Томский государственный архитектурно-строительный университет Научно-исследовательский институт строительных материалов Общество с ограниченной ответственностью «КАЛЬМАТРОН-Н»

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по ремонту железобетонных мостов составом проникающего действия «Кальматрон»

ТОМСК 2003

Содержание

ВВЕДЕНИЕ

Практические рекомендации по ремонту железобетонных мостов составом проникающего действия «Кальматрон» предназначены для инженерно-технических работников мостостроительных и дорожно-строительных предприятий и проектных организаций, занимающихся проектированием, строительством и ремонтом железобетонных мостов. Рекомендации содержат основные положения по ремонту и восстановлению железобетонных конструкция мостов с использованием состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон» (ТУ 5745-001-47517383-00).

В рекомендациях использован практический опыт ремонта и восстановления конструкций железобетонных мостов накопленный специалистами кафедры «Мосты и сооружения на дорогах» Томского государственного архитектурно-строительного университета, Научно-исследовательского института строительных материалов (г. Томск), Мосторемонтного предприятия «РЕМО» (г. Томск), Кемеровской дирекции дорожного фонда (ДРСУ-4 г. Анжеро-Судженска). Опытно-экспериментальные работы по внедрению технологии ремонта и восстановления железобетонных конструкции с использованием состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон» выполнены на мостах через р. Балахонка, р. Китат и р. Катат в Кемеровской области. При разработке практических рекомендаций, использованы данные исследований: ГУП «НИИЖБ» («Рекомендации по применению защитного состава «Кальматрон» для бетонных и железобетонных конструкций зданий и сооружений при строительстве и ремонтно-восстановительных работах»); ОАО ЦНИИС («Исследование возможности и целесообразности применения кольматирующих материалов для обеспечения водонепроницаемости бетона в транспортных сооружениях» ИТБР-2000-2-0339).

Практические рекомендации составлены Научно-исследовательским институтом строительных материалов при Томском государственном архитектурно-строительном университете. В разработке и составлении практических рекомендаций приняли участие канд. техн. наук Шмидт Г.Г., инженер Петрова А.И.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. Рекомендации распространяются на проектирование и ремонт ездового полотна, пролетных строений и опор железобетонных мостов с использованием состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон».

1.2. Состав «Кальматрон» рекомендуется использовать при ремонте и восстановлении элементов железобетонных мостов в качестве защитного материала, наносимого на поверхность бетонных и железобетонных конструкций в условиях воздействия воды и защиты от коррозии при воздействии агрессивных сред, в качестве уплотняющего и герметизирующего материала для стыков, швов, трещин и других дефектных участков.

1.3. Технические решения по ремонту и восстановлению элементов железобетонных мостов применяют в климатических районах страны с абсолютно минимальной температурой воздуха до минус 55С.

1.4. При производстве работ по ремонту и восстановлению пролетных строений, опор, ездового полотна железобетонных мостов следует применять состав цементный защитный проникающего действия «Кальматрон» (ТУ 5745-001-47517383-00) и состав штукатурный гидроизолирующий «Кальматрон - Эконом».

1.5. Состав цементный защитный проникающего действия «Кальматрон» представляет собой специальную композицию из цемента, молотого песка и технологических добавок, затворяемую водой и используемую для восстановления разрушенного поверхностного слоя железобетонных конструкций и придания ему повышенной прочности, морозостойкости и гидроизолирующей способности. Состав «Кальматрон» хорошо совместим с цементными бетонами.

1.6. Материалы, используемые для ремонта и восстановления железобетонных конструкций мостов - состав цементный защитный проникающего действия «Кальматрон», состав штукатурный гидроизолирующий «Кальматрон - Эконом» и смесь ремонтная РС-250 (300) должны соответствовать техническим требованиям, приведенным в приложениях 1, 2, 3.

1.7. Материалы восстанавливаемой поверхности железобетонных конструкций моста должны отвечать следующим требованиям:

а) по прочности и морозостойкости быть не ниже марки прочности и морозостойкости восстанавливаемой бетонной поверхности;

б) восстанавливаемый участок поверхности должен быть водонепроницаемым, теплостойким и морозостойким при расчетных колебаниях температур района проектирования;

в) сохранять прочность и эксплуатационную надежность при длительном воздействии воды и динамических нагрузок.

