На протяжении длительного времени железобетонные конструкции являются наиболее распространенными конструктивными элементами для восприятия внешних нагрузок. Однако эти конструкции имеют способность разрушаться. Причин, которые вызывают разрушение конструкций, большое количество, но в первую очередь необходимо выделить следующие: химическое воздействие, температурное воздействие, неравномерная осадка сооружения.
Интенсивность разрушения конструкций в основном зависит от соблюдения технологических режимов на предприятиях (наличие протечек, выделение газов, скопление агрессивной жидкости) и своевременного проведения ремонтно - восстановительных работ.
Степень разрушения и остаточную несущую способность конструкций определяют по результатам систематических обследований зданий и сооружений. Результаты многочисленных обследований зданий и сооружений показывают, что значительная часть железобетонных конструкций находится в ограниченно работоспособном или аварийном состоянии и не отвечают требованиям безопасности.
Такие конструкции необходимо разобрать, пока они не разрушились полностью, или восстановить их несущую способность. До недавнего времени восстановление несущей способности железобетонных конструкций осуществляли путем их ремонта цементно - песчаными смесями или путем усиления стальными обоймами, на которые передавали часть нагрузки. Такое усиление носит кратковременный характер.
В настоящее время, используя современные достижения в химической промышленности, разработаны новые материалы, с помощью которых можно восстановить несущую способность железобетонных конструкций, потерявших до 50 % несущей способности. К таким материалам относятся пластификаторы, сухие ремонтные смеси, клеи для соединения нового и старого бетона, эпоксиды инъекционные или тиксотропные, преобразователи ржавчины арматуры, растворы для инъецирования трещин и закрытых полостей, углеродные ламинаты и холсты для внешнего армирования.
В Испытательном Центре «Самарастройиспытания» ГОУВПО «Самарский государственный архитектурно строительный университет» (СГАСУ) был проведен анализ российских и зарубежных производителей таких материалов. В результате анализа получено, что наиболее полный перечень материалов с оптимальным сочетанием цена — качество, выпускает греческая фирма ISOMAT. Для получения возможности использования указанных материалов на территории Российской Федерации, сотрудниками Испытательного Центра «Самарастройиспытания» были разработаны Технические Условия и проведены сертификационные испытания материалов, выпускаемых фирмой ISOMAT. По результатам испытаний были выданы Сертификаты РФ на основные виды материалов, что позволило применять их на всей территории РФ.
Используя опыт фирмы ISOMAT, ООО «Трейд Инжиниринг» организовало в Самарской области производство профессиональных сухих смесей (торговая марка СамХими) для ремонта и защиты железобетонных конструкций (самкрит 10, самктит 40, гидроматик флекс и др.).
Сотрудниками Испытательного Центра «Самарастройиспытания и ООО «Трейд Инжиниринг» были разработаны методики ремонта и восстановления несущей способности железобетонных конструкций в зависимости от характера и степени их повреждения с применением указанных материалов. Используя данные методики, появилась возможность устранить наличие трещин в бетоне с шириной раскрытия от 0,3 до 5 мм путем инъецирования в них составы Epomax L10, Epomax L20, Durebond, восстановить поперечное сечение конструкции и защитного слоя, восстановить несущую способность элементов, или усилить конструкцию путем постановки в качестве внешнего армирования углеродного ламината, или углеродного холста (рисунок 1). Для предотвращения дальнейшего разрушения железобетонных конструкций на их поверхность необходимо нанести защитно - гидроизоляционное покрытие Гидроматик в 2 слоя.
При восстановлении несущей способности и усиления железобетонных конструкций по указанным методикам необходимо разработать проект с выполнением поверочных расчетов.
В декабре месяце 2009 года на одном из нефтеперерабатывающих предприятий в результате аварии возник пожар с повышением температуры до 1000 градусов по Цельсию. В районе пожара находился трехэтажный железобетонный постамент, на котором располагалось технологическое оборудование. Для оценки состояния строительных конструкций после пожара было проведено детальное обследование постамента. В процессе обследования было установлено, что в результате температурного воздействия железобетонные конструкции постамента получили серьезные повреждения. В нескольких колоннах первого этажа бетон разрушен на глубине до 100 мм и наблюдалось выпучивание рабочей арматуры по всей длине колонн (рисунок 2). В ригелях и плитах перекрытия первого этажа разрушен защитный слой бетона, а рабочая арматура отслоилась от бетона. Около 30 % конструкций находились в аварийном состоянии (рисунок 3).
Для восстановления работоспособности постамента рассматривались два варианта: разборка всех конструкций и строительство нового постамента, или восстановление несущей способности конструкций с использованием современных материалов и технологий. Поскольку для реализации первого варианта требовалось много средств и времени, предпочтение было отдано второму варианту. Восстановление несущей способности конструкций проводили по приведенным выше методикам. Поскольку работы проводили в зимний период при отрицательной температуре наружного воздуха, весь постамент был закрыт специальной тканью и внутреннее пространство отапливали тепловыми пушками.
Общий вид восстановленного постамента приведен на рисунке 4.
Разрушение железобетонных конструкций происходит не только в аварийных ситуациях, но и вследствие длительного воздействия химических реагентов или атмосферных осадков (рисунок 5).
По приведенным методикам были восстановлены четыре крупных железобетонных постамента на территории Р.Ф.
На рисунке 7 приведен общий вид железнодорожного путепровода Жигулевской ГЭС у которого устои были усилены углеродными ламинатами.
Работы по восстановлению несущей способности железобетонных конструкций необходимо выполнять по следующей схеме: детальное обследование, принятие решения о проведении работ по восстановлению конструкций, предпроектное обследование, разработка проекта, проведение работ по восстановлению несущей способности конструкций, сдача объекта в эксплуатацию. В некоторых случаях при сдаче объекта в эксплуатацию необходимо проводить испытание восстановленных конструкций. Такие испытания были проведены на путепроводах Жигулевской ГЭС.
Рис.1: Состояние колонны после температурного воздействия
Рис.2: Аварийное состояние конструкций после пожара
Рис.3: Общий вид восстановленного постамента
Рис.4: Разрушение конструкций вследствие воздействий химических реагентов
Рис.5: Общий вид восстановленного постамента
Рис.6: Устои путепроводов Жигулевской ГЭС усилены углеродными ламинатами
