Відновлення монолітності старої кладки

Огляд найбільш поширених способів відновлення монолітності старої цегляної або кам'яної кладки.

Посилення кладки методом ін'єкції
Посилення кладки методом ін'єкції засноване на тому, що розчин, проникаючи в наявні в кладці тріщини, незаповнені шви, порожнечі збільшує її монолітність. Дослідженнями було встановлено, що несуча здатність кладки з тріщинами після її посилення ін'єкцією може збільшитися в порівнянні з початковою, тобто до утворення тріщин, до 30%. У той же час спроби збільшити за допомогою ін'єкції несучу здатність кладки без тріщин, порожніх швів і т. П. Приречені на провал. Пов'язано це з тим, що в останньому випадку розчин практично не буде надходити в кладку, заповнюючи тільки просвердлені в кладці отвори для його подачі, утворюючи так звані «олівці».
Погане заповнення вертикальних швів знижує міцність кладки при стисненні не більше, ніж на 5%. У цьому випадку навіть при відносно великій витраті розчину, що надходить у вертикальні шви, очікувати значного підвищення міцності не доводиться.
З огляду на велику невизначеність в тому, наскільки збільшиться в результаті ін'єкції міцність кладки на стиск в залежності від наявних в ній дефектів, слід розглядати ін'єкцію як метод, що дозволяє відновити монолітність кладки з тріщинами і порожнинами. При цьому опір кладки стиску має прийматися таким же, як для кладки з тих же матеріалів без дефектів (тріщин, пустот).
Склади розчинів і технологія їх подачі можуть істотно відрізнятися в залежності від виду матеріалів, з яких виконана кладка, характеру наявних в ній дефектів і наявної матеріальної бази. Застосування різних складів розчинів при значному розходженні їх в ціні в ряді випадків може дати один і той же ефект.
До розчинів для ін'єкції кладки висуваються наступні вимоги:
- високе зчеплення з матеріалами кладки, в першу чергу цеглою (каменем);
- міцність. порівнянна з міцністю розчину кладки;
- здатність проникати під тиском навіть в незначні по ширині тріщини, порожні шви;
- відсутність або незначна усадка;
- час схоплювання менше, ніж потрібно для приготування, подачі розчину в кладку, промивку насоса і шлангів (в середньому не менше 30 хвилин);
- сумісність з матеріалом кладки за хімічним складом;
- близькі деформаційні властивості з розчином кладки.
У разі необхідності проведення робіт з посилення кам'яних конструкцій на історичних або архітектурних пам'ятках вибір складів розчинів і технологія їх подачі повинні обов'язково узгоджуватися з уповноваженими на те організаціями. Як і при будь-яких інших способах підсилення, реставратори повинні обмежити коло застосовуваних матеріалів, узгодити місця і глибину подачі розчину, тиск в системі, типи патрубків.
Крім випадків, коли ін'єкція застосовується при закачуванні розчину в тріщини, пори, порожнечі можливо її застосування при влаштуванні буроін'єкційних анкерів, зв'язків і т. П.
Рекомендовані склади розчинів і вимоги до технології їх подачі наведені нижче.

