W zdecydowanej większości przy-padków uszkodzenia konstrukcji są typowe i obejmują przede wszystkim zarysowania i spękania powierzchni elementów betonowych oraz uszko-dzenia otuliny zbrojenia, połączone z jego korozyjnym uszkodzeniem.
Jednakże w celu zapewnienia trwałości naprawy konieczne jest
Tabl. 2 Ι Zasady naprawy i ochrony betonu wg PN-EN 1504-9
Oznaczenie Zasada Metody postępowania
PI Protection against Ingress
Ochrona przed wnikaniem (ochrona przed penetracją czynników agresywnych)
■ Impregnacja
■ Powłoki ochronne
■ Iniekcja rys
■ Przekształcenie rys w złącza
■ Zastosowanie okładzin lub membran izolujących MC
Moisture Control
Kontrola zawilgocenia/osuszenie (zapewnienie niskiej wilgotności betonu w celu spowolnienia
procesów korozji)
■ Impregnacja/hydrofobizacja
■ Powłoki ochronne
■ Okładziny
■ Ochrona elektrochemiczna CR
■ Zaprawy i betony naprawcze
■ Torkretowanie
■ Wymiana skorodowanych elementów
SS Structural Strengthening
Wzmocnienie konstrukcji
■ Wymiana i/lub dodanie zbrojenia (pręty, płyty, taśmy, maty)
■ Iniekcja
■ Zwiększenie przekroju
■ Sprężanie elementów konstrukcji PR
Physical Resistance
Odporność na czynniki fizyczne ■ Impregnacja
■ Powłoki lub okładziny ochronne RC
Resistance to Chemicals
Odporność na czynniki chemiczne ■ Impregnacja
■ Powłoki ochronne
Oznaczenie Zasada Metody postępowania
RP Preserving or
Restoring Passivity
Ochrona lub przywrócenie stanu pasywnego stali zbrojeniowej
■ Zwiększenie grubości otuliny
■ Wymiana betonu
■ Realkalizacja elektrochemiczna
■ Elektrochemiczne usunięcie chlorków
IR Increasing Resistivity
Zwiększenie oporności otuliny ■ Osuszenie elementu
■ Impregnacja
■ Powłoki, okładziny ochronne CC
Cathodic Control
Kontrola procesów katodowych ■ Ograniczenie dostępu tlenu przez impregnację, zastosowanie powłoki lub okładziny
CP Cathodic Protection
Ochrona katodowa ■ Przyłożenie potencjału
elektrycznego – zewnętrzne źródło prądu
■ Zabezpieczenie powłokowe stali zbrojeniowej
■ Zabezpieczenie stali inhibitorem korozji
■ Dodatek inhibitorów korozji do betonu
Tabl. 3 Ι Zasady i metody ochrony zbrojenia przed korozją wg PN-EN 1504-9
technologie
przeprowadzenie diagnostyki kon-strukcji mającej na celu nie tylko sprawdzenie rzeczywistego stanu betonu i zbrojenia w elemencie, ale przede wszystkim ustalenie przyczyn pojawienia się uszkodzeń. Schemat postępowania na etapie diagnostyki przedstawiono na rys. 1.
Rys. 1 Ι Schemat postępowania przy ocenie stanu konstrukcji w celu doboru właściwej tech-nologii naprawy wg PN-EN 1504
Co bardzo istotne, po diagnozie stanu zachowania konstrukcji w normie PN--EN 1504-9 nakreślone zostały zasa-dy naprawy i ochrony zbrojenia i beto-nu. Jednakże wybór właściwej zasady naprawy jest kluczowym elementem, decydującym o powodzeniu projektu.
Norma PN-EN 1504-9 podaje
sche-mat faz typowych projektów napraw-czych, których dobór uzależniony jest w głównej mierze od diagnozy stanu zachowania konstrukcji – rys. 2.
Do realizacji napraw i zabezpieczeń, zgodnie z prezentowaną powyżej me-todyką, konieczny jest zestaw mate-riałów naprawczych i zabezpiecza-jących, który obejmuje podstawowe grupy, takie jak (wg PN-EN 1504-1):
■ materiały do kotwienia zbrojenia;
■ powłoki do zabezpieczania po-wierzchni zbrojenia i innych elemen-tów stalowych w konstrukcji;
■ materiały do zapewnienia optymal-nej przyczepności między materia-łem naprawczym a naprawianym – warstwy sczepne;
■ systemy zapraw i betonów reprofi-lacyjnych;
■ powłoki i okładziny ochronne.
Ponadto, co jest bardzo istotne, w normie PN-EN 1504-3 zdefinio-wano pojęcie napraw niekonstruk-cyjnych (naprawy powierzchniowe, których celem jest tylko przywró-cenie kształtu i estetyki elementu) i konstrukcyjnych. Normowa defini-cja naprawy konstrukcyjnej obejmuje nie tylko klasyczne przywrócenie lub zwiększenie nośności elementu, ale za naprawę konstrukcyjną uznaje się także ogół zabiegów przywracających integralność i trwałość konstrukcji.
