Ремонтно-восстановительные работы, описанные в этой главе, относятся к железобетонным полам в промышленных зданиях с бетонной или цементной поверхностью. Сведения и рекомендации по защите бетона от химической агрессии даны в главе 6.
Фактически имеется два основных типа полов в промышленных зданиях: с небольшими и большими нагрузками. Хотя принципы проведения ремонтных работ аналогичны для обоих типов, материалы и методы могут быть различными.
3.11.1. Ремонт отдельных участков верхнего слоя и капитальный ремонт
Ремонт верхнего слоя на небольших участках поврежденной плиты пола может дать вполне удовлетворительные результаты. В других случаях требуется полная замена покрывающего слоя, которая будет рассмотрена в разделе 3.11.5. Замена отдельных поврежденных участков или полный ремонт покрытия включает следующие этапы.
1. Весь рыхлый и поврежденный бетон следует сколоть, а пыль и каменную крошку удалить. Восстанавливаемым участкам необходимо, по возможности, придавать форму квадратов.
2. Поверхность бетона шириной около 100 мм по периметру сколотых участков должна быть очищена.
3. Участки со сколотым бетоном следует хорошо увлажнить на ночь перед укладкой нового бетона или раствора. Всю воду, оставшуюся на поверхности, следует удалить.
4. Вновь уложенный бетон или раствор следует хорошо уплотнить. Затем после отделки деревянным валком или другим методом для получения требуемой текстуры поверхности восстановленные участки необходимо закрывать полиэтиленовой пленкой, закрепляя ее по краям.
Для таких ремонтных работ рекомендуются следующие дозировки смеси для бетона и раствора (по объему): бетон на портландцементе — 1 ч. обыкновенного или быстротвердеющего портландцемента, 2,5 ч. песка (влажного), 2,5 ч. крупного заполнителя диаметром 10 мм; расход воды в смеси должен обеспечивать осадку конуса в пределах 30—60 мм; раствор на портландцементе— 1 ч. обыкновенного или быстротвердеющего портландцемента, 3 ч. песка, желательно с более крупным зерновым составом.
В воду затворения как бетона, так и раствора целесообразно добавлять эмульсию бутадиен-стирольного латекса в пропорции примерно 9 л эмульсин на 50 кг цемента. Латекс увеличивает сцепление с бетонным основанием и уменьшает водопроницаемость. Однако нормальные условия выдерживания с применением полиэтиленовой пленки следует, как правило, обеспечивать спустя 24 ч или руководствуются указаниями поставщиков латекса. Если при восстановительных работах применяется обыкновенный портландцемент, то по отремонтированной поверхности нельзя допускать движения по крайней мере в течение 3 сут, разрешая в последующие 4 сут лишь ограниченное движение людей. При использовании быстротвердеющего цемента эти сроки могут быть сокращены примерно на 25%. Однако если здание не эксплуатируется и не отапливается, а погода стоит холодная, то эти сроки следует увеличить.
Когда ремонт полов запланирован на уикенд (т. е. с вечера в пятницу до утра в понедельник), необходимо использовать или сверхбыстротвердеющнй портландцемент, например «свифткрит», или глиноземистый цемент. Некоторые общие сведения об этих двух типах цемента даны вглаве1. В томи в другом случае следует обратиться за советом к изготовителям. При проектировании состава бетонной смеси на глиноземистом цементе следует обеспечивать минимальный расход цемента 400 кг на 1 м3 бетона или раствора и максимальное водоцементное отношение 0,4. Выдерживание в постоянно влажной среде также имеет большое значение.
3.11.2. Ремонт швов
Полы, воспринимающие подвижную нагрузку от тележек мостовых кранов и грузовиков с подъемниками, разрушаются, как правило, по швам раньше, чем плиты истираются в пролете. Разрушение проявляется в виде разрыхления и выкрашивания бетона по кромкам плит и вдоль широких трещин.
Прежде чем приступить к ремонту, необходимо провести тщательное обследование, так как метод ремонта определяется многими факторами, в частности:
- 1) характером эксплуатации пола, особенно видом производственного процесса (сухой или мокрый);
- 2) весом любой подвижной нагрузки и типом колес (нейлоновые, стальные, пневматические и другие);
- 3) перепадом температур внутри здания.
В зависимости от того, как решены стыки (шов заделан полностью или допускает свободу перемещении), можно применить один из следующих оправдавших себя методов ремонта.