Ін'єкція розшарується кладки
Розшарування кладки може статися як у результаті освіти силових тріщин і поділу кладки на окремі стовпчики, так і при зрізі зовнішнього шару кладки через різних деформацій зовнішнього і внутрішнього шарів стіни.
Оптимальним способом посилення кладки, розшарується в результаті перевищення її несучої здатності, є ін'єкція з одночасним влаштуванням буроін'єкційних шпильок або двосторонніх обойм.
Ін'єкція розшарується кладки з пристроєм буроін'екцілнних шпильок проводиться в такому порядку:
- в кладці в шаховому порядку просверливаются отвори діаметром 14-16 мм під кутом до горизонту 10-150 і з кроком 40х40 мм. Глибина отворів визначається товщиною розшарується кладки і може бути дорівнює товщині стіни;
- в один з отворів вставляється патрубок, виконаний з труби діаметром 1/2 дюйма і проводиться продування стисненим повітрям або прокачування водою при застосуванні водних розчинів або ацетоном при полімерних розчинах;
- в отвори вставляються шпильки, виконані з арматури періодичного профілю діаметром 6-8 мм;
- проводиться закачування в крайнє нижнє отвір розчину під тиском 6 атм .;
- після виходу розчину з сусідніх отворів останні тимчасово заглушуються і проводиться опресовування (витримка під тиском) протягом 1-2 хвилин;
- шланг для подачі розчину переноситься на сусіднє отвір, а перший отвір не чути;
- процес подачі розчину в інші отвори триває від низу до верху до тих пір, поки не будуть задіяні всі отвори;
- склад розчину для ін'єкції підбирається в залежності від ступеня розшарування кладки. При невеликому розшаруванні (не більше 1,5 мм) рекомендуються розчини, що володіють великою проникаючою здатністю. До них відносяться полімерні розчини на основі епоксидної або фуранові смол, цементно-піщані з добавкою меленого піску, цементні.

При роботі на історичних пам'ятках, де застосовувалися вапняні розчини, з метою виключення внесення в кладку матеріалів, які не використовувались в той час, рекомендовані склади розчину на основі вапна. Модуль крупності піску для розчинів не повинен перевищувати 1,0-1,5. Тонкість помелу тонкомолотого піску повинна доходити до тонкості помелу цементу.
Так як на міцність розчину крім його складу впливає багато інших чинників, таких як вологість і матеріал кладки, ширина тріщин, якість застосовуваних матеріалів і т.д. наведені склади розчинів є орієнтовними і потрібно їх коригування на об'єкті.
Якість заповнення тріщин і пустот може бути перевірено відбором кернів, свердлінням отворів.

Об'ємних частин вапна-тесту

Об'ємних частин портландцементу

Примітки:
1. Для конструкцій, що знаходяться в аварійному стані, застосовуються розчини, що володіють більш високою міцністю на стиск і зчеплення з цеглою (каменем), ніж для інших.
2. В якості наповнювачів можуть також застосовуватися вапнякова мука, тонкомолотий цегла, мармурова мука, крейда порошкоподібний.
3. При ін'єкції кладки з тріщинами шириною розкриття до 1,0 мм кількість води може бути збільшено в 2,0-2,5 рази.

Ін'єкція кладки з тріщинами
Як зазначалося вище, тріщини в кладці можуть бути як силовими, так і деформаційними. Однак незалежно від причини утворення тріщин, їх ін'єкція проводиться по одній і тій же технології. Склад розчину для тріщин з шириною розкриття більше 2 мм приймається наступним: полімерцементний розчин 1. 0,15. 0,25. 0,01 (цемент. ПВА. Мелений пісок. Суперпластифікатор С3) при В / Ц = 0,6. При меншій ширині розкриття тріщин мелений пісок не додається.
Розчин подається в патрубки, які можуть виконуватися з труби діаметром в півдюйма. Патрубки встановлюються в просвердлені в кладці отвори при великій ширині тріщин патрубки встановлюються без свердління отворів.
Патрубки розташовуються уздовж тріщин з кроком не більше 0,6 м на гіпсовому розчині. Тріщини ретельно закладаються гіпсом. Якщо згодом на стіну передбачається нанесення штукатурного шару, то він також може бути використаний для герметизації кладки з тріщинами.
Через надмірну кількість використаного розчин подається ручним або механічним насосом під тиском близько 6 атм. якщо це не загрожує втратою стійкості. Як і при ін'єкції розшарується кладки, подача розчину починається з нижнього патрубка. Після появи розчину в вищерозташованих патрубку проводиться опресовування і перестановка шланга для подачі розчину в ніжній патрубок.

Ін'єкція кладки з каналами
Ін'єкцію кладки, в якій є канали і інші порожнини, виробляють після того, як виконано заповнення каналів монолітним бетоном. В іншому випадку ін'єкційний розчин, призначений для заповнення тріщин, піде спочатку в канали. Заповнення каналів слід починати з нижніх поверхів, щоб уникнути того, щоб бетон, падаючи з висоти, що не расслоился. Та ж проблема може виникнути і в межах одного поверху при його великій висоті.

