+7 (495) 223-23-85

Контактная форма
Заполните пожалуйста все необходимые поля
  • Пн.-Пт. с 9.30 до 18.00
  • Москва, ул. Севанская, д. 5, корп. 1

Защита гидротехнических сооружений от коррозии металлических конструкций, разрушения бетона и коррозии арматуры является наиважнейшей задачей - как на этапе строительства, так и в ходе их эксплуатации. Любые по­вреждения являются фактором риска для сооружения и его безопасной эксплуатации, журнал «ГИДРОТЕХНИКА» неоднократно освещал материалы и технологии ремонта ГТС. В этом номере мы представляем опыт научно-производственного центра «ИнтерАква», который с 1992 года специализируется на восстановлении эксплуатаци­онных свойств строительных конструкций и гидроизоляции сооружений, в том числе гидротехнических, объектов промышленно-гражданского назначения, подземных сооружений городской застройки.

Инженерно-производственный центр «ИнтерАква» явля­ется лидером по разработке и применению прогрессивных методов гидроизоляции с использованием инновационных материалов и эффективных технических решений, усиления конструкций на базе принципа внешнего армирования ком­позитными материалами.

«ИнтерАква» установила надежные партнерские и дистрибьюторские отношения с ведущими разработчиками и поставщиками специальных строительных материалов в США, Канаде, Испании, Германии, Швейцарии, России и др.

В. Л. Чернявский, директор ИПЦ «ИнтерАква» (Москва)

Система ремонта и усиления строительных конструкций направлена на устранение последствий повреждения бето­на и коррозии арматуры в результате длительного воздей­ствия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации. Разработана и успешно внедрена на многих объектах комплексная система конструкционного ремонта различных конструкций. При ремонте решаются проблемы остановки коррозии арматуры внутри конструкции и заклад­ных деталей, восстановления поврежденного бетона полимерцементными материалами с высокой адгезией к «ста­рому» бетону, быстрым набором прочности, повышенной водонепроницаемостью, морозостойкостью и химической стойкостью. При потере несущей способности конструк­ций из-за коррозии арматуры и снижения прочности бе­тона применяются методы их усиления методом внешнего армирования композиционными материалами, в основном на базе композиционных материалов на основе углеродных волокон. Также дополнительно применяются решения по защите конструкций от воздействия агрессивных сред при эксплуатации сооружений.

Разработанная система может быть использована при ремонте и реконструкции мостов, причальных сооружений, тоннелей, резервуаров, конструкций промышленных, обще­ственных и жилых зданий.

Применение высокопрочных быстротвердеющих полимерцементных составов для ремонта железобетонных конструкций и углепластиковых накладок для их усиления позволяет выполнять работы без вывода со­оружений из эксплуатации.

Применение этой системы позволяет восстановить экс­плуатационные свойства железобетонных конструкций и зна­чительно увеличить межремонтный период.

Общая схема ремонта

В систему конструкционного ремонта входят следующие операции и использование специальных материалов.

  1. Удаление поврежденного бетона (до здорового).
  2. Предотвращение коррозии арматуры:
  • Удаление пластовой коррозии со стержневой ар­матуры и закладных деталей механическим способом (без пескоструйной обработки).

Рис. 1. Нижняя поверхность причала до ремонта

Рис. 2. Восстановление повреждений конструкций причала методом торкретирования

  • Обработка открытой поверхности арматуры и заклад­ных деталей грунтом-преобразователем ржавчины NR.
  • Нанесение на поверхность бетона мигрирующе­го ингибитора коррозии MCI-2020M, проникающего внугрь беюна и блокирующего анодную и катодную составляющую коррозии стали внутри бетона.
  • При многорядном армировании конструкции установка в просверленные отверстия картриджей с мигрирующим ин­гибитором коррозии (MCI-2010, 2011).
  • Восстановление поврежденного бетона полимерце- ментными составами с быстрым напором прочности (типа Polyfast, «Акрилик Патч», HD-25) или торкретбетоном с до­бавкой акрилового латекса и полипропиленовой фибры.
  • Усиление (восстановление) несущей способности кон­струкций (при необходимости), в том числе системой внешне­го армирования материалами на основе углеродных волокон.
  • Защита поверхности бетона от проникновения агрес­сивных сред, в том числе хлоридов (акриловые уплотнители поверхности, гидрофобизирующие составы).
 
Краткая характеристика применяемых материалов

MCI — мигрирующие ингибиторы коррозии арматурной стали — проникают через бетон и создают защитный барьер на поверхности арматуры, защищают сталь от коррозии при высоком содержании хлоридов и других агрессивных сред.