1. Расслоившийся разбитый и с другими повреждениями бетон вдоль шва удаляется с помощью пилы.
2. Весь герметик извлекается из паза, и шов тщательно очищается.
3. Стороны шва обрабатываются раствором на эпоксидной смоле с сохранением требуемого зазора (если не решено заделать шов). Обычно швы, допускающие полную деформацию, имеют ширину около 20 мм, а пазы уплотнительного шва не превышают по ширине 6—10 мм.
4. После затвердения раствора в паз под небольшим давлением вместе с адгезивом вводится предварительно изготовленная прокладка из неопрена.
3.11.3. Ремонт трещин
В случае появления трещин перед выбором восстановительных мероприятий следует провести детальное обследование. Процесс трещинообразования в железобетонных элементах уже рассматривался в этой главе. В настоящем разделе предполагается, что трещины в железобетонных плитах не влияют на несущую способность. Трещины такого типа в железобетонных плитах заделывают с целью:
- 1) предотвращения выкрашивания и расслоения бетона вдоль кромок шва;
- 2) обработки краев трещины, где расслоение и разрыхление уже произошло;
- 3) предотвращения возможности проникания воды и других жидкостей через плиты;
- 4) предотвращения в плитах возможности проявления трещин на поверхности вновь укладываемого слоя.
К упругим материалам относятся резиноасфальты, эпоксидные смолы я полиуретаны специальной рецептуры, а также латексы из натурального и искусственного каучука. При выборе материала следует убедиться, что он будет достаточно долговечным в эксплуатационных условиях для данного пола. При ширине раскрытия трещин менее 0,25 мм следует применять для заделки маловязкий заполнитель. При ширине раскрытия трещин не более 0,5 мм, как правило, нет необходимости расшивать их. В этом случае рекомендуется слегка обработать трещину долотом, очистить всю крошку и пыль с помощью сжатого воздуха, а затем залить трещину жидким цементным раствором на латексе или полимерной смолой. Более широкие трещины со сглаженными краями следует расшивать. Необходимый для этих работ инструмент показан на рис. 4.19.
После того как трещина расшита, ее тщательно очищают. При использовании цементно-песчаного раствора на латексе бутадиен-стирольного каучука рекомендуется на ночь увлажнять трещину и выдерживать раствор после окончания ремонта в течение 4 сут. Спустя примерно месяц по периметру отремонтированного участка образуется очень тонкая волосная трещина. Ее легко заделать двумя слоями цементно-латексного раствора, наносимого кистью.
Когда пол должен быть водонепроницаемым (при мокром производственном процессе), следует использовать рекомендации главы 4 (раздел, посвященный восстановлению днищ резервуаров для хранения воды).
Во многих случаях трещины вообще не требуют заделки. Это относится, например, к относительно прямым тонким (не более 0,5 мм) поперечным трещинам в плитах полов, которые эксплуатируются в условиях сухого производственного процесса при движении пешеходов и легких тележек.
3.11.4. Устройство пароизоляционного слоя в существующих перекрытиях
При отсутствии пароизоляции в перекрытии эксплуатируемого здания или ее повреждении может возникнуть небходимость устройства нового слоя или замены старого. Удовлетворительное решение сводится к удалению существующего пола и устройству нового.
Если повышение уровня пола допускается, то следует удалить покрытие и цементно-песчаную стяжку (в случае ее повреждения), а затем тщательно очистить и загладить поверхность плиты перекрытия. На подготовленную поверхность плиты следует положить слой пароизоляции, который либо изготовляется на строительной площадке, либо выполняется из рулонных материалов. К первой группе относятся асфальтовая мастика, битум, деготь, полимерные смолы (полиуретан, эпоксидная смола или их комбинация), к второй — полиэтилен, бутилкаучук, полиизобутилен, поливинилхлорид и др. Существенно важно обеспечить требуемую толщину изоляционного слоя и его способность не повреждаться при дальнейших работах.
По месту материалы наносятся кистью или набрызгом, а в случае применения асфальтовой мастики — вручную. Толщина слоя зависит от применяемого материала и находится в пределах 1—10 мм. Рулонный материал следует соединять внахлестку и все швы герметизировать горячей сваркой с помощью растворителя или водонепроницаемым адгезивом. Сварка более эффективна, чем адгезивы. Изоляция должна заводиться на примыкающие стены. На пароизоляцию укладывается новая цементно-песчаная стяжка толщиной не менее 40 мм. Окончательно пол отделывается сразу после высыхания стяжки.
