Бетоны. Бетоноведение

Ремонт и гидроизоляция железобетонных изделий

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

В последние 15 лет для наружной отделки зданий все больше применяют керамические плитки и мозаику. Облицовочный кирпич используют для отделки боковых поверхностей балок и железобетонных плит перекрытий. Таким образом архитекторы стремятся задекорировать на фасадах зданий конструкции железобетонных или стальных обетонированных каркасов.

Наружная облицовка керамическими плитками и мозаикой

Применение керамических плиток н мозаики для наружных отделочных работ имеет огромное преимущество, так как поверхность фактически самоочищается и ее загрязнение под воздействием атмосферных влияний сведено к минимуму. К сожалению, случается, что большие участки поверхностей, облицованных керамическими плитками или мо заикой, обрушаются вследствие потери сцепления с основанием.

В данном разделе керамические плитки и мозаика рассматриваются как один и тот же материал и в последующем будут называться «плитки». Ввиду того что поверхность бетона неровная^ ее принято вначале выравнивать, наносить один или несколько слоев раствора, а затем на слое цементно-песчаного раствора или соответствующего адгезнва крепить плитки.

Лучшим решением является проектирование бетонной смеси, выбор технических условий н приготовление бетона таким образом, чтобы допуски на готовой поверхности бетона позволяли крепить   плитку     нспосредственно к бетону без выравнивания или нанесения слоев раствора на его поверхность. Однако на практике это трудно осуществимо.

Керамические плитки и мозаика для наружных поверхностей зданий должны быть морозостойкими и, следовательно, полностью глазурованными. Толщина плиток 10—15 мм, толщина мозаики — примерно 6 мм. Толщина слоя рас твора, на котором непосредственно крепится керамическая плитка, в значительной степени определяется тем, применяется ли цемент-но-песчаный раствор или адгезив на основе цемента. Толщина слоя адгезива на основе цемента равна примерно 3 мм. У больших по толщине керамических плиток, производимых в Великобритании, канавки на обратной их стороне глубже, чем у меньших, импортируемых главным образом из ФРГ.

Причины разрушений. Как отмечалось, разрушение наружных поверхностей, облицованных плитками, неизбежно происходит вследствие потери сцепления на одном или нескольких этапах работ. Эта потеря сцепления может быть незначительной, средней и большой. В последнем случае керамические плитки могут отваливаться от здания.. Очень неровная поверхность бетона может потребовать выравнивания — нанесения местами дополнительного слоя раствора. Из схемы видно, что существует четыре плоскости или разделительные поверхности, по каждой из которых может произойти потеря сцепления. На практике предельные расстояния от поверхности бетона до поверхности керамических плиток и мозаики равны:

Мозаика Одии слон раствора .   .   .10 мм

Плитки

Два слоя раствора ... 15 мм

Слой раствора не

посредственно под

плитку Ю .

В двух приведенных примерах вертикальная нагрузка для мозаики составляет примерно 42 кг/м2, а для плитки — 78 кг/м2. Такая нагрузка вызывает значительные сдвигающие напряжения по поверхности раздела между слоем раствора и бетонным основанием, и в меньшей степени между другими слоями. Как правило, по окончании работ все элементы находятся в полном порядке. Почему же впоследствии сцепление ослабевает настолько, что плитки начинают отваливаться? Существует много причин потери или уменьшения сцепления, и обычно их бывает трудно точно определить в каждом конкретном случае. В конечном итоге к разрушению приводит сочетание нескольких факторов. Ниже рассмотрены основные причины, а рушение   сцепления.

1. По поверхности раздела «бетон — слой раствора»: а) недостаточная подготовка поверхности бетона; считается, что для обеспечения сцепления механическая обработка поверхности бетона, в результате которой достигается обнажение крупного заполнителя, более надежна, чем применение вяжущих веществ. Однако если в дальнейшем появится более эффективные вяжущие, это положение может существенно измениться. Крупный заполнитель обнажают обработкой поверхности бетона пескоструйным аппаратом, зубаткой, околкой вручную или напорной струей воды (см. главу 5). Подготовленная поверхность должна быть чистой, свободной от пыли и каменной  крошки  и  по  возможности  слегка   увлажненной;

б)         нанесение первого слоя раствора слишком большой тол

щины; максимальная рекомендуемая толщина — 12 мм;

в)         недостаточное уплотнение при нанесении раствора;

г)         неудовлетворительный зерновой состав песка для раство

ра, а также присутствие нежелательных примесей — ила,

глины и органических веществ. Частицы ила и пЛины можно

обнаружить при сортировке, но, к сожалению, нельзя уста

новить допустимые пределы загрязнения песка органическими

примесями;

д)         неудовлетворительная защита и выдерживание раствора.

