Systemy naprawy konstrukcji żelbetowych

Systemy te tworzą pakiety dedykowanych produktów, które w określonej kombinacji, pozwalają na skutecznie i trwale odtworzenie różnego rodzaju betonowych powierzchni – od wybranych elementów (takich jak balkony i tarasy, schody czy stropy), po całe konstrukcje żelbetowe, szkieletowe, wielkopłytowe itp.

Systemy naprawy konstrukcji betonowych i żelbetowych – systemy PCC - bazują na zaprawach wykonanych z betonu cementowo-polimerowego. Takie zaprawy mają wiele istotnych właściwości, które gwarantują wysoką jakość i trwałość napraw i rekonstrukcji.

Naprawa betonu - zalety zapraw PCC:

• wysokie i niezmienne parametry wytrzymałościowe i jakościowe
• gotowe mieszanki, które wymagają jedynie wymieszania z wodą
• z dodatkiem polimerów poprawiających parametry wytrzymałościowe i ułatwiających nakładanie – materiał jest łatwiejszy w aplikacji w porównaniu z zaprawami przygotowywanymi na budowie
• materiał w workach umożliwia przygotowanie takiej ilości, jaka jest potrzebna w danej chwili i praktycznie bezpośrednio na miejscu wbudowania

Naprawa betonu - Zasady prowadzenia robót związanych z naprawami konstrukcji żelbetowych przy zastosowaniu zapraw PCC.

Naprawa betonu - Jakie warunki atmosferyczne są wymagane podczas napraw konstrukcji żelbetowych przy zastosowaniu zapraw PCC ?

Wykonanie robót winno być zgodne z wymaganiami kart technologicznych Producenta stosowanych preparatów. Należy przestrzegać temperatur podłoża, otoczenia i materiałów podanych w kartach technicznych, które nie powinny być niższe niż +5°C i nie wyższe niż +30°C. Zabronione jest wykonywanie robót poza granicznymi temperaturami, w czasie deszczu i przy wilgotności powietrza przekraczającej 90%.

Naprawa betonu - Jak przygotować podłoże ?

Przygotowanie podłoża betonowego przy uzupełnieniu ubytków betonu ma szczególne znaczenie. W zakres przygotowania podłoża wchodzą następujące prace:

• usunięcie pozostałości powłok ochronnych i pielęgnacyjnych oraz powierzchniowych zanieczyszczeń,
• usunięcie mleczka cementowego i słabo związanych warstw betonu przez piaskowanie, hydropiaskowanie lub groszkowanie,
• usunięcie szkodliwych substancji mogących mieć wpływ na połączenie nakładanych materiałów z betonem lub na karbonatyzację betonu albo korozję stali zbrojeniowej,
• odkucie otuliny betonowej skorodowanych prętów,
• oczyszczenie odsłoniętych prętów zbrojeniowych z rdzy do metalicznie błyszczącej powierzchni do stopnia Sa 2 ½ zgodnie z PN-ISO 8501-1:1996, przez strumieniowanie sprężonym powietrzem z trwałym ścierniwem,
• podłoże musi być czyste, szorstkie, chłonne i wystarczająco nośne,
• krawędzie obszarów naprawianych przy prętach zbrojeniowych powinny być odkute pod kątem 60 ÷ 90°C.

Średnia wytrzymałość betonu na odrywanie nie powinna być mniejsza od 1,5 MPa (wg PN-EN 1542), a minimalna miejscowa wytrzymałość nie powinna być mniejsza niż 1,0 MPa.

Średnia wytrzymałość betonu na ściskanie nie powinna być mniejsza od 25 MPa (wg PN-EN 12504-3). Wartość tę można zapewnić za pomocą odpowiedniej obróbki wstępnej np. frezowania, piaskowania, natryskiwania strugą wody pod wysokim ciśnieniem.

Warstwy reprofilujące należy wykonywać na podłożu stałym i wolnym od plam olejowych i pyłu. Podłoże należy wstępnie nasączyć kapilarnie wodą. Powierzchnia powinna być matowa i wilgotna.

Naprawa betonu - Sposób przygotowania mieszanek – materiałów naprawczych.

Preparaty dostarczane są jako suche, jednoskładnikowe zaprawy do mieszania z wodą. Miesza się je w odpowiednich, określonych w instrukcjach proporcjach, dodając do wody w mieszarkach suchy składnik. Należy mieszać mieszadłem wolnoobrotowym lub w betoniarce.

Po wymieszaniu masa powinna być jednorodna bez smug, o określonej konsystencji. Należy zwracać szczególną uwagę na dno i ścianki pojemnika, przestrzegając czasu mieszania. Należy ograniczać napowietrzanie mieszanek stosując odpowiednio niskie obroty mieszarek. Preparaty są gotowy do użycia zaraz po wymieszaniu.