Менее эффективное решение,приходится принимать в тех случаях, когда нельзя изменять уровень пола. Существующее покрытие снимают, поверхность бетонного пола очищают и наносят пароизоляцию по месту. Покрытие пола укладывают на эту мембрану, когда она находится еще в пластичном состоянии. При длительной эксплуатации такой метод может оказаться не вполне удовлетворительным. Следует помнить, что материалы на основе цемента являются, как правило, жесткими и нестойкими при воздействии пара.
3.11.5. Слой бетона, покрывающий основание
Часто возникает необходимость создавать новую поверхность по всей или большей части площади бетонного пола. Такой капитальный ремонт выполняется путем нанесения поверхностного слоя, который может иметь или не иметь сцепление с бетоном основания. Выбор типа покрывающего слоя в каждом конкретном случае зависит от ряда факторов, в частности от состояния существующего пола, возможности повышения уровня пола и предполагаемых условий эксплуатации пола после замены покрывающего слоя. Эта проблема и методы восстановления подробно рассмотрены в книге автора «Полы — конструкция и отделочные работы», содержание которой кратко излагается ниже.
Как правило, покрывающий слой, связанный с бетоном основания, можно использовать в тех случаях, когда оно выполнено из бетона высокого качества и не загрязнено смазочными материалами. Для обеспечения долговечности и удовлетворительных эксплуатационных качеств тонких покрытий необходимо их .хорошее сцепление с бетонным основанием и высокое качество самого покрывающего слоя. Для обычных бетонных покрытий на перекрытиях с небольшой нагрузкой минимальная толщина слоя составляет 75 мм, а на перекрытиях с большими нагрузками — 100 мм.
Для удовлетворительного сцепления покрывающего слоя с основанием решающими являются следующие факторы.
Подготовка бетонного основания. Бетон следует сколоть механическим способом, а всю каменную крошку и пыль удалить. Подготовленную поверхность необходимо хорошо увлажнить за день до укладки покрытия.
Дозировка смеси. Бетон следует дозировать по массе составляющих.
- а) Цемент. Обыкновенный или быстротвердеющий портландцемент; минимальный расход цемента 360 кг на 1 м3 бетона.
- б) Заполнители. Заполнители должны соответствовать стандарту BS 882 «Естественные заполнители для бетонов». Для покрытий толщиной 100 мм максимальный размер заполнителя — 20 мм, а при меньшей толщине — 10 мм.
- в) Удобообрабатываемость. Для хорошего уплотнения достаточна осадка конуса 50—75 мм.
- г) Прочность на сжатие. При применении качественных заполнителей и приведенной выше осадке конуса ориентировочная прочность, как правило, равна 30 МПа. Рекомендованный расход цемента является минимальным. Для улучшения удобообрабатываемости при низком водоцементном отношении можно добавлять пластификатор.
Для плит перекрытий, воспринимающих тяжелые подвижные нагрузки, могут возникать проблемы, связанные с сохранением полного сцепления между бетонным основанием и тонким покрывающим слоем. Когда нагрузки перемещаются поперек плит и балок, в последних возникают знакопеременные напряжения, которые вызывают горизонтальные сдвигающие усилия на границе поверхностей бетонного основания и покрытия. В составной конструкции эти усилия воспринимаются соединительными элементами, работающими на сдвиг (СР 117 «Составные конструкции из строительной стали и бетона»), В этом случае рекомендуется пользоваться указаниями норм СР 117.
Швы в плитах перекрытия должны проходить также через покрывающий слон, если они не были заделаны (как упоминалось в разделе, посвященном ремонту швов) или не являются монолитными. Покрывающий слой небольшой толщины не принято армировать, но рекомендуется ограничивать его ширину с тем, чтобы площадь покрытия не превышала 25 м2, а отношение длины к ширине составляло не более 1,5. Между отдельными полосами устраиваются обычно швы впритык Они могут незначительно раскрыться при твердении бетона, и небольшие зазоры замоноличиваются раствором примерно за неделю до сдачи пола в эксплуатацию.
Покрывающий слой должен быть хорошо уплотнен вибробрусом. После уплотнения и выполнения отделочных работ бетон следует укрыть полиэтиленовыми листами, которые соединяются внахлестку и закрепляются по периметру досками.
