Plyšių remontas yra itin svarbus, siekiant atkurti įtrūkusio betono konstrukcijos funkcionalumą ir veiksmingumą eksploatacijos metu. Planuojant ir vykdant tokius remonto darbus ypač svarbu parinkti tinkamas medžiagas. Tačiau šiuo klausimu inžinieriams trūksta išsamių gairių. Straipsnyje apžvelgiamos skirtingos betono plyšių remonto medžiagos ir paaiškinami remonto medžiagų pasirinkimą lemiantys veiksniai.
Betonas gali supleišėti dėl daugelio priežasčių
Įprastai skiriami šie plyšių tipai: plastinio suslūgimo – susiformuoja dėl plastinio betono mišinio nusėdimo, plastinio susitraukimo, kurį sukelia iš betono mišinio išgaruojantis vanduo; terminiai – susiformuoja dėl terminių betono deformacijų; susitraukimo – susidaro dėl kietėjančio betono džiūvimo susitraukimo deformacijų; konstrukciniai – susiformuoja sukietėjusiame betone dėl perkrovos arba dėl pamatų nusėdimo skirtumų; chemiškai sukelti – susidaro dėl cheminių reakcijų, kurios susilpnina pasyvuojantį betono poveikį ir skatina plieno armatūros koroziją. Betono pleišėjimas – sena problema, daranti neigiamą poveikį jo konstrukcijų išvaizdai, vientisumui, tinkamumui ir patvarumui, jau nekalbant apie susilpnėjusią laikančiąją galią, kurią lemia konstrukciniai plyšiai. Dar blogiau tai, kad plyšiai skatina drėgmės patekimą ir taip žalingi chemikalai pasiekia armatūrą, kurios korozija yra ekspansyvi cheminė reakcija, sukelianti irimą ir gilėjančius plyšius betone. Tai dar labiau didina pleišėjimo ardomąjį poveikį.
Tinkamas betono mišinio parinkimas, kietinimas, konstrukcijų eksploatacija ir priežiūra, teisingas konstrukcijų projektavimas ir armavimas, gerai atliekami betonavimo darbai – tai svarbiausios priemonės, padedančios kontroliuoti betono pleišėjimą. Tačiau, net taikant šias priemones, visada sunku garantuoti, kad betonas bus be plyšių, o, jiems atsiradus, būtina apgalvoti galimą jų remontą. Kaip turėtų būti parinktos tokiam remontui reikalingos medžiagos?
Plyšių remonto medžiagos
Rinkoje yra įvairių betono plyšių remonto medžiagų, įskaitant patentuotas ir nepatentuotas. Kokios jų pageidaujamos savybės? Pirma, pageidautina, kad tokiai medžiagai būtų būdingas mažas laidumas, kad drėgmė ir jonai negalėtų įsiskverbti iki armatūros. Antra, medžiaga turi betone sukurti šarminę aplinką ir pasyvuoti plieno armatūrą (dera atkreipti dėmesį, kad medžiagos šarmingumas nebūtinas, jeigu jai būdingas nepriekaištingas nepralaidumas). Trečia, medžiaga turi būti mechaniškai suderinama su betono konstrukcija taip, kad abiejų medžiagų deformacijų skirtumas būtų minimalus ir sukeltų minimalius paviršių šlyties įtempius. Kitos pageidaujamos savybės: didelis klojumas, mažas susitraukimas, geras atsparumas ugniai, patvarumas, ekonomiškumas, medžiagos turėtų būti nekenksmingos aplinkai ir nekelti pavojaus sveikatai bei saugai.
Dažnai betono plyšių remontui naudojamos polimerinės medžiagos. Tam tinkami polimerai yra šių trijų skirtingų tipų: 1) polimeras, naudojamas kaip cementinio skiedinio priedas, kad pakeistų šio savybes; 2) pats polimeras naudojamas kaip didelio stiprio rišiklis; 3) polimeras naudojamas kaip lanksti plyšių užpildymo medžiaga.
Pirmojo tipo polimerai paprastai naudojami latekso formos. Esama skirtingų polimerų lateksų, skirtų plyšiams remontuoti, pavyzdžiui, stireno butadieno dervos (SBR) lateksas ir akrilo lateksas. Lateksas cementinį skiedinį modifikuoja keliais būdais, įskaitant tai, kad padidina skiedinio klojumą, pagerina jo ir pagrindinio betono sukibimą, sumažina skiedinio pralaidumą ir padidina skiedinio tempimo bei lenkimo stiprį. Polimerais modifikuoto skiedinio šarmingumas yra toks pats, kaip įprasto cementinio skiedinio.