Najlepiej przygotowywać mieszanki z pełnych zawartości opakowań.

Naprawa betonu - Wykonanie zabezpieczenia antykorozyjnego stali

Na oczyszczone do stopnia czystości SA 2 ½ wg PN-ISO 8501-1:1996 pręty zbrojeniowe nanosi się dwukrotnie małym pędzlem uzyskaną zawiesinę. Pręty zbrojeniowe muszą być całkowicie suche. Wokół prętów beton należy zukosować pod kątem 45° do powierzchni. Drugą warstwę nanosi się po związaniu pierwszej warstwy lecz nie wcześniej niż po 3 godzinach.

Zalecane są temperatury podłoża i powietrza w czasie obróbki od +5°C do +30°C (zalecana temp. powyżej 10°C przy względnej wilgotności powietrza poniżej 60%). Stwardniałego już szlamu nie należy uplastyczniać przy użyciu wody.

Grubość nanoszonej warstwy powinna wynosić co najmniej 1,1 mm (powłoka ochronna powinna całkowicie zakrywać użebrowanie stali). Partie betonu które graniczą z prętami zbrojeniowymi, mogą zostać pomalowane na szerokość do 2 cm. Naniesione warstwy pokrycia antykorozyjnego nie mogą ulegać nawilżaniu podczas procesu wiązania. Przy silnym nasłonecznieniu, oddziaływaniu deszczu lub mrozu, należy stosować szczególne środki ochrony, jak np. przykrycie plandekami, matami itp.

Naprawa betonu - Wykonanie warstwy sczepnej

W czystą i szorstką powierzchnię ubytku oraz zabezpieczenie antykorozyjne wciera się za pomocą pędzla lub szczotki warstwę sczepną. Nie należy dopuszczać do podsychania warstwy sczepnej przed nałożeniem następnej warstwy wypełniającej ubytek. Jeżeli beton jest bardzo suchy, należy nawilżyć go w dniu poprzedzającym naprawę, tak, by w czasie nakładania warstwy sczepnej był on matowo wilgotny. Ponadto należy usunąć kałuże, jak również film wodny.

Naprawa betonu - Wykonanie warstwy naprawczej – wypełnienie przygotowanych powierzchni ubytków modyfikowaną tworzywem sztucznym zaprawą na bazie cementu PCC.

Przygotowaną mieszankę należy nanosić stosując nacisk, warstwami na aktywną jeszcze pod względem klejenia warstwę sczepną. Większe ubytki muszą być wypełnione w kilku procesach roboczych, przy czym każdej warstwie pośredniej należy nadać szorstka powierzchnię, a po jej wyschnięciu każdorazowo powlec warstwą sczepną. Nałożonej zaprawy nie należy nanosić poza obrys ubytku w konstrukcji, lecz jedynie wygładzić pacą.

Zaprawę nanosić należy z użyciem nacisku, dobrze ją zagęszczając, drewnianą packą tynkarską lub kielnią nie dopuszczając do powstania pustek powietrznych.

Każdorazowo winna być pokrywana tak mała powierzchnia, aby możliwe było nanoszenie warstwy zawsze na świeżą warstwę sczepną (warstwa wiążąca i zaprawa wypełniająca ubytek powinny być przygotowywane jednocześnie). Nałożoną w ten sposób zaprawę należy natychmiast wyrównać łatą do żądanej grubości, a następnie krótko wygładzić pacą.

Należy przestrzegać czasu obróbki materiału (zależnej od temperatury). Każdorazowo winna być pokrywana tak mała powierzchnia, aby możliwe było prawidłowe wykonanie warstwy.

Reprofilujące podłoże betonowe drobnoziarniste zaprawy szpachlowe na bazie cementu nakładamy bez warstwy sczepnej na matowo wilgotne podłoże betonowe (zgodnie z kartą techniczną producenta) w 1 – 2 procesach roboczych (wliczając w to szpachlowanie „drapane”) za pomocą pacy lub kielni. Grubość szpachlówki nie powinna przekraczać 5 mm.

Naprawa betonu - Pielęgnacja naprawianych powierzchni.

Ze względu na możliwość pojawienia się rys skurczowych odkryte powierzchnie betonu wymagają:

• ochrony przed zbyt szybkim wysychaniem. Należy unikać wpływu wysokich temperatur, mrozu oraz przeciągów powietrznych, utrzymywać wilgoć (poprzez pokrycie ich folią, plandekami lub matami),
• w stanie świeżym zaprawy naprawczej nie należy spryskiwać wodą,
• w czasie dojrzewania (a szczególnie w czasie wiązania zaprawy) należy chronić betonowe elementy przed uderzeniami i drganiami.

