Расширяющийся цемент для заделки трещин: Расширяющийся цемент для заделки трещин

Расширяющийся цемент для заделки трещин: Расширяющийся цемент для заделки трещин

Содержание

Расширяющийся цемент, производство и применение расширяющегося цемента.

Расширяющийся цемент – продукт, получаемый тщательным смешиванием глиноземистого цемента или цемента и расширяющиеся добавки. Отличительное свойство расширяющихся цементов – способность к расширению в процессе схватывания и твердения. Расширение цементного камня основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция.

Расширяющиеся цементы изготовляют несколько видов: гипсоглиноземистый водонепроницаемый расширяющийся цемент – на основе глиноземистого цемента, расширяющийся цемент, напрягающий цемент – на основе цемента.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент (ГОСТ 11052-74) – быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). По прочности гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, как и обычно глиноземистый, делится на марки 400 и 500.

Прочность гипсоглиноземистого цемента увеличивается в основном в течении первых трех суток твердения, в последующем прочность цемента повышается незначительно.

Морозостойкость растовра на гипсоглиноземистом цементе состава 1:2 (цемент: песок) составляет около 200 циклов попеременного замораживания и оттаивания в пресной воде.

Коррозионная стойкость этого цемента в растворах сульфатов очень высокая, а в растворах хлористых солей ниже, чем глиноземистого цемента.

Применяют расширяющийся гипсоглиноземистый цемент для изготовления безусадочных и расширяющихся водонепроницаемых растворов и бетонов, гидроизоляционных штукатурок, для заделки стыков сборных бетонных и железобетонных конструкций, их омоноличивания и усиления.

Расширяющимся цементом  называется продукт, получаемый тщательным смешением глиноземистого цемента или цемента и расширяющейся добавки.

При твердении обычных цементов в условиях недостаточной влажности наблюдаются усадочные деформации вследствие высыхания и уплотнения коллоидальных продуктов гидратации цементов. Величина усадочных деформаций зависит от состава цемента. В ряде случаев, когда усадочные деформации недопустимы, необходимо применять безусадочный болтов, устройства торкретных и других гидроизоляционных покрытий на трубах и подземных сооружениях, для получения плотных стыков в сборных бетонных и железобетонных конструкциях, для заделки трещин, для омоноличивания и усиления конструкций и не которых других строительных нужд.

Все расширяющиеся цементы являются смешанными и состоят из основного вяжущею вещества и расширяющейся добавки, в которую в свою очередь могут входит несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющейся добавки или в результате взаимодействия их с частью основного вяжущего происходит расширение, которое на определенной стадии заканчивается или приостанавливается вследствие твердения основного вяжущее. Полученная расширенная структура при этом стабилизируется.

Известны несколько видов расширяющихся цементов: на основе глиноземистого цемента — водонепроницаемый расширяющийся цемент, гипсоглиноземистый; на основе цемента — расширяющийся цемент, напрягающий цемент и т. д.  

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ), предложенный В. В. Михайловым,- быстросхватывающееся и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое путем совместного помола или тщательного смешения тонкоизмельченных глиноземистого цемента и расширяющейся добавки, состоящей из высокоосновных (четырехкальциевых) гидроалюминатов кальция и полуводного гипса. Дозировка компонентов расширяющегося цемента примерно следующая: 70% глиноземистого цемента, 10% высокоосновных гидроалюминатов и 20% строительного гипса (высокопрочного или обычного).

Высокоосновные гидроалюминаты кальция получают следующим образом: глиноземистый цемент и известь-пушонку в пропорции 1: 1 по весу затворяют 30% воды по весу и после 48-часового выдерживания варят, перемешивая, при температуре 120-150°C в течение 5-6 ч. Полученный материал сушат, измельчают в шаровой мельнице, после чего в той же мельнице его смешивают — с обычным или высокопрочным строительным гипсом и глиноземистым цементом.

Расширение этого цемента основано на росте кристаллов образующегося при их твердении гидросульфоалюмината кальция. Происходит оно в начальной стадии твердения, когда масса еще может деформироваться. Протекающее при этом твердение основного компонента — глиноземистого цемента ста6илизирует (приостанавливает) через определенный период (1-2 суток) увеличение объема расширяющейся добавки.

В процессе твердения расширяющегося цемента образуется более плотный цементный камень, значительно менее водопроницаемый, чем при твердении, обычного цемента. Таким образом, расширяющиеся цементы являются одновременно и водонепроницаемыми.

Согласно СНиП водонепроницаемый расширяющийся цемент ВРЦ должен быть размолот так, чтобы остаток на сите  №008 не превышал 25%, начало схватывания должно наступать не ранее 4 мин, а конец не позднее 10 мин. Для замедления схватывания расширяющегося цемента добавляют виннокаменную и уксусную кислоту, буру и сульфитно-спиртовую барду.

Предел прочности при сжатии куJ6иков размером 2х2х2 см из цементного теста 1:0 через 12 ч ,не менее 75; через 3 суток не менее 300 и через 28 суток не менее 500 кг/см2.

Величина относительного линейного расширения твердеющих образцов из цементного теста нормальной густоты в возрасте одних суток при погружении в воду через час после затворения должна находиться в пределах 0,3-1%, а при хранении на воздухе в течение одних суток должна составлять не менее 0,05%, а в течение 28 суток не менее 0,02%. Через сутки твердения образцы должны быть полностью водонепроницаемы при гидростатическом давлении до 6 атм.

По В. В. Михайлову, возможно изготовление и водонепроницаемого безусадочного цемента ВБЦ, в состав которого входят примерно 85% глиноземистого цемента;  10% гипса и 5% извести. Согласно СНиП остаток на сите №008 для этого цемента должен 6ыть не более 15%, начало схватывания должно наступать не ранее 1 мин, а конец не позднее 5 мин. Предел прочности при сжатии кубиков размером 2х2х2 см из цементного теста через 2 ч должен быть не менее 50; через 6 ч 125; через 3 суток 250 и через 28 суток 300 кг/см2. Величина относительного линейного расширения цемента ВБЦ при погружении в воду должна через 1 сутки находиться в пределах 0,01-0,1 %.

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, предложенный И. В. Кравченко, является быстротвердеющим гидравлическим вяжущим, получаемым совместным тонким измельчением высокоглиноземистых шлаков (70%) и природного двуводного гипса (30%). В этом случае образование гидросульфоалюмината кальция протекает в результате взаимодействия с сульфатом кальция низкоосновных гидроалюминатов кальция, образующихся при гидратации глиноземистого цемента. При твердении гипсоглиноземистого расширяющегося цемента на воздухе необходимо увлажнять изготовленные из него растворы и бетоны в течение первых трех дней после затворения водой.

Согласно СНиП начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступать не ранее 20 мин, а конец не позднее 4 ч после затворения, остаток на сите № 008 — не более 10%. Марки гипсоглиноземистого цемента: 300, 400 и 500 (предел ,прочности при сжатии через 3 суток образцов жесткой консистенции из раствора 1:3). Через сутки прочность составляет соответственно 250, 350 и 450. Величина относительного линейною расширения твердеющих образцов цементного теста из гипсоглиноземистого цемента должна составлять не менее 0,15 и 0,1 % соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15 % через сутки при погружении в воду (через 1 ч после конца схватывания), а также не менее 0,3% и не более 1% через 28 суток такого же водного режима твердения. Водонепроницаемый расширяющийся цемент и гипсоглиноземистый расширяющийся цемент не рекомендуется применять для производства строительных работ при температуре ниже 0 0С без обогрева, а также при эксплуатации конструкций в условиях температуры выше +80 0С.

Французский ученый Лосье предложил получать расширяющийся, а также безусадочный цемент из трех компонентов:

1) цемента, составляющего основу этого цемента;

2) сульфоалюминатного цемента, являющегося расширяющейся добавкой;

3) стабилизатора в виде шлака, вступающего в реакцию через определенный период твердения и приостанавливающего расширение цемента путем поглощения одного из компонентов расширяющейся добавки — сульфата кальция. Сульфоалюминатный цемент состоит из алюминатов кальция, сульфата кальция и небольшого количества двухкальциевого силиката и ферритов кальция. Он получается путем обжига при 1200-1300°С смеси, состоящей из 50% гипса, 25% железистого боксита и 25% мела, и последующего помола полученного клинкера. Причиной расширения цемента Лосье является образование трехсульфатной формы гидросульфоалюмината.

П. П. Будниковым, Т. Г. Скрамтаевым и И. В. Кравченко предложен гипсо-шлакоглиноземистый расширяющийся цемент, состоящий из 45% глиноземистого цемента, 25% основного гранулированного доменного шлака и 30% двуводного гипса.

Расширяющийся цемент (РЦ), предложенный И. В. Кравченко, является гидравлическим вяжущим веществом, быстро твердеющим при пропаривании. Получают его путем совместного помола портландцементного клинкера (60-65%), высокоглиноземистых Хшлаков (5-7%), двуводного гипса (7-10%) и гидравлической добавки (20-25%).

Расширение РЦ основано на образовании гидросульфоалюмината кальция. В первый период твердения обычного цемента образуется такое количество гидросульфоалюмината кальция, которое не может обеспечить его расширение. Добавка высокоглиноземистых шлаков (глиноземистого цемента) и гипса способствует увеличению количества возникающего гидросульфоалюмината. Гидравлическая добавка понижает концентрацию СаО в жидкой фазе, обеспечивая более быстрое растворение алюминатов кальция и образование гидросульфоалюмината путем кристаллизации из раствора в первый период твердения.

Гидросульфоалюминат кальция образуется с большей скоростью при 60-80 0С, поэтому пропаривание при этих температурах значительно ускоряет твердение РЦ.

Используемый в производстве РЦ цементный клинкер должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и не менее 45% С3S. Высокоглиноземистые шлаки (глиноземистый цемент) могут быть заменен бокситом.

Начало схватывания РЦ не ранее 30 мин, а конец не позднее 12 ч. Марки — 400, 500 и 600 (при испытании на прочность при сжатии через 28 суток образцов из раствора жесткой консистенции). Величина относительного линейного расширения образцов из цементного теста должна составлять не менее 0,15 и 0,1% соответственно через 1 и 28 суток комбинированного водно-воздушного твердения и не менее 0,15% через 1 сутки водного твердения; через 28 суток хранения в воде она должна составлять 0,3-1%. Образцы из бетонной смеси, должны обнаруживать полную водонепроницаемость при рабочем давлении 1 атм.

Напрягающий цемент (НЦ), предложенный В. В. Михайловым и его сотрудниками, представляет собой быстросхватывающееся и быстротвердеющее вяжущее вещество, получаемое путем тонкого измельчения смеси, состоящей из 65% цемента, 20% шлака глиноземистого цемента и 15% гипса. Он предназначен для железобетонных конструкций, арматура которых должна быть напряжена в нескольких направлениях (двухосное и трехосное напряженное армирование). Такое напряжение арматуры механическим путем связано с большими затруднениями.

Расширяющиеся цементы увеличиваются в объеме лишь в начальный период твердения, когда прочность бетона еще недостаточна, чтобы «увлечь» арматуру и сообщить ей предварительное напряжение. При твердении НЦ сначала возникает низкосульфатная форма гидросульфоалюмината (3СаО*Аl2О3*CaSO4*12Н2О), которая затем переходит в высокосульфатную (3СаО*Аl2О3*3CaSO4*31Н2О). Этот переход вызывает значительное расширение цемента, достигающее 3%. При этом сильно уплотняются поры бетона, он расширяется и натягивает строительную арматуру. После образования высокосульфатного гидросульфоалюмината дальнейшего расширения не происходит и при правильной рецептуре недопустимых вредных напряжений не возникает.

Процесс расширения НЦ ускоряется при пропаривании в течение 5-6 ч. При этом расширение заканчивается в течение нескольких суток после пропаривания.

Начало схватывания НЦ 2-5 мин, а конец 4-7 мин. Замедляют схватывание добавки сульфитно-спиртовой барды и виннокаменной кислоты. Предел прочности при сжатии через 1 ,сутки 200-300 кг/см2.

Напрягающий цемент целесообразно применять для производства напорных железобетонных труб и некоторых других тонкостенных железобетонных изделий.

Расширяющийся (саморасширяющийся) цемент: применение и виды

Если обычные виды раствора при высыхании значительно теряют в объеме, расширяющийся цемент увеличивается. Это позволяет заполнить внутренние пустоты, заделать трещины и достичь нужного уровня герметизации.

В процессе изготовления используется глиноземистый цемент или другие виды, обогащенные специальными добавками. Эффект расширения достигается за счет роста кристаллов в процессе твердения.

Товар должен соответствовать ГОСТу 11052-74.

Характеристики и виды

Саморасширяющийся цемент может быть нескольких видов:

  • Гипсоглиноземистый. При производстве берется двуводный сульфат кальция и клинкер. Два компонента мелко перемалываются и смешиваются между собой. Первые признаки схватывания начинаются на 20 минуте. На завершение процесса уходит около 3-4 часов в зависимости от температуры и окружающей влажности. До полного затвердевания нужно ждать не менее 70 часов. Главное преимущества раствора – он безусадочный.
  • Водонепроницаемый. При производстве используется алюминат кальция, глиноземистый цемент и гипс. Три компонента измельчаются и перемешиваются. Материал очень быстро схватывается – процесс начинается уже на четвертой минуте. Благодаря влагоупорности, такой вид смеси часто применяют при возведении и отделке подземных резервуаров.
  • Расширяющийся РПЦ 20. В составе еще больше компонентов – это портландцемент, доменный и глиноземистый шлак, сульфат кальция. На схватывание уходит примерно 12 часов. До твердения нужно будет ждать около 80 часов. Пропаривание может сократить это время в два или два с половиной раза. Стройматериал подойдет для создания гидротехнических сооружений.
  • Напрягающийся. Гипс, глиноземистый и портландцемент – вот три основных компонента этой смеси. Главная особенность прописана в названии – изделия, созданные из такого раствора можно напрягать, использовать в трубах и на участках с большим давлением, сильными нагрузками.

Преимущества и недостатки

К списку преимуществ относятся:

  • Хорошее прилегание к краям пустот за счет плавного расширения.
  • Адгезия к материалам разного типа.
  • Высокий уровень морозостойкости – материал переживает не менее полутора тысяч циклов заморозки и разморозки.
  • Устойчивость к российскому климату, возможность использования на открытом воздухе.
  • Допустимость заливки при отрицательных температурах.

В список достоинств, обусловивших обширное применение раствора на расширяющемся цементе, входит его стойкость к агрессивным средам и воде.

Но есть у продукта и минусы. Основной – достаточно высокая стоимость строительной смеси. Если вы купили упаковку продукта, ее нужно истратить не более чем за три месяца. Использование после окончания срока годности и нарушение герметизации упаковки не допускаются.