Раствор следует защищать от сильного ветра, горячих солнеч

ных лучен, сильного дождя и мороза, от слишком быстрого

высыхания;

е)         коррозия арматуры бетона, вызывающая растрескивание

и расслоение бетона после того, как он был облицован кера

мическими   плитками.

2. По поверхностям раздела между первым и вторым слоями раствора, между слоем раствора и слоем, на котором непосредственно   крепится   керамическая   плитка:

а)         недостаточное механическое сцепление из-за отсутствия

глубокой   насечки   на   поверхности   раствора;

б)         нанесение жирной смеси раствора на более тощую. Каж

дый последующий слой, в том числе и слой непосредственно

под плитку, должен быть не жирнее предыдущего. Необходи

мо, чтобы последующий слой раствора был тоньше предыду

щего;

в, г и д) — причины, аналогичные указанным выше.

3.         По поверхности раздела между основанием под плитку

и   самими   керамическими   плитками:

а)         неполная заделка плиток в раствор, включая неполное

заполнение раствором  канавок на  обратной стороне плиток;

б)         нанесение  раствора   слишком   толстым   слоем;

в)         использование слишком жирной смеси для слоя раство

ра, на котором крепится плитка.

4.         Общие причины, относящиеся ко всем слоям: недостаточ

ная свобода  перемещения отдельных слоев, включая плитки,

как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости; под действием нагрузки в бетоне, являющемся основанием для различных слоев, возникают прогибы и деформации ползучести. Кроме того, плитки и выравнивающие слои раствора, иа которые они опираются, испытывают значительные температурные деформации, как кратковременные, так и длительные. Железобетонная конструкция также подвергается температурным деформациям, различным по величине и продолжительности. Цвет плиток, а также ориентация поверхности на север или юг могут оказывать значительное влияние на температуру поверхности в жаркие солнечные дни. Вследствие перепада температур между наружными и внутренними слоями в них возникают напряжения. Просочившаяся вода при замерзании также оказывает разрушающее воздействие. При этом горизонтальные поверхности гораздо больше уязвимы, чем вертикальные, так как швы между отдельными плитками при существующем способе облицовки не всегда водонепроницаемы. Исследования, необходимые для оценки требуемого ремонта. Ознакомление с первичными техническими условиями и чертежами весьма полезно, но оно не дает достоверной информации о производстве работ на стройплощадке. Ничто не может заменить тщательного обследования на месте работ и для этого   рекомендуется   следующая -методика.

1.         Небольшие участки плитки <и слои раствора следует аккуратно снять до бетонного основания. По мере удаления каждого слоя его следует помечать и сохранять в первоначальном состоянии для подробного обследования и анализа вне строительной площадки. Кроме того, может возникнуть необходимость во взятии небольшого количества кернов из тех участков, на которых не заметно или очень мало признаков повреждений.

2.         Всю покрытую плитками поверхность следует тщательно обследовать визуально и простукиванием для определения трещин   и   участков   с   нарушенным   сцеплением.

3.         Следует установить местоположение всех температурных и деформационных швов, а также состояние герметика и его   тип.

4.         Размеры образцов, взятых из раствора или адгезнва, долж

ны допускать всестороннее обследование и в случае необходи

мости испытание образцов. Цель испытаний вне строительной

площадки — получить дополнительную информацию для выяс

нения   причин   разрушения.

5. Если при удалении плиток и слоев раствора окажется, что в бетоне имеются трещины или расслоения его также .необходимо обследовать методами, описанными в начале этой главы. Расходы на предлагаемое обследование велики, так как для его проведения требуются люльки и подмости.

Ремонтные  работу,  методы  и  технология. Каждый  случай ремонта следует рассматривать индивидуально. Причины разрушения и методы ремонта различны, даже если основные причины потери сцепления и принципы ремонта остаются практически   одинаковыми.