1.8. Конструктивные решения по ремонту и восстановлению элементов железобетонных мостов принимают согласно ВСН 24-88 «Технические правила ремонта и содержания, автомобильных дорог» и настоящих рекомендаций, и они должны отвечать требованиям СНиП 3.06.04-91 «Мосты и трубы».

2. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕМОНТУ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ РАЗРУШЕННЫХ БЕТОННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

2.1. Для устранения незначительных дефектов поверхности бетона (шелушение, сколы, раковины, технологические и усадочные трещины) глубиной до 8-10мм рекомендуется метод торкретирования поверхности по металлической сетке составом цементным защитным проникающего действия «Кальматрон». При незначительных повреждениях места сколов, раковин глубиной более 10 мм защищают штукатурным раствором «Кальматрона».

2.2. Подготовительные работы включают очистку поверхности бетона от пыли, грязи, продуктов коррозии металлическими щетками или пескоструйным аппаратом. Слабый бетон удаляют. В случае глубоких повреждений и оголения арматуры устанавливают дополнительные арматурные сетки, которые крепят к существующей арматуре. Перед нанесением состава проникающего действия «Кальматрон» методом торкретирования или в виде штукатурного состава защищаемая поверхность при помощи кисти тщательно увлажняется водой.

2.3. Состав цементный защитный проникающего действия «Кальматрон» наносимый методом торкретирования готовят в растворомешалке сухой смеси н воды в соотношении - «Кальматрон» : вода -2:1 - 1,5:1 (вес. ч.) соответственно. Количество воды контролируется визуально и подбирается пробным нанесением приготовленной смеси на специальный щит. Правильно подобранная наносимая масса имеет факел из смеси одинакового цвета, а обработанная поверхность - жирный блеск. При недостатке воды в смеси на поверхности появляются сухие пятна и полосы, образуется значительное количество пыли. Избыток воды приводит к оплыванию смеси, образованию мешков на поверхности. При торкретировании расстояние между соплом и обрабатываемой поверхность устанавливается исходя из технических характеристик оборудования при контрольном напылении. Ствол сопла следует перемещать по спирали и держать его перпендикулярно ремонтируемой поверхности.

2.4. Для ремонта и восстановления бетонных поверхностей конструкций пролетных строений и опор применяется защитный состав «Кальматрон - Эконом» или специальный состав включающий «Кальматрон» и специальную высокомарочную сухую ремонтную смесь РС-250 или РС-300 ТУ 5745-002-28825305-02 в соотношении 1:3 соответственно, приготовленный непосредственно на месте производства работ.

2.5. Восстановление разрушенного слоя бетона методом торкретирования (напыления) производят послойно. Толщина наносимого слоя за один проход должна быть не более 2-3-х мм. Примерная технологическая карта восстановления поверхности балок пролетных строений приведена в приложении 4. При использовании штукатурного состава толщина наносимого слоя должна быть не более 10 мм.

2.6. Технологический промежуток времени между слоями определяется в зависимости от температуры и влажности окружающей среды и определяется по степени затвердения наносимого состава. При производстве работ не допускать высыхания наносимых слоев. В случае непредвиденных обстоятельств предусмотреть возможность накрыва промежуточного слоя мешковиной или нетканым материалом с последующим обильным увлажнением ткани.

2.7. При производстве работ по нанесению защитного покрытия методом торкретирования не допускать сползания или подтеков раствора «Кальматрон» с вертикальных поверхностей. В случае обнаружения данного эффекта произвести корректировку состава раствора путем повышения его вязкости - добавлением в него сухой смеси в количестве 5-10% от массы «Кальматрона».

2.8. Приготовленный для нанесения состав «Кальматрона» должен быть выдержан в течение 10 минут.

2.9. После нанесения заключительного слоя допускается разглаживание поверхности металлическим шпателем с целью создания гладкой фактуры бетона.