 

Покупать товар нужно только у проверенного производителя. За счет того, что смесь сложно проверить в момент покупки, часто поступают сообщения о подделке.

Применение

Технические характеристики расширяющегося цемента позволяют применять его во множестве областей:

  • Заделка трещин. Допускается работа даже с глубокими повреждениями. Раствор затекает внутрь, схватывается и постепенно начинает расширяться. За счет увеличения объема и постепенного твердения материала равномерно заполняются даже крупные повреждения.
  • Строительство подземных сооружений и резервуаров. Использование объясняется тем, что материал дает малую усадку, есть полностью влагонепроницаемые марки. Даже при постоянном контакте с грунтовыми водами не происходит расширения, появления тещин, крошения и других дефектов.
  • Ремонт поверхностей. Особенность материала позволяет покрывать неровности любого типа. С раствором удобно работать – хорошая адгезия позволяет наносить его ровным слоем.

Продукцию можно использовать при создании гидротехнических сооружений, возведении тоннелей и шахт, обеспечении правильного прилегания железобетонных плит. И это – только часть областей применения.

Маркировка

Маркировка состоит из сочетания букв и цифр. Буквы означают тип использованного при изготовлении смеси цемента:

  • ВРЦ – водонепроницаемый;
  • РЦ – расширяющийся;
  • НЦ – напрягающийся;
  • ГГРЦ – гипсоглиноземистый.

Далее прописывается класс прочности. Зная особенности разных типов продукции, можно подобрать товар под нужную область использования.

Если вас интересуют поставки крупных объемов смеси с гарантией качества, звоните нам. Обеспечиваем быструю отгрузку со склада в Санкт-Петербурге.

чем заделать, виды, инъецирование, технология ремонта трещин

Бетон – универсальный строительный материал, применяемый практически во всех отраслях строительства. Бетонные конструкции прочные и долговечные, но под воздействием атмосферных явлений, статических и динамических механических нагрузок, коррозии арматуры они разрушаются. Об этом свидетельствуют трещины, дыры, сколы. Своевременное устранение этих дефектов позволит существенно продлить эксплуатационный период бетонной или железобетонной конструкции.

Виды трещин и других дефектов в бетоне

Трещины появляются на крупных и небольших строительных объектах, подвергающихся усиленным нагрузкам или разрушающихся под собственным весом, расположенных в умеренных или экстремальных климатических условиях. Дефекты классифицируют по нескольким признакам:

  • Сквозные и поверхностные, которые могут быть глубокими и неглубокими.
  • По ширине – трещины в бетоне могут быть волосяными (до 1 мм), средними (1-10 мм), широкими массированными (свыше 10 мм).
  • По отношению к арматуре – с ее частичным или полным обнажением либо без обнажения арматурных стержней. Последний вариант возможен, если дефекты расположены по краям конструкции или между арматурными элементами.
  • По расположению – локальные, по всей поверхности, на краях и углах.
  • По времени появления – первичные трещины, образованные при гидратации или во время усадочных процессов в бетоне, и вторичные, которые возникли во время эксплуатации.
  • По воздействию на целостность объекта – не оказывающие влияния, уменьшающие прочность (5-50%), разрушающие (падение уровня прочности конструкции превышает 50%).

Выбор технологии заливки зависит от размера и характера трещин в бетоне.

Этапы ремонтных работ при заделке трещин затирочным/заливочным способом

При обнаружении дефектов следует:

  • Осмотреть всю строительную конструкцию для выявления проблем.
  • Определить характер дефектов (поверхностные, сквозные, микроскопические, массированные), ширину раскрытия, степень обнажения арматурных элементов.
  • Подобрать ремонтный состав в соответствии с данными обследования.
  • Раскрыть трещину в бетоне путем удаления непрочных частиц с помощью щетки и пылесоса перед тем, как устранить дефект.
  • Если дефект раскрыл арматуру, то необходимо щеткой для металла очистить ее от продуктов коррозии и обработать антикоррозионным составом.
  • Мелкие трещины раскрыть до состояния, в котором их можно заполнить ремонтным составом. Крупные трещины в бетоне с шириной раскрытия более 4 мм – подготовить к укреплению. Для этого поперек щели в бетонном элементе делают бороздки для укладки в них армирующей проволоки.
  • Ремонтируемую поверхность обработать грунтовкой, которая повышает адгезию ремонтного состава к основе.
  • Заделать щели. Чаще всего для этой цели используются цементно-песчаные смеси с расширяющимся цементом заводского приготовления. При решении вопроса о том, чем залить трещину в бетоне – в стяжке и швах между плитами перекрытий, – можно выбрать смесь, состоящую из жидкого стекла (20% от общей массы), цемента (20%), песка (60%).

 

Если дефекты крупные, то их устраняют поэтапно. Отремонтированную трещину в бетоне после заливки затирают, поверхность выравнивают. Для повышения качества ремонта на бетонный элемент наносят защитное покрытие, например штукатурный слой.

Инъецирование – эффективная и надежная технология ремонта бетонной поверхности

Технология инъецирования заключается в нагнетании в щели специальных составов под сильным напором. Она применяется для ремонта поверхностей подвалов, тоннелей, фундаментов. Особенно актуальна эта методика для восстановления характеристик блочных фундаментов. Инъекционная технология является наиболее эффективной и надежной.

Для инъецирования трещин в бетоне используются составы трех типов:

  • Смолы – эпоксидные и полиуретановые. Применяются для ликвидации небольших трещин. Полиуретановые смолы не только заполняют трещины, но и существенно повышают гидроизоляционные характеристики конструкции. С их помощью можно обрабатывать дефекты, находящиеся во влажном состоянии, справляться с течью. Эпоксидными составами можно заделать трещины в бетоне, если конструкция эксплуатируется в контакте с химически активными средами. Эти смеси быстро схватываются, образуя с бетоном или кирпичом практически цельную структуру.
  • Полицементные материалы (микроцементы). Такие составы, основой которых служит портландцемент особо тонкого помола, используются при значительных повреждениях. В качестве вспомогательных компонентов применяют карбонатно-кварцевый наполнитель, известь и другие добавки.
  • Гидроизолирующие растворы. Полиуретановые материалы хорошо справляются с дефектами, возникшими на влажных участках. Они могут использоваться в канализационных и водопроводных коммуникациях. Акриловые гели отличаются хорошей текучестью и способностью увеличиваться в объеме в несколько раз при контакте с влажной средой. Акриловые составы не только заполняют дефекты, но и подсушивают близлежащие участки.

Для инъецирования необходимо специализированное оборудование:

  • Инъекционные насосы. Производители предлагают различные модели, предназначенные для применения определенных инъекционных составов. Для небольшого объема работ можно выбрать ручной бюджетный насос.

  • Пакеры для инъецирования. Это специальные трубки, с помощью которых растворы вводят вглубь бетонного элемента.

Заделка трещин в бетоне с помощью саморасширяющихся шнуров

Этот метод подходит для ремонта дефектов, возникающих на поверхности чаш бассейнов, для восстановления наружных стен и монолитных фундаментов. Этапы ремонтных работ:

  • Разделка трещины с удалением непрочных элементов и пыли.
  • Замер ширины и глубины трещины.
  • Выбор подходящего по размеру саморасширяющегося шнура или ленты.
  • Укладка шнура или ленты в подготовленную полость.
  • Заполнение оставшегося пространства полиуретановым герметиком с помощью монтажного пистолета.

 

Существенное преимущество такого способа – возможность проведения работ при отрицательных температурах.

Ремонт бетонных и железобетонных конструкций с помощью торкретирования

Это способ нанесения под высоким давлением плотной и прочной цементно-песчаной смеси. Материал заполняет все трещины, раковины, сколы. Защитное покрытие укрепляет поверхность, защищает ее от негативных воздействий, продлевает эксплуатационный период. Торкретирование применяется для ремонта фундаментов, подземных сооружений, наружных поверхностей зданий.

Работы могут проводиться по двум схемам – сухой и мокрой.

  • Сухой способ. На ремонтируемую поверхность сухая смесь на основе цемента и вода подаются по разным гибким рукавам. Давление создает сжатый воздух, вырабатываемый компрессором. Компоненты смешиваются в сопле и поступают на ремонтируемую поверхность со скоростью 170 м/с. Преимущества этой технологии – высокая плотность и прочность получаемого защитного слоя, толщина которого может достигать 60 мм, хорошая производительность, возможность обработки труднодоступных участков с дальнего расстояния. Минусы – сильное загрязнение места проведения работ, необходимость в дополнительном покрытии отремонтированной поверхности, высокие требования к квалификации оператора.
  • Мокрая технология. В этом случае готовая ремонтная смесь подается бетононасосом. Плюсы – однородность состава, равномерное распределение слоев, экономный расход раствора. Финишную обработку можно осуществлять сразу после торкретирования. Материал, отскочивший от поверхности, пригоден для других строительных целей. Этот способ можно применять даже в закрытом помещении, поскольку раствор подается с близкого расстояния.

При эксплуатации бетонных и железобетонных конструкций необходимо периодически обследовать поверхности, поскольку устранить небольшие трещины гораздо проще, быстрее и дешевле, чем проводить масштабный ремонт с привлечением специалистов и сложного строительного оборудования.

чем и как заделать на улице и в помещении?

Бетон является универсальным строительным материалом. Он обладает уникальными прочностными характеристиками и применяется для возведения зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве. Конструкции из бетона хотя и являются долговечными изделиями, но и они под воздействием различных нагрузок и в результате атмосферного влияния начинают разрушаться. Процесс разрушения бетонных основания начинается с появления трещин и сколов, а поэтому своевременное устранение этих проблем позволит существенно увеличить срок службы конструкции.

Деформация бетонных изделий происходит по следующим причинам:

  • изменение характеристик материала в связи с усадочными процессами;
  • механическое воздействие;
  • резкие перепады температуры;
  • коррозия внутренней арматуры.

Для производства ремонта своими руками на различных объектах (гараж, производственные здания, подсобные помещения, квартира, загородный дом, дача), используют следующие составы:

  • ЦПС, для удаления небольших трещин;
  • смеси, в состав которых входит эпоксидная смола;
  • герметики и саморасширяющиеся погонные изделия;
  • растворы с добавлением жидкого стекла;
  • готовые смеси для производства строительных и отделочных работ.

Эпоксидная смола

Ремонтные составы для заделки трещин в бетоне на основе эпоксидной смолы применяются для устранения небольших трещин в монолитном основании, также эту смесь можно использовать для ремонта фундамента в частном доме.

Выполнение работ по устранению дефектов состоит из трех этапов:

  1. Очистка участка от мелких фракций.
  2. Просушивание проблемного участка.
  3. Заполнение трещины эпоксидной смолой.

Зачистка проблемного участка производится с помощью жесткой металлической щетки. Обработать необходимо внутреннюю часть и поверхность вокруг щели. Удаление мелких фракций и пыли выполняют с помощью продувки, после чего можно подсушить участок строительным феном.

Прежде чем заделать трещины в бетоне на улице с применением эпоксидных составов, необходимо разместить специальные насадки по всей длине проблемного участка с разбежкой в 30 см. Установку насадок по высоте стены начинают с нижнего участка трещины, отступив от уровня отмостки 30 см.

Эпоксидный клей образуется при смешивании смолы с отвердителем. Эту массу впрыскивают внутрь разлома через насадки, начиная с самой нижней. Полную прочность раствор набирает в течение пяти дней, после чего насадки удаляют (срезают), а поверхность отремонтированного участка затирают с применением эпоксидного раствора.

Жидкое стекло

Чтобы устранить небольшие трещины в стяжке, а также для маскировки швов между плитами перекрытий, рекомендуют использовать смесь для заделки трещин в бетоне с добавлением жидкого стекла.

Готовят специальный раствор:

  • жидкое стекло – в объеме 20% от общей массы;
  • цемент – в объеме 20% от общей массы;
  • песок – в объеме 60% от общей массы.

Все ингредиенты тщательно перемешиваются с добавлением воды до образования требуемой консистенции. Смесь должна быть довольно густая и вязкая.

Герметики

Эффективно устранить трещину практически любого размера можно, используя герметик для трещин в бетоне. Эластичный материал плотно закупоривает дефект, расширяясь в объеме.

Процесс подготовки также подразумевает очистку проблемного участка от крупных и мелких фракций, но перед использованием герметика необходимо увлажнить основание и нарезать небольшие бороздки для лучшего сцепления герметика с бетоном.

Силиконовый герметик.

Саморасширяющиеся шнуры

Данный метод применяется для проведения ремонтных работ в чашах открытых бассейнов, для восстановления монолитных фундаментов и восстановления целостности наружных стен в помещениях производственного назначения.

Для производства работ понадобится подготовить участок, очистив его от мелких фракций и пыли, замерить глубину и ширину трещины и подобрать подходящий по размеру саморасширяющийся шнур или ленту.

В предварительно подготовленный шов укладывают шнур и заполняют оставшееся пространство полиуретановым герметиком из монтажного пистолета. Излишки герметика разравниваются шпателем, а после вставания материала поверхность проблемного участка зашлифовывается.

Данный метод устранения дефектов бетонных поверхностей позволяет подобрать шнур для заделки любой трещины, что обеспечивает полную герметичность шва и длительный срок службы. Важная особенность метода заключается в возможности производства работ при отрицательных температурах.

Добавки в бетон

Для монолитных фундаментов, предназначенных для работы во влажных средах, а также для устройства чаш открытых бассейнов, применяют специальные добавки в бетон.

Гидрофобные кристаллы «Пенетрон Адмикс», используемые при приготовлении бетона, во влажной среде образуют непроходимую преграду воде, вследствие чего можно не опасаться появления трещин небольшого и среднего размера, которые могут привести к серьезным нарушениям целостности всего основания.

Методы заделки швов

Для ремонта трещин в бетоне используют следующие методы:

  1. инъектирование путем подачи раствора с помощью специальных механизмов в глубину трещины;
  2. использование специальных растворов на основе ЦПС с присадками из полимеров, с последующей обработкой ремонтируемой поверхности полиуретановыми герметиками;
  3. торкретирование с использованием специальных смесей на основе ЦПС с битумными присадками.

Наиболее эффективным способом устранить проблему считается инъектирование. Данный способ предусматривает предварительное высверливание глубоких отверстий, которые направляют под углом к проблемному участку.

Этапы интъектирования.

Специальными приспособлениями в эти отверстия нагнетают раствор на основе синтетических смол, который при наборе прочности позволяет устранить дефекты и существенно продлить срок службы конструкции.

Для борьбы с небольшими трещинами (до 4 мм) на объектах личного пользования (дача, квартира, балкон) используют ремонтные смеси на основе ЦПС и эпоксидного клея. При правильном приготовлении раствора происходит его быстрое схватывание, в результате чего дефект устраняется.