Определить, какое количество плитки следует полностью снять и сколько можно оставить, — задача трудная. Самое простое, но неэкономичное решение сводится к разборке до бетонного основания всей облицованной плитками поверхности, на которой заметна потеря сцепления, и проведение работы заново. В данной главе не приводятся рекомендации по выполнению таких работ, так как они подробно изложены в последнем пересмотренном издании норм СР 212, часть 2 «Облицовка плитками и мозаикой наружных поверхностей стен» и в Британском стандарте BS 5262 «Наружная отделка штукатуркой».

Ниже рассмотрены методы ремонта, связанные с удалением плиток на отдельных участках стен при максимально возможном   их   сохранении   на   остальных   участках.

1. Все плитки и слон раствора, в которых произошла значительная потеря сцепления и отслоение, следует удалить до прочного основания. Нецелесообразно снимать большие участки прочного, не потерявшего сцепления слоя раствора, в котором отслоение наблюдается лишь по поверхности раздела между ним и слоем раствора непосредственно под плиткой. Для принятия правильного решения об удалении или сохранении определенных участков требуется большой опыт. Хотя окончательное решение для некоторых участков приходится принимать на месте работ, основанием для него должно служить первоначальное обследование и проведение испытаний. Применение отбойных инструментов нежелательно, так как они могут вызвать значительную вибрацию, способную повредить ненарушенные участки. Для удаления используют пилы, а в некоторых   случаях   напорную   струю   воды.

2.         Поверхность неповрежденного основания следует обра

ботать механическим путем для хорошего сцепления с после

дующими слоями. Для раствора зерновой состав песка имеет

исключительное значение; рекомендуется чистый остроуголь

ный кварцевый песок. Поверхность основания должна быть

чистой, свободной от пыли и мелкой каменной крошки. Раствор

для слоя, наносимого непосредственно под плитку, следует из

готовлять   согласно   указаниям   поставщиков   плиток.

3.         До нанесения последующего слоя каждый слой раствора

необходимо выдерживать не менее 3 сут. В холодную погоду

этот срок приходится увеличивать. В течение этого периода

раствор следует защищать от действия сильного ветра, жарких

лучей солнца, сильных дождей и мороза. Слой раствора вслед

ствие очень высокого отношения площади его поверхности к

объему особенно  подвержен  воздействию  низких температур.

Для обеспечения механического сцепления с последующим слоем   требуется   глубокая   обработка   зубаткой.

4.         До нанесения нового слоя необходимо проверить, есть ли

в предыдущем слое пустоты. Если их много, приходится осто

рожно удалять весь участок. Небольшие участки, как прави

ло, можно оставлять при условии их заливки маловязкой смо

лой (см. ниже). В тех случаях, когда общая толщина слоя

раствора превышает 20 мм, следует использовать сетку из

нержавеющей стали, прикрепленную к бетону штырями из та

кой же стали. Необходимо принимать меры предосторожности,

исключающие контакт между различными металлами. В про

тивном случае один металл будет корродировать при контакте

с другим. Слой раствора непосредственно под плитку и мозаи

ку следует укладывать не ранее чем через 14 сут после нане

сения   последнего   выравнивающего   слоя   раствора.

5.         Наиболее трудной операцией в процессе производства

ремонта является восстановление полного сцепления на тех

участках плитки, где произошла некоторая потеря сцепления.

Потеря эта не столь значительна, чтобы можно было экономи

чески обосновать необходимость удаления плитки. В этом слу

чае считается, что бетонное основание не имеет никаких де

фектов. Участки, где частично потеряно сцепление, могут иметь

значительные площади, а потеря сцепления может наблюдать

ся на нескольких поверхностях раздела в различных местах

таких участков. Очень важно установить, на какой толщине

потеряно сцепление. Обычно применяемыми при ремонте ме

тодами являются инъектирование в пустоты полимера и ис

пользование анкеров, закрепляемых в отверстии смолой. Пос

ледние напоминают анкерные болты, используемые при строи

тельстве туннелей. Для инъектирования служит смола, харак

теризуемая малой вязкостью, незначительной усадкой, низким

модулем упругости, способностью сцепляться с влажным бето

ном и раствором, достаточной «жизнеспособностью» в сочета

нии с быстрым отверждением, а также свойствами, позволя

ющими применять ее в возможно более широких интервалах

температур. Если между выравнивающими слоями окажется

вода, она будет препятствовать инъектировашио смолы и ее

следует удалить с помощью высверленных для дренирования

отверстий или сжатым воздухом под небольшим давлением.