2.10. Уход за восстановленной поверхностью включает, накрыв ее мешковиной или нетканым материалом и увлажнением ткани, не допуская ее полного высыхания. Не рекомендуется производить работы по восстановлению бетонных поверхностей составом «Кальматрон» в жаркую погоду, не допускать прямого попадания солнечных лучей на защищаемую поверхность. Требуемое время ухода (увлажнения) за восстановленной поверхностью не менее 3-х суток. После данного периода рекомендуется на обработанную поверхность нанести паронепроницаемое пленочное покрытие. Для этих целей может быть использована кремнийорганическая жидкость ГКЖ-94.

2.11. При неукоснительном выполнении правил производства работ марочная прочность защитного слоя составит не менее М400, по морозостойкости В30, а по водонепроницаемости W10.

3. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РЕМОНТУ И ВОССТАНОВЛЕНИЮ ЛОКАЛЬНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ПРОЛЕТНЫХ СТРОЕНИЙ

3.1. Локальные сколы и разрушения железобетонных конструкций глубиной более 10мм или обширные повреждения бетона консолей крайних балок с оголением арматуры, сквозные отверстия, а также повреждения (сколы) торцов балок в зоне их опирания восстанавливают специальным ремонтным составом включающим (в весовых частях):

3.2. Ремонтную бетонную смесь приготавливают и укладывают по обычной технологии бетонирования. После укладки бетонную смесь рекомендуется подвергнуть виброактивации при помощи вибробулавы вибратора с частотой 10-14 тыс. колебаний в минуту. При бетонировании необходимо следить, чтобы за арматурными стержнями не оставалось пустот.

3.3. При изготовлении специального бетона следует руководствовать следующим порядком смешения компонентов.

В бетономешалку засыпают ремонтную смесь РС-250 (300), а затем «Кальматрон». После чего производят сухое перемешивание в течение 2-3 минут. Добавляют фракцию щебня и повторно перемешивают 2-3 минуты. В последнюю очередь частями водится расчетное количество воды. Время перемешивания бетонной смеси не менее 8-10 минут, после чего смесь готова к применению. Количество приготовленного готового к нанесению материала должно соответствовать объему выработки в течение 1 часа 30 минут.

3.4. Подготовительные работы. Поверхность бетона и обнаженную арматуру очищают от пыли, грязи, продуктов коррозии металлической щеткой или пескоструйным аппаратом. Удаляют цементную пленку (открытие капилляров в бетоне). Слабый бетон удаляют при сильном загрязнении поверхности маслами, жирами и битумом ее обрабатывают 10%-ным раствором каустической соды с последующей промывкой струей воды. В случае необходимости устанавливают дополнительный арматурный каркас, который крепится к существующей арматуре. Перед началом работ производят тщательное увлажнение водой до полного водонасыщения поверхностного слоя бетона на глубину не менее 10 мм.

3.5. Конструктивные решения по ремонту локальных повреждений с применением специального бетона и схемы установки опалубки и оснастки приведены на рис. 1, 2, 3, В приложении 5 приведена технологическая последовательность восстановления консолей тротуарных плит железобетонных мостов.

3.6. Для получения непроницаемого высокопрочного покрытия поверхность конструкции со свежеуложенным слоем восстанавливаемого покрытия следует выдерживать при влажности более 90%. Покрытие после нанесения следует увлажнять через каждые 4 часа. В процессе твердения бетона, восстановленные участки следует укрывать мешковиной или нетканым материалом и увлажнять водой. В условиях постоянного контакта с водой или влажной поверхностью укрывающего водоудерживающею материала покрытие следует выдержать в течение 7 суток при температуре окружающего воздуха выше 20°С,

3.7. Контроль качества восстанавливаемого или защитного покрытия устанавливается в соответствие с ВСН 24-88. При визуальном осмотре устанавливают ровность восстановленной поверхности, наличие трещин, выбоин или других дефектов. Оценивается наличие и интенсивность высолов, равномерность цвета защищаемой поверхности.

При помощи штангенциркуля-глубиномера оценивается толщина защитного покрытия, Прокалывание слоя производят сразу после его нанесения. Качество покрытия оценивается по показателям водопоглащения по массе и водонепроницаемости (ГОСТ 12730.3 и ГОСТ 12730.5) контрольных образцов бетона или раствора, применяемых при производстве работ. При этом значения показателей должны быть не менее заданных проектом для данного транспортного сооружения.