Размещение пакеров при иъектировании.

Чтобы укрепить конструкцию, в которой обнаружена трещина шириной более 4 мм, требуется применение раствора на основе жидкого стекла, для чего смешивают одну часть цемента, по три части воды и песка, и одну часть ЖС.

Чем лучше воспользоваться

Вид ремонтного состава зависит от расположения дефектной поверхности (вертикальное или горизонтальное), назначения помещения и условий эксплуатации бетонных поверхностей, а также времени года, в которое необходимо провести ремонт.

Для ремонта горизонтальных стяжек подойдут почти любые растворы, а для устранения проблемы на вертикальной стене подойдут только вязкие и густые растворы или саморасширяющиеся шнуры. Если предполагается восстановление бетонного основания в помещениях с высокой нагрузкой (боксы для грузовой техники), потребуются составы с высокими прочностными характеристиками.

Избежать проблем поможет информация на упаковке готовой ремонтной смеси.

Технология осуществления работ

Перед тем, как заделать трещины в бетоне, следует подготовить:

  • тяжелый молоток;
  • долото;
  • жесткая щетка с металлическим ворсом;
  • шпатель;
  • кисточка;
  • полутерок;
  • кельма;
  • куски арматуры длиной до 10 см.

Порядок производства работ:

  • На первом этапе необходимо тщательно проверить поврежденный участок и ликвидировать наметившиеся сколы с помощью долота и молотка. Место удаления скола подравнивают, трещину грубо обрабатывают по всей длине, немного расширяя ее.
  • Из трещины удаляют мелкие и крупные фракции бетона, используя грубую щетку, затем зачищают от пыли с помощью пылесоса. Шпателем производят дополнительное углубление шва, чтобы подготовить поверхность для прочного схватывания ремонтного раствора.
  • Если ширина трещины превышает 4 мм, рекомендуется применять местное армирование, для чего с помощью болгарки пропиливают поперечные перекрывающие канавки на длину до 10 см, в которые укладывают куски арматуры толщиной от 4 мм. Таким же образом подготавливают для ремонта сквозные трещины в основании пола или плит перекрытия потолка.
  • Если при подготовке проблемного участка обнаружены выходы арматуры на поверхность, необходимо зачистить металлические части с помощью шлифовальной бумаги и затем обработать раствором, защищающим металл от ржавления.
  • Перед нанесением ремонтного состава поверхность обрабатывается грунтовкой.
  • Следующим этапом готовится ремонтный раствор. Чаще применяют расширяющийся цемент для заделки трещин из ЦПС с присадкой из жидкого стекла. Данная смесь наносится на участок и увлажняется. При замазке глубоких трещин необходимо будет наносить раствор несколько раз, дожидаясь вставания каждого предыдущего слоя.
  • После высыхания ремонтного состава производят затирку шва, выравнивая поверхность проблемного участка.
  • Заливка трещин в горизонтальных поверхностях производится с превышением уровня ремонтного раствора над уровнем стяжки, так как при вставании смесь дает усадку. Излишки раствора удаляются шлифовальной машиной.

Выполнение работ по отремонтированной поверхности (укладка кровельного материала на крыше, настил финишного покрытия по наливному полу, облицовка наружной стены кирпичом) производится не ранее чем через 72 часа.

Видео по теме

Расширяющийся цемент

Одна из проблем обычного цемента в том, что смеси на его основе, застывая, дают небольшую усадку. Это создает некоторые трудности в финишных отделочных работах, в производстве и ремонте массивных бетонных изделий, заделке и гидроизоляции стыков бетонных конструкций и т.д. Расширяющийся цемент не имеет этого недостатка: в ранние сроки созревания такого цемента происходит увеличение объема смеси, которое компенсирует усадку.

Расширяющийся цемент состоит из смеси портландцемента или глиноземистого цемента (около 70% объема) с гипсом, гидроалюминатом кальция и другими добавками. Наличие в составе помола гипса уменьшает время схватывания цемента, поэтому расширяющийся цемент является также быстотвердеющим. Рост объема смеси по мере набора прочности связан с образованием кристаллов в результате реакции компонентов смеси с водой. Рост кристаллов, (и, как следствие – увеличение объема) происходит до тех пор, пока прочность образующегося цементного камня не останавливает этот процесс, для чего обычно требуется около 3-х суток.

При твердении расширяющегося цемента в ограниченном объеме происходит уплотнение смеси, которое позволяет получать строительный бетон с малой водопроницаемостью. Расширяющийся цемент широко используется в строительстве для заделки (омоноличивания) швов бетонных конструкций. Увеличение бетона в объеме способствует плотному прилеганию заливки к стыкуемым деталям, и гарантирует отсутствие усадочных трещин. Для твердения расширяющегося цемента необходима влажная среда. В условиях тепловлажностной обработки ЖБИ изделия из бетона на основе расширяющегося цемента набирают первоначальную прочность и готовы к распалубке вдвое быстрее, чем на основе обычного портландцемента.

На нашем сайте вы найдете информацию по множеству других видов цемента, а также прайс на продукцию холдинга Евроцемент, ведущего российского производителя цемента. Мы отгружаем портландцемент марок М400 и М500 навалом и в мешках в любых объемах.

Расширяющийся раствор (цемент)

Оглавление статьи:

Современный рынок стройматериалов непрерывно развивается, предлагая потребителям все новые и новые продукты широкой функциональности. Наиболее интересным по свойствам и эксплуатационным характеристикам является уникальный раствор, называемый в среде строителей и ремонтников расширяющимся цементом. Используемый в ремонтно-восстановительных работах для заполнения пустот, поврежденных участков, в бетонных конструкциях, кирпичной кладке и цементных слоях.

Расширяющийся раствор – особенный вид цемента, который при добавлении определенных компонентов увеличивается в объеме. Возведение монолитных железобетонных конструкций, строительство подземных сооружений – это далеко неполный перечень задач, с которыми легко справляется данный состав. Несмотря на высокую цену, он оптимален в качестве восстановительного материала, применение которого значительно снижает затраты на другие средства.

Универсальность этого средства делает его идеальным материалом для любого капитального или косметического ремонта, гидро и термоизоляции.  

Что входит в состав и как работает?

В основу материала входят глиноземистые материалы с расширяющими компонентами: сульфаты алюминия и хлористого кальция, гидросульфолюмипат кальция, гидрат окиси магния и другие элементы, обеспечивающие прочностные характеристики раствора.

Механизм действия материала выглядит следующим образом: сложные химические соединения под воздействием влаги вступают в реакцию распада, за счет чего раствор увеличивается в объеме. Так, порошок превращается в строительный материал, способный:

  • качественно заполнить трещины разной величины;
  • использоваться в качестве финишной штукатурки, повышающей адгезию;
  • выдерживать атмосферным изменения и химическое воздействие.

Главное преимущество расширяющегося раствора заключается том, что он засыхает, не давая усадки. Именно такое свойство обеспечивает возможность нанесения слоя толщиной до 10 см, который схватится и высохнет в течение суток. Особенность материала – постепенное внутреннее расширение, которое продолжается довольно долго, приводя к увеличению прочности состава. Высохший слой становится устойчив ко значительным температурным перепадам, обеспечивает отличное сцепление и способен выдерживать значительные весовые нагрузки.

При большом количестве плюсов саморасширяющийся раствор имеет минусы в виде высокой стоимости, засилья подделок на современном рынке стройматериалов и узком профиле использования материала.  

Где применяется?

  • склеивание железобетонных элементов;
  • заполнение микро и макротрещин;
  • изготовление наружной штукатурки для стен.

Обладая отличными свойствами сцепления поверхностей, расширяющийся цементный состав моментально впитывается в материал основы, заполняя поры конструкции изнутри.

При работе с материалом не требуются особенные навыки. В качестве катализатора используется обычная вода, а сама смесь, затвердевает в течение суток. Сфера применения такого материала в основном распространяется на промышленные объекты: водохранилища (дамбы, плотины, бассейны, колодцы) и водонапорные элементы, а также стяжки полов, фундаменты, цоколи и подвалы, где работа обычными материалами невозможна из-за повышенной влажности.

Обладая высоким гидроизоляционным коэффициентом, расширяющийся состав используется для возведения монолитных сооружений.  

Quellmörtel Extra и техника работы с ним

Quellmörtel Extra от немецкой компании Bostik ТМ HeyDi – расширяющийся быстроотвердевающий ремонтный безусадочный раствор, предназначение которого – заделка выбоин и дефектов в цементной штукатурке и бетоне, каменной кладке и других поверхностях, требующих заполнения полостей и трещин. Это сухая строительная смесь серого цвета, в основе которого находится цемент и армирующие волокна. Высокая прочность, хорошая адгезия, быстрота отвердения и полностью отсутствующий усадочный период – далеко не полный перечень преимуществ этого современного материала. Благодаря высоким эксплуатационным характеристиками Quellmörtel Extra используется не только для изоляции от избыточной влажности, но и в качестве ремонтного и огнезащитного раствора.

Самый удобный формат расширяющегося раствора Quellmörtel Extra – 25 килограммовый мешок, средний расход сухой смеси составляет 1,7 кг на 1 л заполняемого пространства.

Приготовление смеси

Расширяющийся раствор Quellmörtel Extra разводится водой из расчета 25 кг порошка на 4 литра воды, перемешивается для однородной пластичной консистенции и наносится на подготовленное основание. Срок «жизни» смеси составляет 30 минут, поэтому работать следует оперативно, ведь на 45 минуту раствор начинает отвердевать, после чего любые манипуляции бесполезны. Рабочая температура в помещении должна быть не меньше +5 и не больше +30 градусов, а основание должно быть не мокрым, а слегка увлажненным.

MasterEmaco A 640 / MACFLOW

Описание

MasterEmaco A 640 (прежнее название MacFlow) — cмесь сухая тонкодисперсная ремонтная расширяющаяся MasterEmaco A 640, представляет собой смесь Портландцемента и комплексной добавки, предающей пластифицирующие и расширяющиеся свойства и регулирующей их.

Преимущества MasterEmaco A 640 (MacFlow)

  • получение безусадочных инъекционных растворов с высокой текучестью, при низком водоцементном отношении;
  • получение бетонных смесей с высокой удобоукладываемостью, без введения дополнительных пластифицирующих добавок;
  • позволяет получить безусадочные бетоны и растворы;
  • позволяет получать бетоны и растворы с высокой ранней и конечной прочностью;

Области применения

  • Изготовление бетонов и растворов, применяемых для ремонта и строительства дорожных и аэродромных покрытий, мостовых конструкций и гражданских сооружений;
  • Монтаж анкеров в бетонных основаниях, а также в грунтах и скальных породах;

Получение инъекционных растворов, применяемых для:

  • инъекции трещин в бетонных и каменных конструкциях;
  • заполнения каналов, в которых находится напрягаемая арматура или анкера под высоким механическим напряжением;
  • инъекции грунтов;
  • Монтаж оборудования и металлоконструкций, в случае цементации пространства между бетонным основанием и металлическими элементами толщиной от 5 до 10мм.;
  • Цементация железобетонных элементов и конструкционных стыков.

Вся продукция, представленная на сайте, имеет необходимые сертификаты и лицензии. Специалисты компании «БалтМонолитСтрой» проконсультируют Вас по вопросам выбора и применения материалов.

Производитель: Master Builders Solutions www.master-builders-solutions.com
Официальный дилер по Северо-Западу: компания «БалтМонолитСтрой»
г. Санкт-Петербург, ул. Кораблестроителей, д.12/1
тел/факс: +7 (812) 309-71-79
[email protected]
www.emaco-spb.com

Перекрытие трещин — обзор

5.5.3.2 Волоконное покрытие

WIC полагаются на слабое соединение между волокном и матрицей, что способствует квазипластичности. Связанные с этим механизмы — это разветвление трещин, перекрытие трещин и вытягивание волокна. Тем не менее, следует иметь в виду, что связь волокна с матрицей по-прежнему должна быть достаточно прочной, чтобы обеспечить передачу нагрузки между ними. В этом смысле общий способ повлиять на характеристики интерфейса — это ввести в композит третий компонент, т.е.например, «достаточно слабая» граница раздела волокно – матрица за счет покрытия волокон. Это покрытие наносится перед обработкой композита, и помимо обеспечения слабой связи между волокнами и матрицей, они также могут защищать волокна от взаимодействия с матрицей и воздействия окружающей среды при эксплуатации. Последняя особенность может представлять особый интерес, поскольку значительная деградация волокна также может происходить из-за высоких технологий производства композитов. 52,53

Основной подход, используемый для покрытия волокон Ox-CMCs, заключается в использовании оксидов, которые слабо связываются с другими оксидными керамическими материалами, в частности, с обычно используемыми волокнами на основе оксида алюминия и муллита.Хороший опыт был сделан с фосфатами редкоземельных элементов, особенно с ламонацитом (LaPO 4 ). 54,55 Монацит действует как слабое покрытие, которое способствует прогибу трещин, и его эффективность повышается за счет пластической деформации монацита во время скольжения волокно-матрица. 56 Кроме того, эти соединения не разлагаются до температуры плавления около 2000 ° C, 57 и обладают хорошей термохимической совместимостью с промышленными оксидными волокнами. 58,59 Таким образом, покрытие La-монацит может быть успешно применено не только для композита с относительно плотной матрицей, 60–62 , но и для Ox-CMCs с пористой матрицей. 63,64 В литературе можно найти несколько примеров нанесения покрытий на основе монацита на волокна Nextel 610 и 720, от покрытий из чистого ла-монацита 65 до множественных покрытий из пористого поликристаллического ла-монацита с тонкими слоями. из AlPO 4 , 66 и двухфазного покрытия монацит / ксенотим. 67 В качестве альтернативы LaPO 4 , оксидные покрытия, такие как шеелит (CaWO4), 68 фосфат неодима (NdPO 4 ), 69,70 фосфат алюминия (AlPO 4 ), 71,72 Церий (CeO 2 ), 73 и другие ортофосфаты редкоземельных элементов 74,75 также, как сообщается, обеспечивают слабую поверхность раздела с оксидными волокнами.