Obowiązują zasady pielęgnacji materiałów budowlanych wiązanych cementem. Jeżeli producent nie podaje inaczej w Karcie Technicznej wyrobu, to zaprawę należy pielęgnować przez co najmniej 5 dni. Czas trwania pielęgnacji należy dobierać w zależności od rodzaju zaprawy naprawczej i panujących warunków atmosferycznych.

Naprawa betonu - Warstwa sczepna

jest produktem zapewniającym stałą współpracę istniejącego betonu z materiałem uzupełniającym. Połączenie to gwarantuje, że w przypadku uszkodzenia naprawianej powierzchni, odspojenie na pewno nie wystąpi w miejscu zastosowania warstwy sczepnej.

Ze względu na pochodzenie możemy rozróżnić mineralne i żywiczne warstwy sczepne.

Wśród mineralnych warstw sczepnych możemy wyodrębić:

• jednoskładnikowe, modyfikowane tworzywem sztucznym, hydraulicznie wiążące warstwy sczepne, które po wymieszaniu z wodą są gotowe do użycia - na ogół są to produkty, które wchodzą w skład systemów naprawczych PCC konstrukcji żelbetowych.
• warstwy sczepne przygotowywane na placu budowy - przykładem takiego rozwiązania może być produkt weber.ad 785 (Eurolan HL firmy DEITERMANN). Warstwę sczepną uzyskujemy po wymieszaniu piasku i cementu w stosunku objętościowym równym 1:1 i dodaniu zmieszanych składników do cieczy zarobowej, składającej się z 1 części objętościowej preparatu weber.ad 785 (Eurolan HL) i z 1 do 2 części objętościowych wody, aż do chwili otrzymania niezbyt gęstej zaprawy (szlamu).

Przykładem żywicznej warstwy sczepnej jest np. weber.tec 793 (Eurolan FK20 firmy DEITERMANN).

W zależności od przyjętego rozwiązania należy odpowiednio przygotować podłoże. Mineralna warstwa sczepna wymaga wstępnego zwilżenia podłoża do stanu matowo-wilgotnego, natomiast żywiczna warstwa sczepna potrzebuje suchego podłoża.

Naprawa betonu - Czy warto stosować warstwę sczepną ?

Bardzo często przy renowacji konstrukcji betonowych niedoceniana jest konieczność zastosowania warstwy sczepnej, która zapewnia nam stałą współpracę naprawianej powierzchni z materiałem uzupełniającym/naprawczym.

Czasami warstwa sczepna jest mylona z tzw. warstwą kontaktową, która jedynie poprawia przyczepność nakładanych warstw.

Funkcją warstwy sczepnej jest zwiększenie przyczepności międzywarstwowej i zapewnienie możliwie jednorodnego połączenia pomiędzy warstwami. Przy zastosowaniu warstwy sczepnej w przypadku uszkodzenia naprawianej powierzchni odspojenie nigdy nie pojawi się w miejscu jej występowania, najczęściej zerwanie następuje w starym, naprawianym betonie.

Warstwa sczepna wykonywana jest poprzez wcieranie materiału w podłoże, który wypełnia istniejące pory i zagłębienia. Materiał uzupełniający należy wbudować przed wyschnięciem warstwy sczepnej, stosując zasadę „mokre na mokre”.

Warstwę sczepną należy stosować nie tylko w rozwiązaniach systemowych np. systemach PCC napraw konstrukcji betonowych, ale również przy naprawach posadzek, kiedy grubość uzupełnianej powierzchni nie może spełniać kryteriów posadzki samonośnej.

Warstwa sczepna znajduje również zastosowanie przy reprofilacji powierzchni schodów, płyt balkonowych.

Naprawa betonu - naprawa dużych powierzchni

Przy naprawie dużych powierzchni betonowych korzystne jest stosowanie natryskowej reprofilacji przy użyciu zapraw torkretowych. Prace polegają na mechanicznym natryśnięciu zaprawy naprawczej na wcześniej przygotowane i oczyszczone podłoże. Do nakładania można stosować zarówno metodę suchą jak i mokrą.

Metoda mokra charakteryzuje się lepszą jednorodnością natryskiwanej zaprawy, mniejszymi stratami odbicia oraz mniejszym zapyleniem podczas wykonywania robót.

Metoda sucha pozwala na korektę konsystencji mieszanki w chwili nakładania (istotne przy wykonywaniu prac w położeniu sufitowym) i daje lepsze zagęszczenie nałożonego materiału.