 

Рис.1 Ремонт сквозного отверстия.

1 - железобетонная балка; 2 - подкладки;

3 - стяжные болты; 4 - закладная опалубка; 5 - брусья.

Рис.2 Ремонт нижнего откола.

1 - железобетонная балка; 2 - ремонтируемая поверхность; 3 - вертикальная опалубка; 4 - горизонтальная опалубка; 5 - струбцина.

Рис.3. Ремонт разрушения бетона консолей крайних балок с оголением арматуры.

1 - арматурный стержень; 2 - арматурный стержень;

3 - доска, t = 40; 4 - брусок 60×60, L = 1500; 5 - брусок 60×60;

6 - тяж, d= 16; 7 - гвозди; 8 - пригруз.

4.РЕМОНТ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ И БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ИМЕЮЩИХ ТРЕЩИНЫ

4.1. Согласно ВСН 25-88 трещины в бетоне с раскрытием свыше 0,3 мм, а также трещины более 0,1мм в предварительно напряженных конструкциях с проволочной арматурой и трещины на открытых сверху поверхностях бетона должны быть загерметизированы. Трещины на боковых и нижних поверхностях бетона герметизируют только после устранения причин, приводящих к фильтрации воды из этих трещин.

Герметизация таких трещин производится раствором «Кальматрона». В этом случае используются уплотняющие и герметизирующие свойства состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон», которые проявляются внутри поверхностных дефектов и на поверхности бетона за счет эффекта расширения, возникающего в процессе формирования структуры раствора после затворения состава водой. Тампонирующее действие связано с прониканием компонентов состава в бетон, кристаллизацией продуктов взаимодействия с цементным камнем и заполнения кристаллами пор и капилляров.

Подготовка поверхности в зоне трещин заключается в промывки поверхности струей вода и снятием рыхлого бетона. Нанесение состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон» производят толщиной не более 1-2-х мм с последующим уходом за защитным покрытием в течение 3-х дней.

4.2. Трещины с общим раскрытием до 0,5 мм, не влияющие на прочность сооружения и изменяющие раскрытие под временной нагрузкой и от температуры на величину не более 0,1 мм, покрывают эластичными пленкообразующими составами,

4.3. Трещины с общим раскрытием до 2-х мм могут быть разделаны путем вырубки вдоль трещины пазов 1×0,5 см и после очистки заполнены составом проникающего действия «Кальматрон». Заделка пазов может производится как напылением, так и послойным (по 2-3мм) нанесением защитного состава шпателями.

4.4. Трещины с общим раскрытием свыше 2 мм в обычных условиях и более 0,2 мм в условиях агрессивной среды рекомендуется инъектировать под давлением специальными составами.

4.5. Для инъектирования трещин используют инъекторы (рис. 4), инъекционные трубки, гибкие шланги, ручные насосы или пневматические нагнетатели, работающие от компрессора.

4.6. После закрепления инъектора производится контрольное нагнетание в трещину воды для увлажнения бетонной поверхности. Затем производится приготовление состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон». При помощи электродрели в рабочей емкости в течение 5 минут производится перемешивание состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон» с водой в соотношении 2:1 соответственно. Оптимальное соотношение компонентов подбирается опытным путем и зависит от типа нагнетательного устройства, размера сопла и ширины раскрытия трещины. Начало работ по инъектированию состава цементного защитного проникающего действия «Кальматрон» должно быть не ранее чем через 10 минут после приготовления раствора.

а - поверхностный инъектор;

 

б - простой инъектор.

Рис.4 Ремонт трещин методом инъектирования:

1 - шарнир упора; 2 - винтовой домкрат; 3 - резиновый шланг; 4 - стальная плитка; 5 - трещина; 6 - резиновый уплотнитель; 7 - стальная трубка; 8 - шпур; 9 - пакля; 10 - газовая трубка.