Другая концепция WIC основана на механизмах CMC с пористой матрицей путем создания покрытия из пористого волокна.Некоторые оксидные материалы могут использоваться в качестве пористых покрытий, которые подходят для композитов с плотной матрицей. Пористость покрытия этого типа обычно регулируется выжиганием летучих компонентов используемой суспензии. Примеры пористых покрытий на основе диоксида циркония, 76 диоксида циркония-диоксида кремния (ZrSiO 4 ), 77 двухфазного покрытия диоксида циркония-диоксида кремния (ZrO 2 –SiO 2 ), 78 ИАГ, 79 и алюминаты редкоземельных элементов. 80 Хотя пористые покрытия обеспечивают слабую связь между волокном и матрицей, пористые агломерации и спекание внутри покрытия могут происходить при температурах выше 1200 ° C, в результате чего связь между волокном и матрицей значительно увеличивается. 81 Альтернативой пористым покрытиям является так называемое летучее покрытие. В этом случае покрытие полностью удаляется после формирования матрицы, оставляя зазор между волокном и матрицей. 82,83 Толщина зазора должна быть в пределах шероховатости поверхности волокон. 1,82 Чаще всего используется углерод, который осаждается путем пиролиза или химической инфильтрации паров, а затем окисляется при умеренных температурах. Потенциальным недостатком летучего покрытия является то, что оно оставляет волокна «незащищенными». Следовательно, реакции с окружающей матрицей могут происходить при повышенных температурах. 84 По этой причине Weaver et al. 85 предложил метод нанесения дополнительного монацитового покрытия на оксидные волокна, которые ранее были покрыты летучим слоем.Хотя композит с только летучим покрытием демонстрирует лучшие характеристики, ожидается, что композит с обоими слоями, неустойчивым и монацитным, будет демонстрировать превосходную стабильность. Аналогичным образом, устойчивое к повреждениям изломы было также достигнуто путем двухслойного покрытия нестойкого С-слоя слоем ZrO 2 . 84,86

Другой тип волоконного покрытия, который, возможно, не так распространен для Ox-CMC, основан на использовании высокоанизотропных материалов, таких как нитрид бора (BN) или углерод, которые могут осаждаться путем химического осаждения из паровой фазы. (CVD) процесс.Эффекты вытягивания волокна возникают тогда из-за слабых связывающих сил, присутствующих внутри покрытия, когда базовые уровни C или BN ориентированы параллельно поверхности волокна. Эта концепция использовалась в основном в композитах на основе SiC. 1 Для оксидных волокон лишь в нескольких исследованиях сообщалось об использовании углерода, 87 BN 88–91 и структур магнетоплюмбита, таких как гексалюминат кальция (CaAl 12 O 19 ) 92 в качестве покрытия волокна. Применение покрытий из углерода и BN ограничено из-за их низкой стойкости к окислению при повышенных температурах.Волоконные покрытия и конструкция границы раздела в композитах оксидное волокно / оксидная матрица подробно обсуждаются в работах. [1,93,94].

Держите их водонепроницаемыми и устойчивыми к трещинам

Бетонные компенсационные швы важны для вашего тротуара или проезжей части.

Сохранение герметичности стыков предотвратит просачивание влаги под бетонные подушки и их вздутия или оседания. В этом посте рассказывается, как выполнить эту задачу.

Назначение компенсатора бетона — позволить подушкам расширяться и сжиматься (становиться больше и меньше) при изменении температуры и влажности.

Если у вас есть дети, думайте о компенсаторе как о себе, а о бетонных подушках как о своих детях — поставьте в очередь воспоминания о том, как они стояли между двумя детьми, когда они пытаются разорвать друг друга. Что ж, иногда я так себя чувствую со своими дочерьми (разве плохо, если я считаю себя компенсатором, который сдерживает споры об одежде, еде и волосах?).

Хорошие новости !!

Защитить и отремонтировать компенсационный шов бетона очень просто. И сделать проект в эти выходные намного дешевле, чем нанять подрядчика для замены сильно поврежденной бетонной подъездной дороги или тротуара.

Вот необходимые вам расходные материалы

Этот список материалов может показаться устрашающим из-за угловой шлифовальной машины.

Но что может быть лучше, чтобы начать использовать один из этих замечательных инструментов, и они могут быть очень доступными.

Итак, давайте начнем и заделываем ваш бетонный компенсатор, чтобы он был защищен от погодных воздействий!

Удаление старого материала из бетонного компенсационного шва

Бетонные компенсационные швы также известны как изоляционные швы.

Как я уже сказал во вступлении, эти швы позволяют бетонным подушкам расширяться и сжиматься во время циклов замораживания-оттаивания.

Без бетонного компенсатора тротуар или подъездная дорожка потрескались бы.

Если вы посмотрите на деформационные швы между бетоном, вы можете увидеть черный войлок или старый герметик.

Необходимо удалить старый герметик и изношенный войлок.

Когда я позвонил в Sika, компанию, которая производит самовыравнивающийся герметик для такого рода проектов, они посоветовали мне использовать универсальный нож для удаления старого материала и счистить все оставшиеся остатки ацетоном.Если вы сделаете этот шаг, убедитесь, что ацетоновая вспышка высохла (Sika сказала, что нужно подождать около 1 часа).

Вы можете попробовать эту технику универсального ножа. Но я обнаружил, что люди, которым принадлежал наш дом, нанесли слой нового герметика поверх старого. И у меня был настоящий беспорядок, потому что оба герметика отделялись от бетона.

Если вы попали в такое же затруднительное положение, лучше всего подойдет угловая шлифовальная машина со стандартным отрезным кругом или алмазным диском.

Конечно, соседи могут подумать, что вы немного сошли с ума.Но они также дважды подумают, чтобы отправить своих детей на сбор средств (что может быть хорошо).

Да, угловая шлифовальная машина — это дополнительная покупка, но вы можете получить ее дешевле, чем пара кроссовок.

В моем примере мне пришлось прорезать два слоя старого герметика. Режущий диск угловой шлифовальной машины должен был проникнуть примерно на 1/2 — 1 дюйм вниз через слои герметика. Вы также должны удалить любой старый стержень из пенопласта, который находится под герметиком (я объясню, что это такое, в следующем разделе).

Бетонный шов не должен быть идеально чистым для нового герметика. А старый герметик, оставшийся после использования угловой шлифовальной машины, будет довольно хорошо прилипать к бетону и не будет влиять на адгезионную способность нового герметика.

Неплотный герметик на краю компенсационного шва можно соскрести канцелярским ножом.

Этот шаг, пожалуй, самый важный. Это определенно требует больше всего времени.

Убедитесь, что вы носите защитные очки и перчатки, так как отрезной диск немного искрит, когда он иногда касается бетона.

Вот короткое видео, чтобы дать вам представление о том, что нужно сделать, чтобы удалить старый герметик с бетонного компенсатора.

Подготовка вашего бетонного расширительного шва для герметика

Если вы такой же ботаник, как я, когда дело доходит до реконструкции, вы, возможно, задавались вопросом, что за фигня эта резина между бетонными подушками или пешеходными дорожками.

Ничего страшного, если у вас никогда не возникало этой мысли, это означает, что вы нормальный человек, а остальные из нас, домашние мастера, рискуют споткнуться о себе, размышляя над такими вопросами.

Материал, похожий на резину, представляет собой самовыравнивающийся герметик. Бренд, который вы можете найти в местном магазине в США, называется Sikaflex Self-Leveling Sealant.

Sikaflex можно использовать для герметизации горизонтальных компенсаторов. Это отличный продукт, потому что он остается постоянно гибким, быстро сохнет, прилипает ко всему, самовыравнивается и обладает высокой устойчивостью к погодным условиям.

Вы должны наносить Sikaflex при температуре от 40F до 100F. Идеальная температура находится в середине этого диапазона, поскольку меньше вероятность полного сжатия или расширения сустава.

Sikaflex станет менее липким в течение 1-2 часов и полностью затвердеет в течение 3-5 дней.

Я на нем 5 дней не ездил. Кому нужны следы герметика от шин на подъездной дорожке (не я, и я, конечно, не хочу объяснять это своей жене). Кроме того, убедитесь, что в прогнозе на 24 часа нет дождя.

После удаления всего старого герметика используйте пылесос или пылесос для влажной / сухой уборки, чтобы собрать мусор из ваших бетонных швов.

Затем используйте стержень из вспененного материала с закрытыми порами между стыками.

Стержни из пенопласта заполняют пространство между бетонными швами, поэтому вам не нужно использовать тонну самовыравнивающегося герметика.

Вот БОЛЬШОЙ СОВЕТ : диаметр опорного стержня должен быть на 1/8 дюйма больше, чем ширина вашего бетонного компенсатора.

Это обеспечит водонепроницаемое уплотнение.

Рукой вдавите опорный стержень в шарнир. Глубина стыка должна составлять минимум 1/4 дюйма и максимум 1/2 дюйма ниже бетонных подушек.Это означает, что опорный стержень должен находиться так далеко ниже поверхности бетонной подушки.

Если ваш шарнир шире стержня подкладки, вы можете скрутить две нити вместе, как веревку.

Вот второй БОЛЬШОЙ СОВЕТ : дважды проверьте, чтобы стержень подкладки находился под поверхностью бетонной подушки.

В противном случае при нанесении герметика у вас будет небольшая горбинка. И да, я говорю на собственном опыте 🙁

Между прочим, опорный стержень можно найти в том же разделе, что и бетонные принадлежности в строительном магазине.

Обеспечьте водонепроницаемость и трещиностойкость вашего бетонного деформационного шва с помощью герметика Sikaflex.

Соберите все свои старые носки и несколько изношенных футболок.

Они вам понадобятся как тряпки (не жалуйтесь на свою старую концертную рубашку Pink Floyd, никто не подумает, что вы крутой, если вы наденете ее в торговый центр в 2000 году. вы читаете это, вы, вероятно, достаточно взрослые, чтобы знать, что они не поедут в турне в ближайшее время).

Самовыравнивающийся герметик Sikaflex поставляется в тюбиках двух размеров.Большая трубка составляет 29 жидких унций, а маленькая — 10 жидких унций.

Если вам нужно заполнить огромный бетонный компенсатор, я настоятельно рекомендую трубку на 29 жидких унций. Вам придется купить большой пистолет для уплотнения, но это сэкономит вам массу времени.

Вот третий БОЛЬШОЙ СОВЕТ :

Подумайте, сколько пробирок вам нужно, а затем ПОКУПАЙТЕ вдвое больше.

Опять же, из опыта здесь. Гораздо проще купить тонну герметика, а затем вернуть то, что вы не использовали.

Установив опорный стержень на место, вы можете разрезать трубку Sikaflex так, чтобы из нее получился валик толщиной 1/4 дюйма. У вас может возникнуть соблазн отрезать трубку побольше, но не делайте этого.

Когда герметик начнет течь, его будет трудно остановить, а больший валик означает, что вам придется работать быстрее. Не говоря уже о том огромном потенциальном беспорядке, который может возникнуть у вас, но я все равно буду говорить. Визуализируйте герметик на своих штанах, руках, обуви, волосах… ..

Проколите уплотнение внутри трубки с помощью старой проволочной вешалки, вроде тех, что продаются в химчистках.

Поместите трубку в пистолет для конопатки и представьте, что вы Грязный Гарри. Просто шучу. В этом шаге нет необходимости, и он предназначен только для того, чтобы вы почувствовали себя круто (что вы, конечно, и есть).

Выдавите герметик Sikaflex в компенсационный шов бетона и дайте ему потечь и выровняться. Добавьте больше Sikaflex там, где это необходимо.

Вуаля !!!

Ваш бетонный компенсатор стал водонепроницаемым, и вероятность его растрескивания снизилась.

Если вам больше нравится смотреть, чем читать, вот видео, показывающее, чего ожидать при использовании Sikaflex

Что дальше

Наше руководство по уходу за патио из камня также очень полезно — вы ‘ С нашими советами вы сэкономите массу времени на уборке!

Возьмите наше бесплатное руководство, если вы делаете ремонт ванной комнаты своими руками — в нем рассказывается, как отремонтировать ванную комнату за 10 дней или меньше

Отправить мне руководство

Как всегда, спасибо за чтение, просмотр и участие наше потрясающее сообщество.

Задайте свои вопросы ниже, и мы будем рады помочь.

Cheers,

Как правильно спроектировать и выбрать вариант ремонта трещин в бетоне

Трещины в бетоне. Это факт.

После исследования трещин и определения целей ремонта, разработка или выбор лучшего ремонтного материала и процедуры довольно проста. В данном обзоре вариантов ремонта трещин рассматриваются следующие процедуры: очистка и заполнение, разметка и уплотнение / заполнение, инъекция эпоксидной смолы и полиуретана, аутогенное заживление и «без ремонта».”

Исследование трещин

Как обсуждалось в разделе« Часть I: Как оценить и устранить трещины в бетоне », исследование трещин и определение их первопричины является ключом к выбору наилучшего варианта ремонта трещин. Вкратце, критически важными элементами, необходимыми для проектирования надлежащего ремонта трещин, являются средняя ширина трещины (включая минимальную и максимальную ширину) и определение того, являются ли трещины активными или неактивными. Конечно, цель (и) ремонта трещины так же важна, как измерение ширины трещины и определение потенциала будущих движений трещин.

Активные трещины движутся и растут. Примеры включают трещины, возникающие в результате продолжающейся осадки грунта, или трещины, действующие как усадочные / компенсирующие швы для бетонного элемента или конструкции. Спящие трещины стабильны, и дальнейшее движение не ожидается. Как правило, растрескивание, вызванное усадкой бетона при высыхании, будет активным вначале, но в конечном итоге стабилизируется и станет неактивным по мере стабилизации влажности бетона. Кроме того, при наличии достаточного армирования (стальная арматура, стальные волокна или макросинтетические волокна), пересекающие трещины, будущие движения контролируются, и трещины могут считаться неактивными.

Для скрытых трещин используйте жесткие или гибкие ремонтные материалы. Для активных трещин требуются гибкие ремонтные материалы и особые конструктивные особенности, учитывающие будущие перемещения. Использование жесткого ремонтного материала для активных трещин обычно приводит к растрескиванию ремонтного материала и / или прилегающего бетона.

Фотография 1. С помощью миксера на конце иглы (калибр 14, 15 и 18) ремонтный материал с низкой вязкостью можно легко ввести в микротрещины без фрезерования Kelton Glewwe, Roadware, Inc.

Конечно, важно установить причину растрескивания и определить, являются ли трещины конструктивно значительными или нет. Трещины, указывающие на возможную ошибку конструкции, деталировки или конструкции, вызывают опасения по поводу несущей способности и безопасности конструкции. Эти типы трещин могут иметь конструктивное значение. Растрескивание может быть вызвано нагрузкой или связано с внутренними изменениями объема бетона, такими как усадка при высыхании, тепловое расширение и сжатие, и может быть или не быть значительным.Прежде чем выбрать вариант ремонта, определите причину и оцените значимость трещины.

Устранение трещин, вызванных ошибками проектирования, детализации или строительства, выходит за рамки простой статьи. Эта ситуация обычно требует всестороннего структурного анализа и может потребовать специального ремонта усиления.