Antrojo tipo atveju, atsižvelgiant į konstrukcijos pažeidimo sąlygas, taikomi skirtingi polimeriniai rišikliai, naudojami atskiriems plotams remontuoti ir plyšiams injekuoti. Iš skirtingų dervų plyšiams remontuoti dažniausiai naudojama epoksidinė derva. Kitaip nei cementinis skiedinys, derva nesuteikia plieno armatūrai šarminės pasyvacijos, bet apsaugo ją sudarydama nepralaidų sluoksnį. Be epoksidinės dervos, dar galimos poliesterio, poliuretano ir akrilo dervos. Daugumai dervų būdingas didelis tempimo stipris, taip pat didelis adhezinis stipris su pagrindiniu betonu. Siekiant pritaikyti konkretaus projekto sąlygoms, dervai gali būti keliami specifiniai reikalavimai, pavyzdžiui: spalvos, klampumo, rišimosi terminų. Kita vertus, derva minkštėja neaukštoje temperatūroje, todėl galimos su atsparumu ugniai susijusios problemos. Be to, dauguma dervų, pavyzdžiui, epoksidinė derva, kietėdama išskiria daug šilumos ir reakcija yra net labiau egzoterminė negu cemento hidratacija. Todėl, siekiant išvengti didelių paviršių šlyties įtempių paskesnės terminės kontrakcijos metu, dervą tepti reikia riboto storio sluoksniais, ji netinkama didelės apimties remontui. Apibendrinant pirmiau pateiktą informaciją, turi būti priimamas kompromisinis polimerais modifikuoto cementinio ir dervos skiedinių sprendimas. Plyšiams injekuoti dažniausiai naudojamos medžiagos yra epoksidinės, poliuretano ir poliesterio dervos. Dervų sudėtis pritaikoma taip, kad jos turėtų injekuoti tinkamas savybes, pavyzdžiui, būtų mažo klampumo ir galėtų lengviau įsiskverbti į plyšius.
Trečiojo tipo atveju polimeras yra labai lankstus ir dažnai vadinamas elastinga medžiaga arba elastomeru. Dažnai mūsų tikslui naudojamas polimeras yra poliuretanas. Elastinga medžiaga yra labai minkšta ir gali kompensuoti plyšyje atsirandančias deformacijas. Nors ji yra itin lanksti, jos tempimo, gniuždymo ir šlyties stipriai yra gana maži. Reikėtų atkreipti dėmesį, kad elastingai medžiagai būdinga senėjimo problema ir, bėgant laikui, jos savybės prastėja. Todėl, atsižvelgiant į elastingos medžiagos ilgalaikiškumą, ją būtina pakeisti.
Medžiagų parinkimas
Parenkant tinkamą plyšių remonto metodą, iš pradžių būtina įvertinti, ar plyšys yra konstrukcinis, ar ne. Jeigu taip, reikia remontuoti naudojant polimerais modifikuotą cementinį ar dervų skiedinį (platiems plyšiams) arba taikyti plyšių injekavimą (siauriems), kad būtų atkurta konstrukcijos laikančioji galia. Jeigu plyšys nėra konstrukcinis, dera atsižvelgti į šiuos veiksnius: ar jis yra „negyvas“ / „gyvas“, ar supleišėjusi betoninė konstrukcija turi projektinę laikančiąją funkciją. Nustatant, ar plyšys yra „negyvas“ / „gyvas“, svarbiausia išsiaiškinti jo priežastis, ar jis pakenkė betoninio elemento konstrukcinėms savybėms. Galimų „negyvų“ plyšių pavyzdžiai galėtų būti šie: plastiniai, ankstyvi terminiai, susitraukimo ir atsiradę dėl netyčinės perkrovos. Kita vertus, tie, kuriuos sukėlė cikliniai apkrovos ar cikliniai temperatūros svyravimai, paprastai yra „gyvi“.