Грунт-преобразователь (NR) на основе раскисляю­щего органического комплекса и латексного сополимера. Конвертируя ржавчину, формирует на поверхности металла покрытие в виде эластичной непроницаемой мембраны.

Полимерцементные ремонтные смеси - сухие цементно­песчаные смеси, содержащие специальные добавки, обеспе­чивающие высокое сцепление со «старым» бетоном (не ме­нее 1,5-3,0 МПа), быстрый набор прочности (через 3 часа прочность на сжатие не менее 15-20 МПа), высокую водоне­проницаемость W>8) и химическую стойкость.

Акриловая латексная эмульсия J-40 - предназначена для увеличения сцепления между «старым» и свежеуложенным бе­тоном, ремонтными составами и др. Для увеличения сцепления эмульсию J-40 используют как в чистом виде, так и в качестве добавки в цементно-песчаный раствор (далее — связующий со­став). Ремонтный состав с добавкой J-40 следует применять при заделке каверн и раковин, устройстве покрытий по ослабленной бетонной поверхности, каменной и кирпичной кладке, оштука­туренным стенам, цементной стяжке. Эффективна для ремонта не только внутренних, но и наружных поверхностей. Цементно-песчаные растворы с добавкой J-40 обладают также повышенной водонепроницаемостью и химической стойкостью.

Фибра-полипропиленовые волокна или мелкие сетки для повышения трещиностойкости бетона, раствора, штукатурных составов и т. д. Представляют собой отдельные поли­пропиленовые волокна или объединенные в небольшие сет­ки. Полипропиленовая ФИБРА разработана как альтернатива обычной металлической фибре. Основное ее назначение — повышение сопротивления усадочному трещинообразованию материалов на цементной основе. ФИБРА добавляется в процессе приготовления растворной или бетонной смеси. Она легко и равномерно распределяется по всему объему, создавая пространственное армирование, препятствующее образованию и развитию усадочных трещин.

Внешнее армирование композитными материалами — усиление конструкций осуществляется путем внешнего арми­рования особо высокопрочными стекло- и углепластиками. Армирующие накладки создаются путем наклейки на отре­монтированную поверхность конструкции нескольких слоев лент. Для наклейки используются специальные эпоксидные составы, обеспечивающие надежное сцепление с основани­ем и долговечность. В зависимости от количества наклеива­емых слоев ткани несущая способность конструкций может быть восстановлена в первоначальном объеме, либо суще­ственно увеличена. Накладки из композиционных материа­лов обладают высокой прочностью (до 3500 МПа), коррози­онной стойкостью, отсутствуют размерные ограничения по их применению, для выполнения работ не требуется сложное оборудование и оснастка. Внешнее армирование может быть применено и для усиления строительных конструкций из де­рева, кирпича, металла.

Polyseal — высокоэффективное «дышащее» покрытие для защиты от атмосферных воздействий и действия кис­лот, солей и антиобледенителей. Защищает железобетонные, кирпичные и каменные поверхности от ультрафиолетово­го излучения, солей, жиров, масел, щелочей, мягких кислот и детергентов и повышает химическую стойкость конструк­ций к воздействию агрессивных сред.

Некоторые примеры применения технологии ремонта и усиления строительных конструкций

 

Рис. 3. Применение шпренгельной системы для усиления пролетных конструкций причала

Разработанная система конструктивного ремонта строи­тельных конструкций применена на более 400 объектах. При этом система внешнего армирования применена более нем на 300 объектах. Основные проблемы, решаемые при ремон­те конструкций связаны:

  • с предотвращением коррозии стержневой ненапряжен­ной и преднапряженной арматуры, в том числе пучков и канатов;
  • с восстановлением поврежденного бетона;
  • с усилением конструкций разными методами, в том числе с использованием внешнего армирования ком­позиционными материалами;
  • с защитой конструкций от агрессивного воздействия внешней среды.

Примеры использования комплексной технологии кон­структивного ремонта приведены ниже.

РЕМОНТ И УСИЛЕНИЕ ПРИЧАЛА № 9 НОВОРОССИЙСКОГО МОРСКОГО ТОРГОВОГО ПОРТА

Необходимость ремонта была вызвана значительным по­вреждением защитного слоя бетона (рис. 1), проникновени­ем хлоридов, значительным коррозионным повреждением рабочей арматуры. При ремонте реализовались следующие операции:

  • удаление поврежденного бетона;
  • обработка поверхности бетона мигрирующим ингиби­тором коррозии MCI-2020, а обнаженной арматуры — грунтом-преобразователем ржавчины l\IR:
  • восстановление поврежденного бетона методом мокро­го торкретирования полимерцементной бетонной смеси (рис. 2) с введением в смесь суперпластификатора С-3, акрилового латекса, полипропиленовой фибры, мигри­рующего ингибитора коррозии MCI-2000;
  • защита отремонтированной поверхности

Для усиления конструкции использовалась шпренгельная система усиления преднапряженными канатами (рис. 3).