Задачи ремонта

Восстановление структурной прочности или целостности бетонного элемента, остановка утечек воды или изоляция воды и других вредных элементов, таких как химические средства для борьбы с обледенением, обеспечение поддержки краев трещины и улучшение внешнего вида трещины являются общими целями ремонта.Учитывая эти цели, ремонт можно условно разделить на три категории:

  1. Ремонт целостности — восстановление элемента до исходной прочности и жесткости,
  2. Уплотнение / заполнение и
  3. Косметический ремонт.

С ростом популярности открытого и архитектурного бетона спрос на косметический ремонт трещин растет. Иногда ремонт целостности и герметизация / заполнение трещин также требуют косметического ремонта. Перед тем, как выбрать технику ремонта, обязательно четко обозначьте цели ремонта трещины.

Прежде чем приступить к ремонту трещин или выбору процедуры ремонта, необходимо ответить на четыре ключевых вопроса. После того, как на них будет дан ответ, будет легче выбрать вариант процедуры ремонта.

  1. Какова средняя, ​​минимальная и максимальная ширина трещины?
  2. Трещины активные или спящие?
  3. Ремонт заключается в восстановлении целостности или заделке трещин или заполнении?
  4. Ремонт косметический?

Фото 2. Используя прозрачную клейкую ленту, просверленные отверстия и смесительную трубку с резиновым наконечником, прикрепленную к ручному пистолету с двумя картриджами, ремонтный материал можно вводить под низким давлением в микротрещины.Kelton Glewwe, Roadware, Inc.

Варианты ремонта трещин

Очистка и заливка

Этот простой метод стал популярным, особенно при ремонте архитектурного типа, из-за доступных сейчас ремонтных материалов с очень низкой вязкостью. Поскольку эти ремонтные материалы могут легко попасть в очень узкие трещины под действием силы тяжести, прокладка (т.е. установка квадратного или V-образного резервуара для герметика) не требуется. Поскольку фрезерование не требуется, ширина окончательного ремонта такая же, как ширина трещины, которая менее заметна, чем фрезерованные трещины.Кроме того, очистка проволочной щеткой и пылесосом значительно быстрее и экономичнее, чем фрезерование.

Сначала трещину очищают от грязи и мусора, а затем заполняют ремонтным материалом с низкой вязкостью. Производители разработали смесительные форсунки очень малого диаметра, прикрепляемые к ручным пистолетам с двумя картриджами, для установки ремонтных материалов (фото 1). Если наконечник сопла больше ширины трещины, может потребоваться некоторая разводка трещины для создания поверхностной воронки, соответствующей размеру наконечника сопла.Проверьте вязкость в документации производителя; некоторые производители указывают минимальную ширину трещин, соответствующую материалу. Измеряется в сантипуазах: по мере уменьшения вязкости материал становится тоньше или легче течет в узкие трещины. Для установки ремонтных материалов также можно использовать простой процесс впрыска под низким давлением (см. Фото 2).

Фото 3. Маршрутизация и герметизация заключаются в том, чтобы сначала разрезать резервуар с герметиком квадратным или V-образным лезвием и заполнить его соответствующим герметиком или наполнителем.Как показано на рисунке, разводка трещин заполняется полиуретаном, и после отверждения она соскребается заподлицо с поверхностью. Kim Basham

Rout and Seal / Fill

Это наиболее распространенная процедура для ремонта отдельных, мелких и крупных трещины (фото 3). Это неструктурный ремонт, который заключается в увеличении трещины (разводке) и заполнении ее подходящим герметиком или шпатлевкой. В зависимости от размера и формы резервуара для герметика и типа используемого герметика или наполнителя трассировка и герметизация могут устранить как активные, так и спящие трещины.Этот метод идеален для горизонтальных поверхностей, но также может использоваться для вертикальных поверхностей с ремонтными материалами без провисания.

Подходящие ремонтные материалы включают эпоксидные смолы, уретаны, силиконы, полимочевины и полимерные растворы. Для плит проектировщики должны выбрать материал с подходящей гибкостью, твердостью или жесткостью, чтобы приспособиться как к ожидаемому движению пола, так и к будущим движениям трещин. По мере увеличения гибкости герметика устойчивость к росту и перемещению трещин увеличивается, но несущая способность материала и опоры края трещины уменьшается.По мере увеличения твердости грузоподъемность и опора кромки трещины увеличиваются, но допуск на движение трещины уменьшается.

Рис. 1. По мере увеличения числа твердости по Шору для материала твердость или жесткость материала увеличивается, а гибкость уменьшается. Для предотвращения скалывания краев трещин, подверженных воздействию жестких колес, требуется минимальная твердость по Шору около 80. Ким Башам Для скрытых трещин в полах с жесткими колесами предпочтительнее использовать более твердые ремонтные материалы (наполнители) из-за лучшего края трещины. опору, как показано на рисунке 1.Для активных трещин предпочтительны эластичные герметики, но несущая способность герметика и поддержки краев трещин ниже. Числа твердости по Шору связаны с твердостью (или гибкостью) ремонтного материала. По мере увеличения числа твердости по Шору твердость (жесткость) ремонтного материала увеличивается, а гибкость уменьшается.

Для активных трещин размер и коэффициент формы резервуара с герметиком так же важны, как и выбор подходящего герметика, который может выдержать ожидаемые движения трещин в будущем.Фактор формы — это отношение глубины к ширине резервуара с герметиком. Обычно рекомендуемые коэффициенты формы для эластичных герметиков составляют 1: 2 (0,5) и 1: 1 (1,0) (см. Рисунок 2). Уменьшение коэффициента формы (за счет увеличения ширины по отношению к глубине) уменьшит деформацию герметика, вызванную увеличением ширины трещины. Если максимальная деформация герметика уменьшается, степень роста трещин, которую герметик может выдержать, увеличивается. Использование рекомендованного производителем коэффициента формы гарантирует максимальное удлинение герметика без повреждений.При необходимости установите стержень из пенопласта, чтобы ограничить глубину герметика и помочь сформировать удлиненную форму «песочных часов».

Допустимое удлинение герметика уменьшается с увеличением коэффициента формы. Для 6-дюйм. толстая плита с полной глубиной 0,020 дюйма. трещины коэффициент формы без резервуара для герметика составляет 300 (6,0 дюйма / 0,020 дюйма = 300). Это объясняет, почему активные трещины, заделанные гибким герметиком без резервуара для герметика, обычно не работают. Без резервуара напряжение быстро превышает предел прочности герметика при росте трещин.Резервуар для герметика с коэффициентом формы, рекомендованным производителем герметика, всегда должен использоваться для активных трещин.

Рис. 2. Увеличение соотношения ширины к глубине увеличит способность герметика выдерживать будущие моменты трещин. Используйте коэффициент формы от 1: 2 (0,5) до 1: 1 (1,0) или в соответствии с рекомендациями производителя герметика для активных трещин, чтобы материал мог должным образом растягиваться с увеличением ширины трещин в будущем. Эпоксидная смола склеивает или дает трещины в сварных швах до 0.002 дюйма вместе и восстанавливает целостность бетона, включая прочность и жесткость. Этот метод заключается в нанесении поверхностного колпачка из эпоксидной смолы без провисания для ограничения трещины, установке отверстий для впрыска в просверленные отверстия с близкими интервалами вдоль горизонтальных, вертикальных или надземных трещин и нагнетании эпоксидной смолы под давлением (фото 4).

Предел прочности на разрыв для эпоксидных смол превышает 5000 фунтов на квадратный дюйм. По этой причине инъекция эпоксидной смолы считается структурным ремонтом. Однако инъекция эпоксидной смолы не восстановит проектную прочность и не укрепит бетон, треснувший из-за ошибок проектирования или строительства.Введение эпоксидной смолы в трещины редко решает проблемы, связанные с несущей способностью и проблемами безопасности конструкции.

Фото 4. Перед нанесением эпоксидной смолы поверхность трещины должна быть покрыта не прогибающейся эпоксидной смолой, чтобы удержать эпоксидную смолу под давлением. После инъекции эпоксидный колпачок снимается шлифовкой. Обычно после снятия крышки на бетоне остаются следы шлифовки. Ким Башам

Закачка эпоксидной смолы — это жесткий ремонт на всю глубину, при котором трещина будет сильнее, чем прилегающий бетон.Если вводятся активные трещины или трещины, действующие как усадочные или компенсирующие швы, следует ожидать образования других трещин рядом с отремонтированной трещиной или вдали от нее. Вводите только бездействующие трещины или трещины, которые имеют достаточное количество арматуры, пересекающей трещину, так что будущие движения будут ограничены. В таблице ниже приведены важные особенности выбора этого и других вариантов ремонта.

Обзор вариантов ремонта трещин

Эпоксидная смола

Метод ремонта Активные трещины Спящие трещины Ремонт конструкций Герметизация трещин
Очистка и заполнение

Маршрутизация и уплотнение / заполнение

Впрыск полиуретана
Автогенный 02
Инъекция полиуретана

Полиуретановые смолы можно использовать для герметизации мокрых и протекающих трещин до 0.002 дюйма. Этот вариант ремонта в основном используется для предотвращения утечек воды и заключается в введении реактивной смолы в трещины, которая вместе с водой образует расширяющийся гель, который перекрывает утечку и закрывает трещину (фото 5). Эти смолы будут преследовать воду и проникать в плотные микротрещины и поры бетона, создавая прочную связь с влажным бетоном. Кроме того, затвердевшие полиуретаны эластичны и выдерживают трещины в будущем. Этот вариант ремонта является постоянным и работает как с активными, так и с неактивными трещинами.

Фото 5. Впрыск полиуретана состоит из сверления отверстий, установки портов впрыска и нагнетания смолы под давлением. Смола вступает в реакцию с влагой в бетоне, образуя стабильную эластичную пену, которая герметизирует трещины, даже протекающие трещины. Ким Башам

Автогенное заживление

Это естественный процесс ремонта трещин, который происходит в присутствии влаги для трещин с максимальной шириной от 0,004 дюйма до 0,008 дюйма. Процесс заживления происходит из-за гидратации негидратированных частиц цемента, которые подвергаются воздействию влаги, и образования нерастворимого карбоната кальция на поверхности трещины, созданной выщелачиванием гидроксида кальция из цементного теста в поверхность, которая реагирует с углекислым газом в окружающем воздухе.0,004 дюйма широкая трещина может зажить через несколько дней и 0,008 дюйма. трещина может зажить за несколько недель. Заживления не произойдет, если трещины будут подвергаться воздействию быстро текущей воды и движений.

Без ремонта

Иногда лучший вариант ремонта — «без ремонта». Не все трещины требуют ремонта, и наблюдение за трещиной может быть лучшим выбором. При необходимости трещину можно потом отремонтировать.

Ссылки:
ACI 224.1R-07 Причины, оценка и ремонт трещин в бетонных конструкциях Американский институт бетона, Фармингтон-Хиллз, Мичиган.

Клеи и системы ремонта трещин

Системы для приклеивания и склеивания к камню и кладке, а также для ремонта трещин в камне, кладке и бетоне.


Flexi-Seal 510, 510-U Герметики трещин

FLEXI-SEAL 510 и 510-U — двухкомпонентные, очень гибкие эпоксидные смолы со 100% содержанием твердых частиц. Они предназначены для заполнения, перекрытия и заделки небольших «рабочих» трещин в камне, бетоне и кирпичной кладке.Они особенно полезны для герметизации и гидроизоляции трещин шириной до 1/8 дюйма, таких как оседающие трещины, трещины изгиба (отрицательный момент) и строительные швы.

Дополнительная информация и расценки



Flexi-Fill 530 Заполнитель трещин

FLEXI-FILL 530 — это уникальный двухкомпонентный, слегка эластичный, со 100% содержанием твердых частиц эпокси-акрилат-изоцианатный терполимерный клей для герметизации трещин и заполнения небольших углублений на самых разных основаниях.Подходящие основания включают терракоту, бетон, кладку и камень. FLEXI-FILL 530 — пастообразный клей, который следует наносить в чистом виде или смешивать с грубыми наполнителями и наносить на склеиваемые поверхности. Хотя он расфасован в предварительно отмеренные компоненты «А» (смола) и «В» (отвердитель), соотношение в смеси гораздо менее критично, чем для традиционных двухкомпонентных эпоксидных составов. Это позволяет пользователю регулировать рабочую консистенцию при различных температурах. Эта особенность переменного соотношения делает FLEXI-FILL 530 настоящим «всесезонным» эпоксидным клеем и герметиком.

Дополнительная информация и расценки


Реставрация из латекса RL 1-7

Реставрационные латексы серии RL RL-1, RL-2, RL-3, RL-4, RL-5, RL-6, RL-7 модификаторы латекса — это уникальные реактивные акриловые добавки, разработанные для улучшения характеристик портландцемента. материалы на основе. При добавлении к растворам на основе цемента, заплатам, штукатуркам и покрытиям модификаторы латекса серии RL улучшают механические характеристики, обрабатываемость, адгезию и устойчивость к суровым воздействиям окружающей среды.

Дополнительная информация и расценки


Flexi-Bond 540

FLEXI-BOND 540 — двухкомпонентное, 100% сухое вещество, нечувствительное к влаге эпоксидное связующее. Нанесение FLEXI-BOND 540 на влажные или сухие, должным образом подготовленные основания обеспечивает прочную адгезию новых покрытий, шпаклевочных масс и растворов для укладки плитки при соблюдении инструкций. Его также можно наносить на сталь, плитку, дерево и стекловолокно.Его можно использовать в качестве комбинированного водонепроницаемого барьера и связующего при укладке новых бетонных покрытий поверх старого бетона. Его можно использовать для улучшения адгезии растворов для укладки плитки к существующему бетону или можно использовать непосредственно для укладки плитки в сочетании с очень мелким песком. Его можно использовать для грунтовки и водонепроницаемости стальной арматуры перед нанесением ямочного ремонта или заливкой бетона, улучшая при этом адгезию этих материалов. Его можно использовать для проникновения и укрепления полов с низкой прочностью, таких как асбестоцемент или шлакобетон, а также для улучшения адгезии к ним новых покрытий или штукатурных смесей.Его можно использовать для улучшения адгезии бетона, строительных растворов или покрытий к нецементной основе, такой как плитка, фанерный настил или стальная плита.

Дополнительная информация и расценки


Flashepoxy 580 Высокоскоростное / низкотемпературное эпоксидное покрытие

FLASHEPOXY Сверхбыстрые и низкотемпературные клеи серии 580 / Акрилатно-эпоксидные смолы на 100% состоят из твердых веществ, со слабым запахом / токсичностью, без меркаптанов состав позволяет покрывать и накладывать заплатки при температуре до -220 ° F, для зимних, холодильных, морозильных и быстро отверждаемых применений .Влагостойкий, негорючий, «0» ЛОС, безусадочный

Дополнительная информация и расценки


Эластомеры серии 350

Продукты серии

350 — это постоянно эластичные воздухопроницаемые покрытия и герметики для каменной кладки, разработанные для гидроизоляции и декорирования вертикальных и наклонных надземных поверхностей, включая стены с небольшими рабочими трещинами. Они обладают высокой паропроницаемостью, сохраняют гибкость при низких температурах и могут наноситься на широкий спектр предыдущих покрытий и обработок.