Відновлення монолітності розшарується кладки проводиться за допомогою сталевих шпильок з арматури періодичного профілю в поєднанні з її ін'єкцією.

Ремонт кладки з деформаційними тріщинами
Ремонт кладки з деформаційними тріщинами виконується, коли усунуті причини, що викликали появу тріщин (нерівномірне осідання фундаментів, неоднакові деформації суміжних ділянок стін, прогини перекриттів, температури та вологості деформації і т. П.). В іншому випадку після якогось часу тріщини розкриються знову на старому місці або утворюються поруч.
Кращим є метод посилення кладки з тріщиною за допомогою термонапрягаемих анкерів. Рекомендується використовувати два варіанти посилення. У першому випадку анкер об'єднується з скобою і виготовляється з арматури періодичного профілю діаметром 12 мм. Скоба виконується Г-образної, один її кінець встановлюється в просвердлений на відстані 20-30 см від тріщини отвір діаметром 16-18 мм. Після установки анкера отвір заповнюється розширюється цементом НЦ. Таким же чином встановлюється інша скоба з протилежного боку тріщини. Перехлест стрижнів повинен бути не менше 10 см. Після набору розчином міцності не менше 75 кгс / см2 (витримка при температурі 180 ° С близько одного тижня) скоби нагріваються автогеном, паяльною лампою або за допомогою електротрансформаторів до температури 5000 ° С. Після цього скоби зварюються між собою. Скоби встановлюються по обидва боки стіни і можуть бути втоплені в кладку.
Інший варіант установки термонапрягаемих скоб полягає в тому, що спочатку на розширенні розчині встановлюються горизонтальні анкера, до яких після набору розчином міцності на початку до одного з них, а після нагрівання і до іншого приварюється стрижень з 12АII. Установка анкерів може проводитися також на інших безусадочних розчинах, зокрема на клеях (епоксидної або фуранові смолі і т. Д.).
Кладка на ділянці з тріщиною може бути перекладена. Невеликі тріщини можуть бути також розшиті і заповнені розчином.
У всіх випадках рекомендується в Шпаклювальний шар вводити синтетичну сітку або склотканина.

Посилення кладки стовпів сердечниками

Принципи роботи кладки, посиленою сердечниками
Найчастіше посилення кладки сердечниками виконується при необхідності передачі на них частини або всього зусилля від перекриттів.
Два основних випадку роботи сердечників з кладкою:
- незалежна робота кладки і сердечника на сприйняття вертикальних зусиль. В цьому випадку спирання перекриттів проводиться безпосередньо на сердечник і конструкція їх приймається такий, щоб між кладкою і сердечником існував деформаційний шов.
- спільна робота кладки і сердечника. Спільна робота кладки і сердечника забезпечується зчепленням бетону сердечника з кладкою, горизонтальними сталевими зв'язками і плитами перекриттів, що спираються одночасно на сердечники і кладку.
Конструкції підсилення кладки сердечниками
Сердечники можуть виконуватися із сталевих елементів, залізобетону або в їх комбінації. Близько по суті своєї роботи до сердечникам варто кладка з вертикальним армуванням.
При посиленні сердечниками кам'яних стін або стовпів в них влаштовується штраба або отвір, в які і встановлюється сердечник.
Складність пристрої сердечників обумовлена ​​необхідністю проходки в тілі кладки вертикальних отворів. Бажаним тут є використання алмазного свердління. У цьому випадку, однак, виникає проблема виїмки на поверхню висвердлених кернів. Застосування для виконання отворів звичайного бурового обладнання є небажаним внаслідок ймовірності пошкодження навколишнього кладки стовпів.
У разі неможливості уникнути динамічних впливів на кладку при проходженні в ній вертикальних отворів під сердечники, рекомендується влаштування тимчасових напружених сталевих бандажів.