопротивления бетона до уровня, при котором скорость коррозии арматуры имеет минимальные значения.
При выборе метода, реализующего принцип 8 по таблице 3, следует руководствоваться приложением И.
6.10 В рамках принципа 9 – контроль анодных участков арматуры в бетоне – следует использовать подход, заключающийся согласно ГОСТ 32016 в создании на поверхности арматуры анодных участков с помощью покрытий по арматуре активного (пассивирующего) типа или барьерного (защитного) типа, а также во внесении в ремонтную смесь ингибиторов коррозии или нанесении ингибиторов коррозии на поверхность бетона конструкции с их последующей диффузией на глубину залегания арматуры.
При выборе метода, реализующего принцип 9 по таблице 3, следует руководствоваться приложением К.
7 Требования к расчету усиленных конструкций
7.1 Общие положения
7.1.1 Требования настоящего подраздела распространяются на проектирование и расчет железобетонных конструкций, усиливаемых стальным прокатом, бетоном и железобетоном. Усиливаемые железобетонные конструкции следует проектировать в соответствии с требованиями СП 16.13330 (при усилении стальным прокатом) и настоящего свода правил.
7.1.2 Расчет усиливаемых конструкций следует производить для двух стадий работы:
а) до включения в работу усиления – на нагрузки, включающие нагрузку от элементов усиления (только для предельных состояний первой группы);
б) после включения в работу элементов усиления – на полные эксплуатационные нагрузки (по предельным состояниям первой и второй групп). Расчет по предельным состояниям второй группы может не производиться, если эксплуатационные нагрузки не увеличиваются, жесткость и трещиностойкость конструкций удовлетворяют требованиям эксплуатации, а усиление является следствием наличия дефектов и повреждений.
7.1.3 Для сильно поврежденных конструкций (при разрушении 50 % и более сечения бетона или 50 % и более площади сечения рабочей арматуры) элементы усиления следует рассчитывать на полную действующую нагрузку, при этом усиливаемая конструкция в расчете не учитывается.
7.1.4 Площадь поперечного сечения арматуры усиливаемой конструкции следует определять с учетом фактического уменьшения в результате коррозии. Арматура из высокопрочной проволоки в расчетах не учитывается при наличии язвенной или питтинговой (скрытой) коррозии, а также если коррозия вызвана хлоридами.
7.1.5 Нормативные и расчетные сопротивления стальных элементов усилений необходимо назначать в соответствии с СП 16.13330.
Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры усиливаемых железобетонных конструкций и элементов усилений следует назначать в соответствии с СП 63.13330 и требованиями настоящего свода правил.
7.1.6 При проектировании усиливаемых конструкций следует, как правило, предусматривать, чтобы нагрузка во время усиления не превышала 65 % расчетного значения несущей способности. При сложности или невозможности достижения требуемой степени разгрузки допускается выполнять усиление под большей нагрузкой. В этом случае расчетные характеристики бетона и арматуры усиления следует умножать на коэффициенты условий работы бетона gbr1 =0,9, арматуры gsr1 =0,9.
В любом случае степень разгрузки конструкций следует выбирать из условия обеспечения безопасного ведения работ.
7.1.7 При наличии в конструкциях, усиливаемых бетоном или железобетоном, бетона и арматуры разных классов, расположенные в сечении бетон и арматура каждого класса вводятся в расчет по прочности со своим расчетным сопротивлением.
7.1.8 Расчет железобетонных элементов, усиливаемых бетоном, арматурой и железобетоном, следует производить по прочности для сечений, нормальных к продольной оси элемента, наклонных и пространственных (при действии крутящих моментов), а также на местное действие нагрузки (сжатие, продавливание, отрыв) в соответствии с требованиями раздела 7 и с учетом наличия в усиливаемом элементе бетона и арматуры разных классов.
7.1.9 Расчет железобетонных элементов, усиливаемых бетоном, арматурой или железобетоном, следует производить по образованию, раскрытию и закрытию трещин, по деформациям в соответствии с требованиями 7.3 и дополнительным требованиям, связанным с наличием в железобетонном элементе деформаций и напряжении до включения в работу усиления, а также с наличием в усиленном элементе бетона и арматуры разных классов.
7.1.10 Расчет железобетонных элементов, усиливаемых напрягаемой арматурой, не имеющей сцепления с бетоном, следует производить для предельных состояний первой и второй групп в соответствии с требованиями 7.2, 7.3 и дополнительными требованиями, связанными с отсутствием сцепления между арматурой и бетоном.
7.1.11 При расчете конструкций, усиливаемых предварительно напряженными элементами, следует учитывать влияние податливости соединений и обмятие бетона в местах сопряжения на величину потерь предварительного напряжения. Для сопряжений стали с бетоном податливость одного узла при отсутствии экспериментальной проверки может приниматься равной: упор на бетон с раствором – 3–4 мм/узел, «карман» с раствором – 1–3 мм/узел. При сопряжении стальных элементов с помощью болтов податливость рекомендуется принимать равной 1 мм/узел.
7.2 Расчет по предельным состояниям первой группы
7.2.1 Расчет элементов на действие изгибающего момента
7.2.1.1 Железобетонные изгибаемые элементы, усиливаемые железобетонными обоймами, рубашками и наращиванием, рассчитываются как монолитные с учетом имеющихся дефектов и повреждений.
7.2.1.2 Расчет прочности по нормальным сечениям элементов, состоящих из разного класса бетона, разного класса арматуры, расположенных в разных уровнях поперечного сечения, в общем случае следует выполнять с использованием нелинейной деформационной модели в соответствии с СП 63.13330, учитывая коэффициенты условия работы 7.1.6, а также начальное напряженное состояние конструкции до усиления.
7.2.1.3 Расчет изгибаемых конструкций, усиленных обоймами, рубашками и наращиванием, с двойным армированием в усиливаемой и усиливающей частях сечения, при действии изгибающего момента в плоскости оси симметрии допускается производить в зависимости от соотношения между значениями относительной высоты сжатой зоны бетона x, определяемой из соответствующих условий равновесия, и значением относительной высоты сжатой зоны xR, определяемой по СП 63.13330.
7.2.1.4 Относительную величину сжатой зоны бетона x вычисляют по формуле
x = x / h0,red, (7.1)
где x – высота сжатой зоны бетона;