Дополнительная информация и расценки




Насос серии X53

PUMP-X53 — это многоцелевой наполнитель с низким модулем упругости и средней прочности, используемый для заполнения полостей, пустот и трещин от минимальной ширины до приблизительно 18 дюймов.
PUMP-X53i — это ультратонкий раствор средней прочности с микроинъекцией, который обеспечивает высокий поток для эффективного заполнения небольших трещин и пустот от минимальной ширины примерно от 1 мм до нескольких дюймов в толщину.Pump-X 53iE — это сверхтонкий расширяющийся неполимерный цементный раствор для инъекций, предназначенный для заполнения небольших трещин и пустот в прочных бетонных и каменных конструкциях. Незначительное расширение после укладки и перед окончательным схватыванием позволяет материалу плотно и положительно контактировать с внутренними поверхностями трещин там, где это необходимо.
PUMP-X-53iL — это более мягкий, неполимерный гидравлический известковый раствор, предназначенный для реставрации исторической каменной кладки, требующей ремонта с целью снижения прочности кирпича и более мягких каменных элементов.

Дополнительная информация и расценки


Натуральные цементные продукты Rosendale (R)

Природный цемент был предпочтительным вяжущим в Северной Америке для крупномасштабной каменной кладки и бетонного строительства в 19 и начале 20 века. Теперь эта оригинальная технология снова в производстве и доступна от Edison Coatings, Inc.

Доступные продукты включают:
Rosendale 10C Natural Cement
Rosendale 11G и 11Gi Injection Grouts
Rosendale 12M Masonry Masonry
Rosendale 13P Patching Compounds
Rosendale 14S Stuccos
Rosendale 15W Whitewash
Rosendale 16B Concrete / Beton

Все может быть адаптировано для конкретных проектов.

Дополнительная информация и расценки



Насадки для смешивания с двумя картриджами

Дополнительные насадки с двойным картриджем могут потребоваться, когда есть задержки с завершением использования эпоксидных клеев FLEXI-WELD 520-T или FLEXI-FILL 530 с двумя картриджами. FLEXI-WELD 520T / FLEXI-FILL 530 Двойные картриджи емкостью 200 мл предназначены для использования с этими насадками для смешивания для автоматического дозирования смешанного клея в нужном соотношении.

Дополнительная информация и расценки

НАБОР ДЛЯ ВПРЫСКА ПОЛИУРЕТАНА RCF ™ НАБОР ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ПЕНЫ

Главная / PoolCrackRepair

Набор RCF ™ для инъекций расширяющейся пены для инъекций полиуретана специально разработан для заделки трещин в бетонных плитах, стенах, кирпичной кладке, фундаменте из бетонных блоков и других поверхностях. RCF ™ Расширяющаяся пена для инъекций полиуретана заполняет каждую трещину трещины, увеличивая ее объем в 15 раз, чтобы гарантировать заполнение всех пустот, и скрепляет трещины вместе.Высококачественная и маловязкая полиуретановая расширяющаяся пена RCF ™ для инъекций заполняет внутреннюю часть трещины через отверстия для впрыска, эффективно восстанавливая и укрепляя структуру. RCF ™ Набор для вспенивания полиуретана для инъекций идеально подходит для любых влажных или сухих поверхностей и трещин.

RCF ™ — лидер отрасли в области ремонта трещин в бетоне и укрепления конструкций, предлагая прочные, эффективные и простые в использовании продукты! RCF ™ продолжает вводить новшества, создавая экономичные и трудозатратные решения для ремонта и укрепления бетона для жилых и коммерческих приложений.

Преимущества продукта

  • Заполняет каждую полость в трещине, расширяясь, чтобы заполнить пустоты
  • Низкая вязкость для глубокого проникновения
  • Всегда идеальное сочетание; удобное соотношение смеси 1: 1 по объему
  • Герметизирует влагу (влагостойкость)
  • Идеально подходит для влажных и сухих поверхностей и трещин
  • Для активации не требуется вода
  • Безусадочная пена с закрытыми порами
  • Внутреннее и внешнее применение
  • Со слабым запахом
  • Легко наносится

Мир приложений

Заполняет и герметизирует мокрый и сухой трещины в:

  • Бетонные плиты
  • Заливные бетонные стены
  • Кладка
  • Бассейны плавательные
  • Многие другие поверхности!

Таблица технических характеристик комплекта

RCF-10EFRCF-30EF

Имя Компоненты Описание
RCF-10EF

• (1) Тюбик из вспененного полиуретана Rhino
• (1) Тюбик с высокопрочной эпоксидной пастой Rhino
• (2) Статические эпоксидные форсунки
• (10) Порты
• Перчатки и инструкции

Имя Компоненты Описание
RCF-30EF

• (3) Тюбик из вспененного полиуретана Rhino
• (3) Тюбик с высокопрочной эпоксидной пастой Rhino
• (6) Статические эпоксидные форсунки
• (30) Порты
• Перчатки и инструкции

СЭМ-изображение ОГ, перекрывающего трещины, в цементной матрице.

Контекст 1

… Более того, указано, что GO более эффективен для повышения прочности на изгиб, чем прочность на сжатие цементного теста, что объясняется не только превосходными механическими свойствами самого GO, но и перекрывающий трещины эффект ОГ по контролю микротрещин в цементной матрице на наноразмерном уровне. Как показано на рис. 3, это первый случай, когда сообщается, что GO захватывается с обеих сторон микротрещины шириной ~ 500 нм, которая может перекрывать нанотрещину и блокировать продукты гидратации цемента.Таким образом, GO может передавать и распределять больше нагрузок, что приводит к улучшенным механическим свойствам цементного теста. Однако 0,16 мас.% Графена …

Контекст 2

… композитов, наблюдаемых в экспериментах на сжатие и изгиб в разделе 3.1. Функционализация значительно улучшила механические свойства композита GO / цемент из-за межфазной прочности между функционализированными нанолистами GO и гелем CeSeH, что дополнительно подтверждает способность GO в композите перекрывать трещины, как показано на рис….

Контекст 3

… Более того, указано, что GO более эффективен для повышения прочности на изгиб, чем прочность на сжатие цементного теста, что объясняется не только превосходными механическими свойствами самого GO, но также и перекрывающий трещины эффект ОГ на управление микротрещинами в цементной матрице на наномасштабном уровне. Как показано на рис. 3, это первый случай, когда сообщается, что GO захватывается с обеих сторон микротрещины шириной ~ 500 нм, которая может перекрывать нанотрещину и блокировать продукты гидратации цемента.Таким образом, GO может передавать и распределять больше нагрузок, что приводит к улучшенным механическим свойствам цементного теста. Однако 0,16 мас.% Графена …

Контекст 4

… композитов, наблюдаемых в экспериментах на сжатие и изгиб в разделе 3.1. Функционализация значительно улучшила механические свойства композита GO / цемент из-за межфазной прочности между функционализированными нанолистами GO и гелем CeSeH, что дополнительно подтверждает способность GO в композите перекрывать трещины, как показано на рис….

Можно ли изгибать бетон? | Американский ученый

Эта статья из выпуска

.

ноябрь-декабрь 2012 г.
Том 100, номер 6

Page 484

DOI: 10.1511 / 2012.99.484

После промышленной революции и изобретения портландцемента
Британский каменщик Джозеф Аспдин в 1824 году превратил бетон в
важнейший строительный материал для поддержания качества жизни в
современное общество.

В 1889 году в Сан-Франциско был построен мост через озеро Алворд, первый железобетонный мост в Соединенных Штатах. Первая бетонная улица в США была построена в 1891 году в Беллефонтене, штат Огайо. Первые крупные бетонные плотины — плотина Гувера и плотина Гранд-Кули — были построены в 1936 году. Перенесемся в настоящее время: Башня Бурдж-Халифа в Дубае считается самым высоким зданием в мире. Большой мост Даньян-Куньшань в Китае протяженностью 165 км в настоящее время является самым длинным мостом из существующих.Обе бетонные конструкции. В 2012 году количество бетона, производимого для построенных объектов, оценивается примерно в 12 миллиардов тонн, или примерно 2 тонны на человека во всем мире в год. Сегодня бетон используется не только для строительства зданий, дорог и плотин, но и практически для всей гражданской инфраструктуры, которая обеспечивает основную деятельность человека — создание семьи дома, работу в офисах и на фабриках, мобилизацию транспорта, доступ к воде и транспортировку энергии.

Производство бетона — это многоступенчатый процесс, требующий значительных затрат энергии.Связующее в большинстве бетонов, портландцемент, получают путем измельчения известняка (на предмет содержания кальция) и глины (на предмет содержания кремния) в порошок, а затем нагревают смесь в печи до более чем 1450 градусов Цельсия. При таких высоких температурах молекулы каждого материала диффундируют друг в друга в процессе, называемом спеканием . Полученные твердые куски, называемые клинкером , затем снова измельчают с другими микроэлементами. Отличительной особенностью портландцемента является то, что он содержит две формы кальциево-кремниевых соединений: алит , и белит . Алит придает материалу прочность на ранней стадии процесса отверждения, тогда как белит обеспечивает структурную целостность с течением времени. (Этот тип цемента получил свое название, потому что он похож по цвету на портлендский камень, известняк, который использовался для строительства таких известных зданий в Англии, как Букингемский дворец и собор Святого Павла.)

Для изготовления бетона цемент смешивают с заполнитель, такой как гравий и песок, чтобы придать ему структуру, затем добавляется вода. Химические реакции с водой, вместе называемые гидратация, вызывают затвердевание материала, даже если его окружение влажное.Обычно тепло выделяется в результате реакций, происходящих в процессе отверждения.

Бетон стал конструкционным материалом, когда в 1867 году Жозеф Монье из Франции представил идею усиления хрупкого материала стальной проволокой. Но с момента его изобретения в бетоне постоянно совершенствовались. Одним из наиболее заметных достижений в технологии производства бетона стало повышение прочности на сжатие (когда его толкают или сжимают). Другие улучшения, такие как введение самоуплотняющегося бетона, который не нужно вручную подвергать вибрации после укладки, чтобы уплотнить его и освободить воздушные карманы, позволяют более быстрое и качественное строительство с меньшими усилиями.В последние годы стало обычной практикой включать промышленные побочные продукты, такие как летучая зола от угольных электростанций или шлаки (скопления минеральных примесей) от производства стали, в более экологичные бетонные смеси. Хотя бетон как инженерный материал имеет долгую историю, он постоянно изменялся и улучшался в ответ на потребности промышленности и общества.

По мере того, как бетон стал критически важным для повседневной жизни, его ограничения также становились все более заметными.Бетон — это прочный материал на сжатие, но слабый на растяжение (когда его растягивают, сгибают или растягивают). По сути, это хрупкий материал. Величина напряжения, веса или нагрузки, которую может выдержать материал, определяет его прочность. При растягивающей нагрузке бетон реагирует внезапной потерей несущей способности, когда трещина распространяется от ранее существовавшего дефекта, обычно на слабой границе раздела между заполнителями и цементным вяжущим. Хотя бетон обычно не предназначен для восприятия растягивающих нагрузок, растягивающие напряжения, тем не менее, существуют, когда бетонный элемент испытывает изгиб, сдвиг (или скольжение) или ограниченную деформацию (например, усадку при высыхании).Есть полезные методы, позволяющие использовать бетон в больших конструктивных элементах. В дополнение к стальной арматуре к литым плитам могут быть добавлены «жилы» растянутых тросов для уравновешивания сил растяжения и усилий сжатия. (Если арматура растягивается перед заливкой, процесс называется предварительным напряжением ; , если они растягиваются после, это называется последующим напряжением .) Несмотря на эти меры, катастрофические разрушения бетонной инфраструктуры при экстремальных нагрузках, таких как землетрясения, имеют подчеркнули ограничения материала.

Недавние яркие события подчеркивают критический характер хрупкости бетона. Так было, когда во время землетрясения в провинции Сычуань в Китае в 2008 году погибло более 69 000 человек. Многие неправильно армированные бетонные конструкции подверглись хрупкому разрушению и разрушились. Другой недавний случай — неконтролируемый выброс радиоактивной воды в Тихий океан из 20-сантиметровой бетонной трещины на разрушенной атомной электростанции № 2 Фукусима после землетрясения и цунами 2011 года в Тохоку в Японии.Гражданскую инфраструктуру можно было бы сделать гораздо более устойчивой, если бы можно было подавить хрупкость бетона.

Помимо проблем безопасности конкретной инфраструктуры, подверженной серьезным опасностям, существуют также экономические, социальные и экологические последствия, связанные с ухудшением состояния инфраструктуры при нормальных условиях эксплуатации. В 2009 году Американское общество инженеров-строителей присвоило гражданской инфраструктуре США средний балл D. По оценкам, для восстановления работоспособности инфраструктуры необходимы пятилетние инвестиции в размере 2,2 триллиона долларов.Только по категории дорог расчетное время, потерянное автомобилистами в пробках, часто связанных с реконструкцией дорог, составляет 4,2 миллиарда часов в год. Кроме того, на производство цемента, необходимого для бетонного строительства, приходится около 5 процентов антропогенного углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу — непропорциональный вклад в потенциал глобального потепления. Текущая практика многократного ремонта бетонных конструкций из-за трещин и сколов на поверхности (где части отламываются) явно неприемлема.Национальная инженерная академия определила разрушающуюся инфраструктуру в Соединенных Штатах как серьезную проблему 21 века. Для бетонных конструкций хрупкость является синонимом износа и требует значительных затрат. Несмотря на многочисленные достижения в области бетонных технологий, хрупкость остается самым большим препятствием на пути к тому, чтобы он стал поистине чудо-материалом для гражданской инфраструктуры.

Учитывая, что хрупкость бетона ставит под угрозу безопасность, долговечность и устойчивость, кажется естественным спросить: можно ли сделать хрупкий бетон пластичным, чтобы при напряжении он мог растягиваться и гнуться без разрушения? Этот фундаментальный вопрос становится еще более актуальным с ростом развития и связанной с ним инфраструктуры во всем мире.Но прежде чем мы попытаемся ответить на этот вопрос, может быть полезно задать вопрос, связанный с этим: почему бетон хрупкий?