4.7. Состав цементный защитный проникающего действия «Кальматрон» инъектируется в трещину до полного ее заполнения. Определяющим признаком полного насыщения трещины раствором является появление инъектируемого состава в трещинах на смежных плоскостях ригеля. После демонтажа инъектора зона трещины накрывается мешковиной и обильно поливается водой в течение 3-х суток. Затем производится обмазка трещины раствором «Кальматрона» и после схватывания раствора выполняется повторная накрывка мешковиной и обильное увлажнение поверхности в зоне трещины в течение-3-4 суток.

4.8. На период производства работ по ремонту железобетонных конструкций методом инъектирования максимально ограничить движение транспорта по мосту или ввести ограничения мо скорости транспортных средств с обязательным переносом движения вне зоны ремонтируемого участка. Практический пример ремонта, и восстановления несущей способности ригеля приведен в приложении 6.

4.9. При неукоснительном выполнении правил производства работ через 7 суток происходит полное омоноличивание трещины в железобетонной конструкции. Прочность клеевого соединения в зоне трещины через 28 суток достигает не менее 20 МПа.

4.10. Контроль качества восстанавливаемого или защитного покрытия устанавливается в соответствие с ВСН 24-88. При визуальном осмотре устанавливают ровность восстановленной поверхности, наличие трещин, выбоин или других дефектов. Оценивается наличие и интенсивность высолов, равномерность цвета защищаемой поверхности.

5. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

5.1. При помощи штангенциркуля-глубиномера оценивается толщина защитного покрытия. Прокалывание слоя производят сразу после его нанесения.

5.2. Качество покрытия оценивается по показателям водопоглащения по массе и водонепроницаемости (ГОСТ 12730.3 и ГОСТ 12730.5) контрольных образцов бетона или раствора, применяемых при производстве работ. При этом значения показателей должны быть не менее заданных проектом для данного транспортного сооружения.

6. ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ САНИТАРИИ

6.1. «Кальматрон» пожаро - и взрывобезопасен. Класс опасности - III (Санитарно-эпидемиологическое заключение № 54. НС. 02. 574. П. 002143. 10. 01. от 12.10.2001 года)

6.2. 6.2. Постоянное вдыхание пыли «Кальматрона» способно вызывать раздражающее действие на слизистые оболочки дыхательных путей.

6.3. Приготовление защитных составов на основе «Кальматрона» необходимо производить с применением лепестковых респираторов.

6.4. При длительной работе с защитным составом рекомендуется использовать резиновые перчатки и защитные очки.

6.5. При попадании защитного состава на слизистые оболочки глаз и органов дыхания необходимо обильно промыть их водой.

Приложение 1
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСТАВА ЦЕМЕНТНОГО ЗАЩИТНОГО ПРОНИКАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ «КАЛЬМАТРОН»

Приложение 2
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОСТАВА ШТУКАТУРНОГО ГИДРОИЗОЛИРУЮЩЕГО «КАЛЬМАТРОН-ЭКОНОМ»

Приложение 3
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕМОНТНОЙ СМЕСИ PC-300

Приложение 4
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
восстановления поверхности балок пролетных строений и опор железобетонных мостов

Приложение 5
Технологии восстановления консолей тротуарных плит железобетонных мостов

1 - плита пролетного строения; 2 - тротуарная плита; 3 - металлическое перильное ограждение; 4 - бетон с добавкой «Кальматрона»; 5 - деревянная опалубка; 6 -металлическая скоба; 7 - деревянный клин,

Указания по омоноличиванию консолей тротуарных плит

Омоноличивание консолей тротуарных плит осуществляется в следующей последовательности:

- чистка и промывка консолей тротуарных плит от пыли, грязи и отслоений;

- огрунтовка поверхности разрушенных участков раствором «Кальматрона» за два часа («Кальматрон» : вода - 1:8);

- установка опалубки для омоноличивания консолей тротуарных плит;

- приготовление высокомарочного бетона с добавкой «Кальматрона» (36 кг/м³ бетона);

- заливка опалубки бетоном;

технологический перерыв

- снятие опалубки;

- оштукатуривание и выравнивание поверхности консолей тротуарных плит раствором «Кальматрона» (толщиной 2-3 мм);

Приложение 6