Инъекционные полимерные композиции

Применение инъекционных технологий при ремонте

Нам показалось важным напомнить, где и для чего используется инъецирование в строительстве, потому что это поможет понять некоторые технологические особенности, включая выбор материалов.

Сама по себе эта операция не очень простая и не слишком дешевая. Это технология ремонта, и как во всех прочих случаях, необходимость её проведения зависит от трёх основных проблем:

• Брак на производстве (включая сюда не только ошибки при самом строительстве, но и ошибки при проектировании).
• Старые конструкции и материалы, изначально не предназначенные для разрешения некоторых эксплуатационных проблем. Например, гидроизоляция очень многих конструкций в стародавние и почти мифические уже времена вообще фактически отсутствовала.
• Ремонт по причине ресурсной усталости материалов и конструкций. Время не щадит ничто и никого.

Хотя, если сравнивать времена, то в советское время ремонт еще строящихся зданий, скорее, был исключением. Сейчас наоборот, скорее, исключением является ремонт старых зданий. Инъецирование по сути превратилось в одну из технологий нового строительства. Мы не склонны к осуждению кого бы то ни было, к тому же, ремонт – это наш хлеб, и как говорил основатель нашей фирмы, «бракодел – наш лучший друг».

Но и в том, и в другом случае речь идет о восстановлении эксплуатационных параметров материала/конструкции или приведение их под современные требования. Чаще всего при этом имеется в виду восстановление водонепроницаемости, а также защита арматуры. При усилении конструкций инъецирование используется чаще всего в качестве вспомогательной технологии.

Более подробно о различных направлениях мы будем говорить в конкретных разделах сайта, поэтому здесь только конспективно.

1. Трещины – самый распространённый объект приложения инъекционной технологии. И размеры, и происхождение трещин могут быть разнообразными, их классификация тоже. Есть трещины силовые, т.е. появившиеся из-за локального перенагружения конструкции, есть несиловые, появившиеся чаще всего из-за несоблюдения технологии строительства. Швы бетонирования (т.н. «холодные швы») тоже в общем случае можно отнести к трещинам, т.к. их ремонт мало чем отличается от ремонта трещин.

1.1. Силовые трещины представляют опасность уже из самого определения. Инъецирование позволяет восстановить целостную работу конструкции за счет заполнения силового разрыва и склеивания частей конструкции, оказавшихся раздвинутыми в результате этого разрыва.

1.2. Заделка несиловых трещин необходима чаще всего для устранения фильтрации воды через них. Но даже если нет – и не предполагается – фильтрации воды (например, конструкция явно выше уровня земли и при этом прямо не подвергается воздействию дождя и снега), то заделка таких трещин необходима для защиты арматуры. Через такие дефекты водяные пары воздуха могут попадать на арматуру и при определенных условиях содействовать ее коррозии.

На данном снимке мы видим пример ремонта трещин в перекрытии методом инъектирования:

2. Отслоение бетонной стяжки от основания. Причины чаще всего технологические: неправильный вид и/или марка бетона, нарушения при укладке, плохая подготовка основания и пр. Нарушается адгезия между слоями пола, что рано или поздно приводит к тому, что бетон обламывается и крошится, особенно когда имеет место локальное искривление и поднятие стяжки над основанием из-за усадочных деформаций бетона.

В качестве решения проблемы применяется инъекция по площади. Здесь чаще всего – как, впрочем, и в других случаях –необходим комплексный ремонт и для восстановления несущей способности, и для устранения возможности просачивания воды. Встречаются сплошь и рядом промороженные, непробетонированные, недовибрированные и другие недо- участки конструкции. Бетон откровенно слабый, с непропорционально большим количеством щебня, с низкой прочностью и т.д. Вырубка такого бетона не всегда рациональна. По разным обстоятельствам, в т.ч. и экономическим, такие участки проще восстановить инъецированием.

На следующих фотографиях мы можем наблюдать работы по устранению схожего вида дефектов, а именно приклеивание отслоившегося слоя мозаики:

3. Вводы коммуникаций. Текущие вводы коммуникаций в подземных конструкциях – почти повсеместно встречающийся вид дефектов. Что, тем не менее, не может не вызывать некоторого удивления именно из-за распространенности. Такое впечатление, что это один из таких элементов, к которым строители наиболее небрежны. А течет иногда страшно, т.к. размеры дефекта могут быть довольно большими.

Ниже приведён приведён снимок яркого представителя данного вида дефектов:

4. Склеивание конструкций. Как правило, эти вопросы решаются во время монтажа разных конструкций, однако нередки ситуации, когда клеевое соединение не работает, например, при неверной оценке эксплуатационных нагрузок, в частности динамических. Полимерные композиции более эластичны, чем бетон, к тому же имеют на порядок больше коэффициент затухания колебаний. Инъекционный состав, таким образом, может эффективно работать как эластичный клей.

На следующих фотографиях, в качестве примера, показаны работы по склеиванию деревянных ферм при строительстве нового Манежа:

5. Инъекция за металлические листы при усилении конструкций. Здесь функция инъекции носит вспомогательный характер, потому что при таком конструктивном решении всю дополнительную нагрузку воспринимает металлическая обойма. Не всегда, но в ряде случаев необходимо, чтобы примыкание металла к усиливаемой конструкции было почти идеальным. Этим не только полнее обеспечивается совместная работа двух конструкций, но и зазор между металлом и бетоном защищается от проникновения и вредного воздействия воды. В зависимости от величины зазора заполнять его можно либо полимерцементными составами, либо полимерными. Пропитка и укрепление поверхностного слоя бетона, а также высокая адгезия к металлам обеспечивает эффективное использование низковязких полимерных составов для этих целей.

На данной фотографии показаны работы по монтажу металлических конструкций с последующим инъектированием под них низковязких полимерных составов:

О критериях выбора материала для инъецирования

Выбор инъекционных материалов обуславливается конкретными условиями, состоянием конструкций и назначением ремонта. При ремонте кирпичной кладки или слабого бетона дефекты в большинстве случаев довольно большие по размеру, это даже не миллиметры, а сантиметры. Бывают полости и по несколько десятков сантиметров, а что за стеной, вообще сказать невозможно. По экономическим причинам необходимо начинать ремонт таких дефектов с инъекции полимерцементными составами, и потом при необходимости докачивать полимерными композициями. Подобное можно сказать и про вводы коммуникаций, хотя там есть свои особенности.

При заделке трещин большое значение при выборе материала оказывает ширина раскрытия. «Классикой жанра» в ориентировочных расчетах является формула Пуазейля, согласно которой скорость пропитки прямо пропорциональна давлению в четвертой (!) степени размера трещины и обратно пропорциональна вязкости инъекционного состава. Т.е. при уменьшении размера трещины вдвое для той же скорости пропитки мы должны либо в 16 раз увеличить давление, ли во столько же раз снизить вязкость инъекционной композиции.

Сочетание этих трех факторов: ширина раскрытия трещины, вязкость состава и приемлемая скорость пропитки - и является определяющим при выборе материала. Для сравнения приведем примерные диапазоны вязкости для используемых составов:

Композиция на основе ММА - 0,7-2 мПа.с

Эпоксидные составы - 50-500 мПа.с

Полиуретановые составы - 150-600 мПа.с.

Это не означает, что составы на ММА имеют преимущество всегда и всюду. На выбор материала оказывают влияние также температура и влажность конструкции, наличие активных протечек и их сила. Наконец, экологические соображения очень даже могут быть определяющими.

Мы используем все три основных вида инъекционных композиций. Их выбор и применимость в конкретных условиях – это вопрос обсуждения и взаимных консультаций.