Трещины возникают из-за ранее существовавших дефектов или трещин в бетоне и перестают распространяться только в том случае, если материал может найти другие средства для рассеивания энергии из-за приложенной нагрузки. Бетон не обладает такими механизмами, поэтому трещины приводят к нестабильному разрушению и быстрой потере несущей способности.

Дефекты в бетоне бывают разных форм. Граница раздела между каменным заполнителем и цементным вяжущим относительно слабая, поскольку эта область имеет более высокую пористость и большее количество слабых кристаллов гидроксида кальция, чем в объемном вяжущем.Пузырьки воздуха и сдерживаемые усадочные трещины также служат начальными дефектами. В объемном связующем гелеобразное соединение, образованное реакцией гидратации с цементом и водой, гидрат силиката кальция, сопротивляется проникновению в развивающуюся трещину, но энергия, необходимая для отделения геля, относительно невелика. Трещина, возникшая из-за дефекта и проникающая через связующее, не имеет большого сопротивления превращению в быстрое разрушение, в результате чего бетон становится хрупким.

Для сравнения, конструкционная сталь имеет встроенный механизм рассеивания энергии, основанный на дислокации связей между составляющими ее атомами, что приводит к сопротивлению распространению трещин на несколько порядков выше, чем у бетона.Даже при наличии ранее существовавшего дефекта механизм дислокации в стали может притупить трещину, подавить распространение трещины и привести к пластичности при растяжении. Отсутствие такого механизма рассеивания энергии в бетоне приводит к хрупкости, схожей с хрупкостью стекла.

За последние несколько десятилетий были приложены значительные усилия, чтобы сделать бетон «прочнее» за счет устранения ранее существовавших дефектов. Ограничение размера заполнителей может минимизировать дефекты на границе раздела между ними и цементным вяжущим.В качестве альтернативы эту слабую пористую переходную зону можно сделать более плотной и прочной, включив в бетонную смесь частицы «микрокремнезема», в 100 раз меньшие, чем зерна портландцемента. Дефекты внутри цементного вяжущего также можно свести к минимуму за счет плотной упаковки порошка, снижения содержания воды в смеси для уменьшения пор размером с капилляр, которые образуются по мере отверждения материала, или применения сдвигового давления и химических добавок во время производства для «выдавливания» любого захваченного воздуха. пустоты. Использование частиц, снижающих локальную концентрацию напряжений, также снижает вероятность возникновения трещины в таком месте.Хотя такие методы успешно обеспечивают более высокую прочность при растяжении и, в частности, при сжатии, задерживая возникновение быстрорастущей трещины, материал остается и обычно становится еще более хрупким. Увеличение количества запасенной и затем высвобождаемой упругой энергии, когда трещина, наконец, распространяется, не компенсируется каким-либо значительным увеличением диссипации энергии. По сути, упор на устранение дефектов вместо внедрения механизмов рассеивания энергии приводит к получению высокопрочного, но более хрупкого бетона.

Бетон, армированный волокном, который содержит сеть коротких прядей, обычно сделанных из стали, стекла или полимера, может значительно повысить вязкость разрушения , количество энергии (на единицу площади), рассеиваемой на вершине трещины по мере ее расширения. Волокна могут эффективно вводить новые механизмы рассеивания энергии, такие как химическое разрушение на границе раздела волокно-матрица или трение, когда пряди частично выходят из материала. Однако такие механизмы ограничены небольшой областью на плоскости разрушения вблизи вершины распространяющейся трещины.Результатом является видоизмененный режим разрушения — от разрушения при хрупком катастрофическом разрушении в обычном бетоне до так называемого квазихрупкого разрушения из-за разрушения при растяжении в бетоне, армированном волокном. В этом режиме разрушения несущая способность падает постепенно, а не катастрофически, поскольку трещина раскрывается.

Армирование волокном снижает, но не устраняет хрупкость бетона. Таким образом, «пластичный бетон» обычно считают оксюмороном. Строительство мостов и зданий из пластичного бетона до недавнего времени казалось невозможным.

Бетон не резина и никогда не будет резиной — из него точно не получился бы строительный материал, будь он гибким. Вместо этого пластичный бетон такой же жесткий, как и нормальный бетон при нормальной эксплуатации, но поддается и деформируется без потери несущей способности в тяжелых условиях. Крошечные «микротрещины» в материале неизбежны, и действительно, такие мелкие распределенные дефекты позволяют конструкции противостоять катастрофическому разрушению.

Чтобы материал демонстрировал пластичность при растяжении, а не только ударную вязкость, он должен быть устойчивым к серьезным нагрузкам и сохранять свою несущую способность.Все материалы имеют предел упругости , при превышении которого они не могут подвергаться нагрузкам без необратимого повреждения. Когда нагрузки превышают этот предел, пластичные материалы подвергаются объемной неупругой деформации , что означает , что означает, что они постоянно изменяются по всей своей массе, но при этом не распадаются. Материал, обладающий такой способностью, также будет очень устойчив к повреждениям. Когда присутствует высокая концентрация напряжений, например, вызванная острой геометрией надреза, прорезанного на его стороне, пластичный материал имеет способность перераспределять напряжение на прилегающий объем материала, тем самым предотвращая катастрофическое разрушение в результате развития и нестабильного распространения. трещины (см. рисунок 5). По сути, материал становится нечувствительным к зазубринам. Разрушение излома задерживается в вязком материале за счет увеличения предела упругости, но подавляется в действительно пластичном материале за счет неупругой деформации.

За последние два десятилетия моя исследовательская группа в Мичиганском университете разработала пластичный бетон, известный как инженерный цементный композит (ECC), широко известный как «изгибаемый бетон». Сначала я опишу некоторые уникальные характеристики этого материала в макроскопическом масштабе, затем я подробно расскажу о некоторых мезоскопических и микроскопических явлениях, которые лежат в основе макромасштабной пластичности при растяжении.

Пластичность материалов проверяется путем измерения величины деформации (насколько материалы могут растягиваться) при увеличивающейся деформации растяжения до тех пор, пока материал окончательно не утратит свою несущую способность. Таким образом, пластичность количественно определяется этим максимальным значением деформации или деформационной способностью . В лаборатории прямоугольный образец для испытаний удерживают на концах с помощью гидравлических захватов и вытягивают, в то время как нагрузка и растяжение образца контролируются. Затем нагрузка преобразуется в напряжение путем деления на площадь поперечного сечения образца, а растяжение преобразуется в деформацию путем деления на исходную длину образца.Полученная кривая напряжения-деформации количественно определяет механическое поведение материала под нагрузкой. (Кривая напряжения-деформации используется вместо кривой растяжения-нагрузки, поскольку последняя зависит от геометрических размеров образца.) Для хрупких материалов эта кривая в основном представляет собой прямую линию, заканчивающуюся трещиной в образце, которая вызывает внезапную разгрузку. Деформационная способность обычного бетона, хрупкого материала, составляет около 0,01 процента. Типичная кривая напряжения-деформации для ECC показана на рисунке 3; выше.Кривая состоит из трех характерных режимов: линейного «упруго-деформирующего» режима (в течение которого материал может восстановить свою форму при снятии напряжения), «переходного» режима с постепенным снижением эффективной жесткости (тангенс кривая напряжение-деформация при изгибе), и почти линейный режим «неупругого деформационного упрочнения» со значительно меньшей эффективной жесткостью (наклон кривой напряжение-деформация за пределом упругости). Режим упругой деформации прекращается при значении деформации около 0.01 процент, аналогично деформации обычного бетона при катастрофическом разрушении. Режим деформационного упрочнения заканчивается при деформации примерно от 2 до 5 процентов, в зависимости от конкретной версии ECC. Эта способность к деформации при растяжении в ECC на два порядка выше, чем в обычном бетоне, что делает ECC наиболее пластичным бетоном в полномасштабном применении.

Режим деформационного упрочнения кривой для ECC связан с активацией большого количества почти параллельных микротрещин, которые растут в направлении, перпендикулярном оси растягивающего нагружения, и исходят из уже существующей совокупности дефектов в материале.В отличие от полностью развитых трещин в бетоне или обычном бетоне, армированном фиброй, эти микротрещины продолжают нести возрастающую нагрузку до тех пор, пока не будет достигнута деформационная способность композита. Контролируемое раскрытие этих микротрещин является источником пластичности при растяжении в ECC. Они позволяют материалу рассеивать все большее количество энергии из-за возрастающей нагрузки, прежде чем какой-либо дефект может перерасти в серьезную трещину. Подобно зоне деформации в автомобиле во время аварии, это неупругое напряжение в ECC также служит для рассеивания энергии, создаваемой приложенной нагрузкой.

Переходный режим на кривой охватывает диапазон деформации от 0,01 до примерно 1 процента, поскольку напряжение продолжает расти. За пределами предела упругости сначала активируются более крупные ранее существовавшие дефекты, а затем возникают микротрещины из более мелких и более мелких дефектов. Такое поведение подразумевает статистическое распределение размеров дефекта. Если бы дефекты были одинакового размера, кривая напряжения-деформации была бы билинейной линией с изломом в конце предела упругости; переходный режим будет представлять собой единственную точку на изломе, за которой неупругая деформация будет происходить при постоянном уровне напряжения.Распределение дефектов по размерам играет важную роль в прогрессирующем развитии микротрещин по мере нагружения образца.

На рис. 3 также показаны развивающиеся микротрещины на разных этапах нагружения. Повторяющиеся падения нагрузки в переходном режимах и режимах деформационного упрочнения связаны с образованием микротрещин, количество которых увеличивается с увеличением приложенного к образцу напряжения. По мере развития новых микротрещин расстояние между ними сужается, пока они не достигнут насыщения на расстоянии около 1 миллиметра.Ширина микротрещины увеличивается почти линейно с деформацией примерно до 1 процента, после чего она стабилизируется, несмотря на дальнейшее деформирование, обычно на уровне менее 100 микрометров, в зависимости от конкретного состава смеси ECC. Мы разработали ECC с шириной трещин, ограниченной примерно 20 микрометрами. Микротрещины не превращаются в настоящие трещины до тех пор, пока не будет достигнут предел деформации материала, что отражает потерю несущей способности одной из уже образованных микротрещин.Развиваемый рисунок трещин уникален для ECC.

Способность пластичного КЭП перераспределять деформацию при высоких концентрациях напряжения иллюстрируется образцом с надрезом, испытанным при растяжении. На рисунке 5 ниже показано диффузное повреждение в объеме материала, окружающего кончик надреза. Вместо того, чтобы локализоваться в остром изломе, как в случае с хрупким или квазихрупким материалом, ECC перераспределяет напряжение и деформацию за счет своей способности к неупругой деформации. Зона повреждения луковичной формы расширяется наружу от кончика надреза к границе образца.Микротрещины изогнуты, чтобы ориентироваться перпендикулярно местным направлениям главных напряжений растяжения вокруг вершины надреза. В некоторых испытаниях наблюдают, что микротрещины достигают границ образца, даже когда образец достигает 361 миллиметра в длину, 300 миллиметров в ширину и 61 миллиметр в толщину. Напротив, обычный армированный волокнами бетон показывает локализацию трещины только в плоскости материала перед выемкой, а волокна в бетоне перекрывают вершину трещины в этой плоскости.Объемное распределение неупругого отклика ECC вокруг надреза указывает на действительно пластичный материал.

Нечувствительность ECC к надрезам лучше всего проявляется на образце с двумя надрезами, испытанном при растяжении . Возникновение микротрещин вокруг надрезов. Вместо того, чтобы локализоваться в плоскости излома, зона повреждения расширяется и отходит от участка образца с уменьшенной шириной. Ожидается, что нечувствительный к надрезам материал будет демонстрировать линейное уменьшение максимальной нагрузки с увеличением глубины надреза, тогда как чувствительный к надрезам материал, как ожидается, покажет более быстрое падение грузоподъемности.Интересно, что образцы ECC с двойным надрезом показывают прочность немного выше ожидаемого линейного уменьшения. Эти наблюдения предполагают, что предел прочности на разрыв ECC определяется плоскостью самой слабой микротрещины, которая спонтанно активировалась бы первой в стандартном образце для испытаний. Эта плоскость может быть плоскостью с наименьшим количеством перекрывающих волокон, когда дисперсия волокон в образце менее однородна. Предварительное надрезание устраняет этот процесс естественного отбора, что приводит к более высокому значению прочности за счет искусственного разрушения уменьшенного участка образца.Распространение повреждений от уменьшенного сечения, а также несколько более высокая нормализованная грузоподъемность по сравнению с линейным уменьшением с глубиной надреза вместе представляют собой убедительные доказательства нечувствительности к надрезам ECC. Нечувствительность к надрезам и устойчивость к повреждениям ECC делает измерение вязкости разрушения спорным вопросом, поскольку режим разрушения при хрупком разрушении подавляется.

Описание кривой напряжения-деформации при растяжении и пластичности ECC указывает на важность начального скопления дефектов.Поскольку неупругая деформация возникает из-за раскрытия микротрещин, а микротрещины возникают из-за ранее существовавших дефектов в материале, контроль размера дефекта в ECC имеет решающее значение. В частности, микротрещины должны возникать из этих дефектов до того, как будет исчерпана несущая способность микротрещин. Это ограничение подразумевает, что дефекты не должны быть слишком маленькими, иначе они будут задерживать активацию микротрещин до тех пор, пока не будет приложено гораздо большее напряжение. Инициирование при таком высоком напряжении приведет к крупному локализованному перелому.Концепция не слишком малого размера дефекта в конструкции ECC находится в прямом противоречии с разработкой высокопрочного бетона, целью которой является минимизация размера дефекта и устранение дефектов за счет плотной упаковки частиц и других средств.

Действительно, в некоторых специальных версиях ECC, когда распределение размеров естественных дефектов не поддается микротрещинам, как описано, наша группа показала, что введение искусственных дефектов является полезным. В качестве примера можно привести версию ECC, разработанную для быстрого ремонта, которая достигает высокой прочности на ранних этапах процесса отверждения: небольшие частицы полистирола (с максимальным диаметром около 4 миллиметров), которые плохо сцепляются с цементом, были намеренно добавлены в смесь, чтобы восстановить пластичность при растяжении.Без искусственных дефектов этот композит будет демонстрировать характеристики смягчения при растяжении, как у обычного бетона, армированного фиброй. Другими словами, «хорошие дефекты» с контролируемым диапазоном размеров имеют решающее значение для пластичности при растяжении и устойчивости ECC к повреждениям.

Диапазон начального размера дефекта в ECC допускает постепенное развитие множественных микротрещин при увеличении растягивающей нагрузки. Таким образом, статистическое распределение размера дефекта определяет скорость, с которой эффективная жесткость уменьшается по мере увеличения неупругой деформации.Общая форма кривой растяжения КЭП, особенно на переходной стадии и стадии деформационного упрочнения, контролируется статистикой размеров дефектов.