Поверхность отделывают механической теркой, а затем обрабатывают ручной гладилкой в виде широкой доски. Вполне вероятно, что шлифование поверхности бетона в раннем возрасте улучшает его сопротивление истиранию, но наиболее прочная и долговечная обработка поверхности достигается при тщательной ручной затирке стальным мастерком.
Толщину покрывающего слоя, укладываемого без сцепления с бетонным основанием, следует увеличивать. Минимальная толщина должна быть равна 100 мм, а при более тяжелых нагрузках может достигать 150—200 мм. Не допускаются большие отклонения в толщине покрывающего слоя на небольших участках. Поэтому до нанесения нового покрывающего слоя плиту перекрытия необходимо капитально отремонтировать Покрывающий слой без сцепления с основанием рекомендуется укладывать на гладкую поверхность, например на полиэтиленовые листы. Это препятствует образованию трещин и проявлению «живущих» швов плит перекрытия в новом покрывающем слое. Однако все швы в плите основания, допускающие полную деформацию, должны проходить через покрывающий слой.
Максимальный размер заполнителя для покрытия составляет 20 мм, ио к дозированию смеси, ее прочности, уплотнению, отделке и условиям выдерживания предъявляются такие же требования, как для покрытий, имеющих хорошее сцепление с бетоном основания.
Длина полосы бетонирования зависит от наличия в покрывающем слое арматуры, ее расхода и площади поперечного сечения в продольном направлении. Покрытия толщиной 100—125 мм, не имеющие сцепления с основанием, можно укладывать без армирования на максимальной длине до 3 м. При толщине покрытия 150—200 мм длину полосы увеличивают до 5 м. При длине полосы более 5 м следует использовать арматуру в виде сетки из высокопрочной стальной проволоки, которая укладывается на глубине 40—50 мм от поверхности. Цель армирования — ограничить растрескивание бетона покрытия, а процент армирования определяется длиной полосы бетонирования. Покрытие можно укладывать длинной полосой. В этом случае ее длина определяется расстоянием между швами, где напряжение равно нулю. Обычно оно составляет 15—20 м.
3.11.6. Ремонт с помощью сборных бетонных плит
Еще одним эффективным методом восстановления как небольших, так и значительных площадей пола является использование сборных бетонных плит для покрытия дорог, изготовленных методом прессования и укладываемых на слой цементно-песчаного раствора.
Такие плиты в соответствии с требованиями стандарта BS 368 «Сборные бетонные плиты дорожного покрытия» должны быть прочными и водонепроницаемыми и, следовательно, обладать высоким сопротивлением истиранию и определенной устойчивостью против умеренной химической агрессии. В случаях значительной химической агрессии следует использовать керамические плитки и специальный кирпич (см. главу 6).
Плиты имеют толщину 50 или 63 мм, а слой раствора — примерно 25—40 мм. Использование таких сборных элементов весьма экономично, так как отдельные плиты можно легко снимать и заменять новыми. Во избежание качания плит и разрушения от удара их следует укладывать с опиранием по всей плоскости и выравниванием кромок в местах швов. Швы можно делать очень узкими и заливать цементно-латексным раствором.
3.11.7. Другие методы ремонта
Для восстановления бетонных полов предлагается много патентованных материалов. Они особенно эффективны при срочном ремонте небольших участков полов. Как правило, это двухупаковочные материалы, состоящие из порошка и затворяющей жидкости. Во всех случаях необходимо точно следовать инструкциям изготовителя материала.
Для элементов покрытий полной заводской готовности (помимо описанных выше бетонных плит дорожных покрытий) имеются компаунды из полимерных смол, обычные асфальтовые мастики и сравнительно новые бесшовные и беспыльные покрытия — «холодные мастики». Последние являются патентованными материалами. Состоят они в основном из битумных эмульсий, портландцемента и минерального заполнителя. При правильной укладке и соответствующих условиях эксплуатации они очень долговечны. Однако нефть и машинные масла разрушают эти покрытия.
Прочное бесшовное и до некоторой степени устойчивое против химической агрессии покрытие пола, так называемый экстеркрит, изготовлено на основе полиэфирной смолы, портландцемента и специального мелкого заполнителя. Материал этот продается в небольших упаковках. Ввиду того что он очень быстро твердеет и покрытие пола можно вновь эксплуатировать уже через 24 ч, экстеркрит целесообразно применять при восстановлении отдельных участков пола.