W normie PN-EN 1504-3 sformuło-wano podstawowe wymagania doty-czące wyrobów do napraw konstruk-cyjnych i niekonstrukkonstruk-cyjnych, dla których wprowadzono po dwie klasy tych materiałów (tj. klasa R1 i R2 – naprawy niekonstrukcyjne, i klasa R3 i R4 dla napraw konstrukcyjnych) – tabl. 4.
Należy podkreślić, że z doborem wyro-bu lub systemu naprawczego wiąże się pojęcie kompatybilności materiałów na-prawianego i naprawczego. O ile jesz-cze do niedawna przez pojęcie kompa-tybilności rozumiano podobieństwo pod
Rys. 2 Ι Fazy typowych projektów naprawczych wg PN-EN 1504-9
Cecha Norma
Wymaganie
Naprawa konstrukcyjna Naprawa niekonstrukcyjna
R4 R3 R2 R1
Wytrzymałość na ściskanie [MPa] PN-EN 12190 ≥ 45 ≥ 25 ≥ 15 ≥ 10
Zawartość chlorków [%] PN-EN 1015-17 ≤ 0,05
Przyczepność [MPa] PN-EN 1542 ≥ 2,0 ≥ 1,5 ≥ 0,8
Zmiany objętości
skurcz/pęcznienie PN-EN 12617-4 przyczepność po badaniu [MPa] –
≥ 2,0 ≥ 1,5 ≥ 0,8
Odporność na karbonatyzację PN-EN 13295 dk ≤
betonu kontrolnego MC (0,45) –
Moduł sprężystości [GPa] PN-EN 13412 ≥ 20 ≥ 15 –
Kompatybilność cieplna część 1
zamrażanie–odmrażanie PN-EN 13687-2 przyczepność po 50 cyklach [MPa] sprawdzenie wizualne po 50 cyklach
≥ 2,0 ≥ 1,5 ≥ 0,8
Kompatybilność cieplna część 2
zraszanie PN-EN 13687-2 przyczepność po 30 cyklach [MPa] sprawdzenie
wizualne po 30 cyklach
≥ 2,0 ≥ 1,5 ≥ 0,8
Kompatybilność cieplna część 4
cykle suszenia PN-EN 13687-4 przyczepność po 30 cyklach [MPa] sprawdzenie
wizualne po 30 cyklach
≥ 2,0 ≥ 1,5 ≥ 0,8
Tabl. 4 Ι Podstawowe wymagania użytkowe dotyczące wyrobów do napraw konstrukcji betonowych i żelbetowych wg PN-EN 1504-3
technologie
kątem wytrzymałości, o tyle obecnie uważa się, że materiały są kompaty-bilne, jeżeli wykazują podobieństwo pod względem bliskości modułów spręży-stości i współczynnika rozszerzalności cieplnej. Nadto materiał naprawczy po-winien się charakteryzować zminimali-zowanym skurczem i współczynnikiem pełzania.
W normie PN-EN 1504-5 pojawiają się po raz pierwszy w polskiej litera-turze normowej wymagania dotyczą-ce iniekcji betonu. Iniekcja jest często wykorzystywana w naprawach kon-strukcji do:
■ scalania rys i pęknięć,
■ wypełnień strukturalnych,
■ wytworzenia izolacji pionowej i po-ziomej,
■ uszczelnienia dylatacji.
Norma PN-EN 1504-5 wprowadza następujące kategorie wyrobów iniekcyjnych:
F − wyroby iniekcyjne do przenoszą-cego siły wypełniania rys, pustek i szczelin w betonie, które mogą two-rzyć połączenie z powierzchnią beto-nu i przenosić siły;
D − wyroby iniekcyjne do elastyczne-go wypełniania rys, pustek i szczelin w betonie, które mogą się dostoso-wywać do kolejnych odkształceń;
S − wyroby iniekcyjne dopasowujące się przez pęcznienie do wypełniania rys, pustek i szczelin w betonie, wy-roby te w stanie utwardzonym mogą wielokrotnie pęcznieć na skutek ad-sorpcji wody, przy czym woda jest wiązana przez składnik wyrobu iniek-cyjnego.
Rodzaje stosowanych środków iniek-cyjnych:
■ zaczyny i zaprawy cementowe i poli-merowo-cementowe,
■ żywice: epoksydowe, poliuretanowe, akrylowe, poliakryloamidowe.
Dobór rodzaju iniektu zależy od:
■ przyczyny powstania rysy (skurcz, przeciążenia, korozja zbrojenia);
■ rozwartości rysy (≤ 0,1 mm – inie-kcja wysokociśnieniowa, ≤ 0,5 mm – iniekcja średniociśnieniowa, ≥ 0,5 mm – iniekcja grawitacyjna, ≥ 3 mm – iniekcja cementowa);
■ stanu wilgotnościowego materiału (suchy, wilgotny, wypływ wody bez lub pod ciśnieniem);
■ charakteru nieciągłości (rysy o sta-łej lub zmiennej rozwartości).