Хотя размер дефекта ECC не должен быть слишком маленьким, он также не может быть слишком большим. Чрезмерный размер дефекта приведет к снижению прочности первой трещины — прочности на разрыв, при которой в образце образуется первая микротрещина. Большой размер дефекта также снижает прочность на сжатие ECC. Таким образом, возникает концепция оптимального диапазона размеров дефекта.

Несущая способность плоскостей микротрещин обеспечивается волокнами, соединяющими их. Количество волокон, выполняющих эту функцию перекрытия трещин, зависит от содержания и диаметра волокон. В ECC диаметры волокон намеренно занижены. Например, полимерное волокно, изготовленное из поливинилового спирта (ПВС), обычно используется в ECC и имеет диаметр 39 микрометров. На каждый квадратный сантиметр плоскости микротрещины количество мостиковых волокон составляет более 1066.

Волокна ПВС перекрывают плоскость микротрещины; когда он открывается, силы, воспринимаемые мостиковыми волокнами, сначала возрастают.Взаимосвязь между возрастающим средним растягивающим напряжением, воспринимаемым волокнами, и раскрытием трещины критически важно для способности ECC подвергаться множественному растрескиванию и сохранять пластичность при растяжении.

Связь между нелинейным напряжением и раскрытием трещины указывает на то, что мостиковые волокна взаимодействуют с окружающей матрицей. Они обеспечивают неупругое поглощение энергии, что увеличивает способность микротрещин распространяться без разрушения волокон или их вытягивания, поскольку ширина микротрещин достигает постоянного значения вскоре после зарождения трещины.Этот режим известен как распространение плоской трещины , и отличается от более распространенного режима, называемого распространением трещины Гриффитса, , где максимальное раскрытие трещины зависит от квадратного корня из длины трещины. Во время стационарного распространения плоской трещины микротрещина расширяется с фиксированной шириной трещины, за исключением небольшой области на вершине трещины, поэтому волокна остаются неповрежденными и прикреплены к окружающей матрице. После образования плоской микротрещины способность мостикового волокна передавать нагрузку позволяет приложить дополнительное напряжение к образцу, что, в свою очередь, вызывает дополнительные дефекты, вызывающие появление новых микротрещин.Другими словами, форма нелинейной зависимости раскрытия трещин от напряжения, обеспечиваемая волокнами, перекрывающими микротрещины, на мезоуровне играет доминирующую роль в структуре множественных микротрещин и упрочнении деформацией растяжения в ECC на макроуровне.

Способность перекрывающих волокон определяет допустимую нагрузку на растяжение существующих микротрещин в процессе множественного растрескивания. Существует статистическое изменение способности волокон к перемычке от одной плоскости трещины к другой, что связано с несовершенной дисперсией волокон внутри композита.Предел прочности на разрыв ECC достигается, когда способность перекрытия волокон на любой из этих плоскостей микротрещин исчерпана.

Когда пропускная способность мостиковых волокон ограничена, более мелкие начальные дефекты не активируются с образованием дополнительных микротрещин. Таким образом, максимальное значение зависимости раскрытия трещин от напряжения зависит от объемного содержания волокон, диаметра волокон и прочности волокна. Вместе с исходным распределением дефектов по размерам эти параметры определяют плотность микротрещин и напрямую влияют на пластичность композита при растяжении.

Взаимодействие между волокнами и микротрещинами является сложным, особенно когда волокна пересекают трещину под наклоном, как это было бы в случае большинства волокон, когда они беспорядочно ориентированы внутри матрицы строительного раствора. Однако наиболее важное и фундаментальное взаимодействие, которое поддерживает желаемый нелинейный отклик на раскрытие трещины под напряжением, происходит из разрыва сцепления и скольжения каждого отдельного волокна во время раскрытия трещины. Если бы волокна немного не скользили, они бы сломались, вместо того, чтобы перекрывать трещину.Однако при чрезмерном скольжении волокон действие композита теряется, поэтому микротрещина теряет форму плоской трещины и превращается в макроскопическую трещину.

Природу отслаивания волокна и проскальзывания внутри композита лучше всего изучать с помощью установки вытягивания одного волокна, когда отдельное волокно, выходящее из небольшой плиты, вытягивается до тех пор, пока не выйдет все волокно. Сила отрыва должна преодолевать адгезионную связь между волокном и материалом матрицы, чтобы начался процесс соскальзывания. В ECC проскальзывание — это не простой процесс трения, а включает реакцию на упрочнение скольжения , что означает, что сопротивление скольжению границы раздела между волокном и окружающим строительным раствором увеличивается по мере продвижения скольжения.Этот отклик твердого скольжения границы раздела волокно-матрица на уровне отдельного волокна определяет детали отношения раскрытия трещин к напряжению на мезомасштабном уровне композита, поэтому его необходимо тщательно контролировать.

Сильно нелинейная реакция упрочнения при скольжении является результатом преднамеренного повреждения волокна, когда оно скользит по матричному материалу. На рис. 9 показано истирание на ПВС-волокне после того, как оно полностью выскользнуло из матрицы. Во время скольжения поверхность волокна постепенно «отслаивается» из-за грубого туннеля матрицы, причем глубокий конец волокна испытывает наибольшие повреждения, поскольку он подвергается наибольшему скольжению перед выходом из матрицы.Отслаивание вызывает «объемный» эффект на оставшееся связанное волокно, прижимая его к туннелю матрицы и требуя больших усилий для вытягивания волокна. Этот механизм истирания поверхности волокна — набухания — заклинивания ответственен за явление упрочнения скольжения, наблюдаемое в экспериментах по вытягиванию одиночного волокна.

Чтобы контролировать процесс отслаивания и проскальзывания клея между волокном и матрицей, необходимо систематически настраивать химический состав поверхности волокна. В ECC предпочтение отдается прочному противоскользящему процессу по сравнению с прочным химическим (адгезионным) соединением.Разрыв прочных химических связей не рассеивает столько энергии, сколько процессы скольжения, включающие неупругие механизмы, такие как истирание поверхности, набухание и заедание. Волокно ПВС ценится за свою гидрофильную химию поверхности, так как большинство других полимерных волокон отталкивают воду, а гидрофобные нити отрываются от цемента с небольшим сопротивлением. Однако гидрофильная поверхность ПВС-волокна также делает его слишком прочным для связывания с цементной матрицей: химическая структура ПВС способствует образованию сложных кластеров с гидроксидами металлов.В результате чистые волокна ПВС имеют тенденцию к разрыву при вытягивании из цементной матрицы. Таким образом, PVA-волокно, предназначенное для использования в ECC, содержит тонкое покрытие из специального гидрофобного материала. Этого поверхностного покрытия толщиной от 10 до 100 нанометров достаточно, чтобы резко изменить взаимодействие между ПВС-волокном и цементной матрицей. Материал покрытия и толщина ПВС-волокна выбраны таким образом, чтобы обеспечить ограниченное количество адгезионного соединения, которое разрывается до разрыва вытянутого волокна и поддерживает процесс упрочнения скольжения.

Поведение ECC, устойчивое к повреждениям, в частности, его пластичность при растяжении и саморегулируемая узкая ширина трещины, нашли свое отражение в инфраструктурных достижениях в нескольких недавних полномасштабных приложениях.

Пластичность ECC на растяжение использовалась в сборных балках в сердцевине нескольких высотных зданий в Японии для повышения устойчивости зданий к сильным землетрясениям. 41-этажный жилой комплекс Nabeaure Yokohama в Японии, завершенный в 2007 году, был построен по этому проекту.(Это здание находится в Токио, которое не сильно пострадало от землетрясения в Тохоку.) Балки ECC были расположены так, чтобы соединять угловые основные стены конструкции, поэтому на каждом этаже использовалось по четыре. Во время землетрясения эти соединительные балки испытывают большую деформацию сдвига, подвергаются микротрещинам и рассеивают энергию, переданную зданию сейсмическим явлением. Поскольку деформация сдвига по существу представляет собой комбинацию диагонального растяжения и сжатия, соединительные балки образуют два набора диагональных микротрещин при сейсмической циклической нагрузке и ограничивают нагрузку, прилагаемую к другим частям здания.Устойчивые к повреждениям соединительные балки ECC сохраняют несущую способность и сохраняют целостность здания и безопасность людей.

ECC с малой шириной микротрещин способствует долговечности инфраструктуры, сводя к минимуму или задерживая повреждения от замерзания и оттаивания, проникновение хлоридов (из-за дорожной соли) и, как следствие, ржавление стальных арматурных стержней и усталостное растрескивание. Соединительная плита из ECC заменила обычный бетонный компенсатор на мосту на юго-востоке Мичигана. Стандартные компенсаторы нуждаются в частом ремонте, иногда ежегодно для некоторых мостов с интенсивным движением.Соединительная плита ECC соединяется с соседними бетонными плитами моста с помощью арматуры и частично соединяется со стальными балками. Он выполняет обычную функцию компенсатора, растягиваясь за счет своей неупругой деформации растяжения, когда балки моста расширяются в длину в ответ на повышение температуры, и возвращается к своему первоначальному размеру, закрывая микротрещины, когда балки моста в ответ сокращаются в длину. к более прохладной погоде. Однако, в отличие от обычных компенсаторов, звено-плита ECC не заклинивает и не пропускает воду, содержащую хлориды, через стык.Перемычка-плита ECC, действующая как «бесшовное соединение», осталась в том же состоянии, в каком она была установлена ​​в 2005 году — в ремонте не потребовалось.

Характеристики растяжения ECC позволяют использовать ряд новых функций, которые могут поддерживать интеллектуальную гражданскую инфраструктуру. К ним относятся, например, функции самовосстановления и самоощущения. Предполагается, что самовосстановление ECC будет способствовать созданию будущих бетонных конструкций, которые будут выполнять самовосстановление без какого-либо вмешательства человека при повреждении конструкции.Функция самочувствия позволяет осуществлять мониторинг состояния конструкций, самостоятельно сообщая о повреждениях (и исцелении) на станции дистанционного управления. Обе функции, в настоящее время исследуемые в Мичиганском университете, зависят от устойчивости к повреждениям ECC. Ожидается, что новые бетонные технологии с умными способностями внесут дополнительный вклад в создание более безопасной и надежной гражданской инфраструктуры с меньшим углеродным и энергетическим следом.

Покадровая фотосъемка образца ECC показывает, что он может подвергаться самовосстановлению . Образец ранее был поврежден в загрузочной машине и подвергся самозаживлению своих микротрещин при воздействии циклов смачивания и сушки в лаборатории. Процесс заживления выявляется под растровым электронным микроскопом по мере роста новых химических продуктов на поверхности мостиковых волокон внутри трещины, а также на поверхностях трещин. Было обнаружено, что химические продукты представляют собой смесь гидрата силиката кальция и бикарбоната кальция, образовавшуюся, когда вода и воздух (несущий диоксид углерода) входят в микротрещины и вступают в реакцию с выщелоченными ионами кальция в КЭП.Со временем химические продукты полностью закрыли микротрещину.

Продукты заживления разрастаются вокруг и поэтому автоматически укрепляются мостиковыми волокнами, в результате чего внутри исходной трещины образуется прочный микрокомпозит, который отвечает за способность поврежденного ECC восстанавливать свои механические свойства. Величина восстановления механических свойств была изучена с помощью измерения резонансной частоты образцов до и после самовосстановления. Резкое падение резонансной частоты наблюдается после первоначального повреждения, но почти полное восстановление наблюдается всего за несколько циклов «влажный-сухой».Еще одно важное испытание восстановления механических свойств проводится путем повторной нагрузки зажившего образца под натяжением. Было обнаружено, что исходная жесткость, прочность и пластичность восстанавливаются после самовосстановления при наиболее распространенных сценариях нагружения и воздействия.

Функция самоопределения также может быть встроена в ECC, особенно на стадии деформационного упрочнения. Когда электрический потенциал устанавливается между двумя точками на образце ECC, ток индуцируется движением ионов в извилисто связанных капиллярных порах в цементе.Поток ионов частично прерывается, когда образуются микротрещины, эффективно увеличивая локальное удельное сопротивление материала. Когда напряжения (возникающие в результате воздействия электрического тока) измеряются в граничных точках, окружающих поврежденную область, данные могут быть инвертированы для создания карты проводимости среды внутри этой границы. Этот метод визуализации электроимпедансной томографии (EIT) исследуется Лабораторией интеллектуальных структурных технологий под руководством Джерома Линча из Мичиганского университета.Предварительные результаты EIT-карты ECC с микротрещинами показывают, что, как и ожидалось, линии с более высоким удельным сопротивлением (или пониженной проводимостью) хорошо коррелируют с местоположениями микротрещин, наблюдаемых оптически. При дальнейшем развитии этот метод может стать недорогим средством контроля состояния конструкций без подключения дополнительных датчиков. Структурный материал ECC становится повсеместно самочувствительным по всей поверхности и внутри конструкции.

В будущем, возможно, будет целесообразно наделить материал ECC функциями самочувствия и самовосстановления, аналогичными функциям кожи.Когда конструкция, построенная из такого материала, повреждена, она сможет начать самовосстановление, при этом наблюдая за величиной своего первоначального повреждения и уровнем восстановления. Бетон будущего будет не только пластичным, но и умным. Такой бетон поможет реализовать значительно более интеллектуальную гражданскую инфраструктуру и здания, существенно повысив при этом устойчивость и устойчивость густонаселенных городских сообществ.

  • Hou, T., and J. P. Lynch. 2009. Электроимпедансные томографические методы для определения полей деформации и трещин в цементных конструкциях. Журнал интеллектуальных материальных систем и структур 20: 1363–1379.
  • Lepech, M. D., and V. C. Li. 2008. Масштабная переработка инженерных цементных композитов. Журнал материалов ACI 105: 358–366.
  • Lepech, M. D., and V. C. Li. 2009. Применение ECC для плит звеньев мостового настила. Материалы и конструкции 42: 1185–1195.
    • Ли, В. С. 2003. О инженерных цементных композитах (ECC): обзор материала и его приложений. Журнал передовых бетонных технологий 1: 215–230.
    • Ли В. С. 2007. Комплексное проектирование конструкций и материалов. Материалы и конструкции 40: 387–396.
    • Ли, В. С. 2012. Настройка ECC для особых атрибутов: обзор. Международный журнал бетонных конструкций и материалов 6: 135–144.
    • Ли В. К. и Э. Герберт. 2012. Прочный самовосстанавливающийся бетон для устойчивой инфраструктуры. Журнал передовых бетонных технологий 10: 207–218.
    • Сахмаран М. и В. К. Ли. 2010. Спроектированные цементные композиты: можно ли использовать композиты в качестве бетона без трещин? Отчет о транспортных исследованиях 2164: 1–8.
Previous PostNextNext Post

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.