Последний нужно применять очень осторожно. Начинать инъек

тирование принято от низа вертикальных и наклонных поверх

ностей и идти снизу вверх. Здесь следует придерживаться тех

же основных принципов, что и при инъектирования трещин в

бетоне (см. ранее). Автор считает, что подача смолы самоте

ком к точкам инъектирования более предпочтительна, чем ее

пневматическая   подача   под   небольшим   давлением.

Ввиду значительных практических трудностей, связанных с тщательным заполнением    всех  пустот,  инъектирование  смолы следует  дополнять   механическими  средствами   крепления   — анкерами из нержавеющей стали или цветных  металлов, запатентованными отдельными фирмами. Одна запатентованная система  состоит из  стеклянной  трубки,  наполненной  смолой, которая вставляется  в заранее просверленное отверстие. Затем в это отверстие ввинчивается болт из нержавеющей стали, который разбивает стекло и высвобождает смолу. В течение нескольких минут при контакте с воздухом смола  от-верждается и плотно закрепляет болт в отверстии. Расстояние между анкерами зависит от условий  на  стройплощадке,   но, вероятно, оно будет в пределах 450—600 м в обоих направле-6. В связи с тем что мероприятия, описанные в п. 5, почти незаметны на глаз после окончания работ, у владельца здания  может возникнуть  недоверие к использованному  методу ремонта.  Поэтому кроме  инъектирования  смолы  можно применять  более заметные  на глаз   методы производства  работ. Ниже рассмотрен метод, предложенный автором для ремонта здания за рубежом, который дал удовлетворительные результаты. Метод заключался в использовании лент анодированного   алюминия   (можно ,и   нержавеющей  стали).  Ленты  могут быть  широкими  и  узкими,  устанавливаться  вертикально  или горизонтально  или  в  сочетании  в   зависимости  от  требуемой площади изоляции. Такие ленты очень хорошо смотрятся, особенно на темном фоне (так было в данном случае). Архитектор и заказчик согласились на их применение,    так как они придавали зданию архитектурную выразительность. На внешних углах и нижних кромках выступающих балок и плит ленты изгибались в виде уголков. Ленты крепились к поверхности мозаик» болтами из нержавеющей   стали, заделанными в бетонное   основание.

Швы в облицовках из керамических плиток и мозаики. Необходимость и причины создания швов, обеспечивающих подвижку в слое плиток, кратко рассмотрены в начале этого раздела. В связи с этим при проведении ремонтных работ по восстановлению облицовки из плиток в значительном объеме необходимо уделять очень большое внимание всем швам, обеспечивающим подвижку. Иногда такие швы вообще отсутствуют и это, безусловно, способствует разрушению облицовки. Швы рекомендуется доводить до бетонного основания. Максимальная ширина шва — 10 мм. При устройстве швов следует соблюдать правила, изложенные в главе 1 (материалы для подложки  или  заполнения  шва   и  его  изоляции).

Приемочные испытания. Для определения прочности сцепления между отдельными слоями некоторые архитекторы предпочитают проводить испытания на отрыв. Иногда такие испытания проводят для того, чтобы решить, какие участки, облицованные плиткой, следует удалить и какие оставить. Автору неизвестны данные, основанные на научных изысканиях или контрольных полевых испытаниях, из которых можно было бы выбрать минимальные напряжения, вызывающие потерю сцепления между отдельными слоями. Опыт показывает, что в результате таких испытаний получают большой разброс данных о покрывающем слое, который по всем практическим сообра жениям всегда имеет хорошее сцепление. Сцепление никогд; не бывает равномерным, и участки с хорошим сцеплением сложат подкрепляющими для соседних участков с более слабым сцеплением. Испытания на отрыв одного слоя от другого включают много факторов, которым на данном этапе невозможно дать количественную оценку. Автор считает нецелесообразны включение в технические условия минимальных значений напряжений, вызывающих потерю