„Negyvą“ plyšį geriausia remontuoti standžia medžiaga. Santykinai plačiam geras sprendimas naudoti polimerais modifikuotą cementinį arba dervų skiedinį. Plyšys gali būti iki 5–10 mm pločio ir užpildytas, pavyzdžiui, SBR modifikuotu cementiniu skiediniu. Santykinai smulkius plyšius galima sandarinti polimerų injekcija, pavyzdžiui, epoksidinės dervos. Kadangi epoksidinės dervos labai didelis adhezinis ir šlyties stipris, injekuojant ją į plyšius galima atkurti įtrūkusio betono vientisumą iki nesupleišėjusio betono lygio. Inžinieriams dera įsidėmėti, kad esant vertikaliems plyšiams injekuojama nuo plyšio apačios į viršų. Esant horizontaliems – kaip ekonomišką polimerų injekavimo alternatyvą galima rinktis mažo klampumo dervas, supilant jas į plyšį, veikiant gravitacijos jėgai. Vis dėlto tokia praktika, kitaip negu injekavimas, tinka tik nekonstrukciniam remontui, nes gravitacijos jėgos veikiama derva, kitaip nei injekavimo atveju, nėra suslegiama, tad mažai tikėtina, kad galėtų atkurti konstrukcinį vientisumą.
Jeigu plyšys „gyvas“, jo nereikėtų remontuoti standžiomis medžiagomis, tokiomis kaip epoksidinė derva, nes dėl tolesnio jo judėjimo šalia užtaisytųjų gali atsirasti naujų. Jiems remontuoti reikėtų rinktis minkštas elastingas medžiagas, tokias kaip poliuretanas, kurios gali prisitaikyti prie tam tikro deformacijų lygio. Siekiant tai padaryti, elastinga medžiaga įterpiama į plyšį ir savo šonais prikimba prie plyšio sienelių, bet ne prie jo dugno, tad judėjimas gali būti paskirstytas tolygiai per visą užpildyto griovelio plotą. Taip, toliau judant, galima išvengti naujų plyšių atsiradimo. Remonto medžiagos elastinės savybės gali garantuoti ir plyšio vandens nepralaidumą, net jeigu plyšio plotis šiek tiek padidėja.
Jeigu supleišėjusio betono konstrukcija vis dar išlaiko projektinę laikančiąją galią, konstrukcinio remonto nereikia. Svarbiausi momentai – betono konstrukcijos tinkamumas ir patvarumas. Šiuo atveju plyšį reikia tik užpildyti elastinga medžiaga, kad būtų sustabdytas vandens tekėjimas ir drėgmės prasiskverbimas į betoną. Jeigu supleišėjusi betoninė konstrukcija nebeišlaiko projektinės laikančiosios galios, plyšiams remontuoti būtina naudoti stipresnes medžiagas, pavyzdžiui, epoksidinę dervą. Taip galima atkurti betoninės konstrukcijos stiprį iki tokio lygio, koks buvo prieš atsirandant plyšiams, bet apriboja bet kokias konstrukcijos deformacijas po remonto.
Atvejai, kai „gyvas“ plyšys yra betoninėje konstrukcijoje, kuri neišsaugo projektinės laikančiosios galios, yra gana sudėtingi. Plyšio negalima remontuoti tiesiog naudojant elastingą medžiagą, nes ji neatkurtų betoninės konstrukcijos stiprio. Jo negalima remontuoti ir vien tik standžia medžiaga, nes tolesnis judėjimas sukeltų naujus plyšimus greta remontuoto. Tokiais atvejais reikėtų naudoti tinkamą paslankią jungtį, kad tolesnis judėjimas būtų be apribojimų, o plyšį galima būtų remontuoti standžia medžiaga, pavyzdžiui, epoksidine derva, siekiant atkurti betoninės konstrukcijos stiprį. Tai gali būti sudėtinga, nes pirminė paslankios jungties paskirtis visai ne tokia, bet, panašu, kad tai vienintelis priimtinas metodas.
Tinkamai parinktos plyšių remonto medžiagos ir remonto technologija kartu su kokybiškai atliktais darbais yra esminiai dalykai, siekiant sėkmingai atlikti darbus.
Autoriai dėkoja Marijos Sklodovskos – Kiuri fondui už finansinę paramą
(projektas Nr. 751461)
Saulėtekio al. 11, LT-10223 Vilnius Iel. paštas: irdngpl@gmail.com,
gintautas.skripkiunas@vgtu.lt