По этой технологии без усиления было отремонтировано более 40000 мг поверхности причалов Новороссийского мор­ского торгового порта и судоремонтного завода. Применение этой технологии значительно увеличило межремонтный пе­риод до 10-12 лет.

Комплексным примером применения технологии ремон­та и усиления конструкций причалов является восстановление эксплуатационных свойств бортовой балки на причале № 9 НМ~П (рис. 4).

Рис. 4. Ремонт и усиление бортовой балки

Рис. 5. Изготовление опалубочной плиты

Рис. 6. Опалубочная плита с фермами усиленной углепластиковыми накладками

После аварийной швартовки судна бортовая балка была повреждена, сорвана с опор и затонула.

После ее подъема со дна моря она была отремонтирована по указанной выше тех­нологии и усилена углепластиковыми накладками.

Применение усиления углепластиковыми накладками эффективно было использовано при замене пролетных стро­ений причалов. Так, на причале № 18 НМТП износ пролетно­го строения из-за коррозии арматуры, повреждения бетона не позволял использовать причал по назначению. Возмож­ными вариантами строительства новых пролетных строений причалов являлись разборка старого пролетного строения, установка с упором на дно моря опор новой опалубки и бе­тонирование нового пролетного строения. При этом высота пролетного строения составляла более 1 м. Нами был пред­ложен альтернативный вариант, заключающийся в следую­щем. После разборки старого пролетного строения на ригели устанавливаются предварительно изготовленные на поли­гоне железобетонные ребристые плиты толщиной 100 мм, предварительно усиленные углепластиковыми накладка­ми (рис.5). Далее на ребра плиты устанавливаются метал­лические фермы (рис. 6). После установки плиты на место монтируется проектная арматура, устанавливается боковая опалубка, и конструкция бетонируется. Применению этой технологии предшествовало экспериментальное исследова­ние. При бетонировании одной плитой длиной 12 м прогиб от нагрузки свежеуложенного бетона толщиной 1,2 м не превы­шал 4 мм. Таким образом, была обеспечена жесткость и трещиностойкость плиты и существенно сокращены затраты на возведение новых пролетных строений. Это проектное реше­ние не только успешно внедрено, но и защищено патентом.

Комплексная технология конструктивного ремонта и уси­ления успешно внедряется в промышленно-гражданском строительстве. Только за последнее десятилетие с помо­щью технологии и материалов ИПЦ «ИнтерАква» были вы­полнены работы по ремонту и усилению конструкций на гидротехнических сооружениях и промышленных объектах; Загорская ГАЭС-2 (усиление балки компенсаторов железобетонньх напорных трубопроводов), мосты через р. Кехту (Архангельская область), р. Киржач Московской области, р. Мешу в Татарстане; путепровод на пересечении автомаги­страли «Кавказ» и автомобильной дороги Темрюк — Крас­нодар — Кропоткин (проект); бассейны в Перми, Соликам­ске, Обнинске, производственно-промышленные комплексы в разных регионах России — «Лукойл», «Сильвинит», «Са­лаватнефтеоргсинтез», Ново-Соликамский калийный завод, «Куйбышевазот». аэропорт «Домодедово», «Уралкалий», Но­вороссийский морской торговый порт. Гидроизоляционные работы выполнены более чем на 1000 объектах: градирни, насосные станции, очистные сооружения, трубы, резервуары и многие другие сооружения.

Надежность и безопасность объектов гарантирована ка­чеством используемых материалов, научно обоснованной и многократно проверенной в практике технологией, высо­ким профессионализмом каждого сотрудника и общей ор­ганизационной культурой компании. ИПЦ «ИнтерАква» от­личается высоким производственным и научно-техническим потенциалом. Здесь работают 2 лауреата премии Совета Ми­нистров СССР, доктор технических наук, кандидаты техниче­ских наук и другие высококвалифицированные специалисты, имеющие большой практический опыт. В постоянном шта­те фирмы опытные руководящие и линейные инженерно- технические работники. Компания имеет несколько патентов на авторские изобретения, в 2006 году совместно с НИИЖБ компанией «ИнтерАква» было разработано «Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными ма­териалами».

За почти 20-летний период деятельности ИПЦ «ИнтерАква» выполнены работы более чем на 2000 объектах в Москве и ряде регионов России.