PL203305B1 - Sposób wykonania wzmocnienia konstrukcji żelbetowych i murowych, obiektów i budowli, dodatkowo płaszczem z betonu zbrojonego - Google Patents

Description

Wynalazkiem jest metoda pozwalająca za zwiększenie wytrzymałości osłabionych konstrukcji żelbetowych i murowych w obiektach i budowlach takich jak: zbiorniki i silosy na materiały sypkie wymienione w tabeli Z-1 do PN-89/B-03262 z p.zm. oraz konstrukcji żelbetowych, powłokowych i szkieletowych, przemysłowych i innych np: chłodni hiperboloidalnych, kominów, osadników, tuneli, przekopów chodnikowych, mostów, elementów nośnych hal produkcyjnych, górniczych wież wyciągowych i innych nie wymienionych.

W trakcie nieprzerwanej 30-40 letniej eksploatacji obiektów i budowli zachodzą niszczące procesy w strukturze betonu i zbrojenia.

Do czynników wpływających na sukcesywne obniżenie stateczności i wytrzymałości tych konstrukcji zaliczyć można niską jakość stosowanych przy ich budowie materiałów oraz dość często występujące błędy wykonawcze również z powodów obiektywnych. Wykonawcy, wówczas dysponowali cementem, z nadmierną ilością dodatków pyłowych, stalą zbrojeniową niespawalną z obniżoną odpornością na korozję.

Przewidywane w projekcie ilości i jakość stali zbrojeniowej oraz klasa betonu, często w trakcie wykonawstwa odbiegały od tych założeń, co w konsekwencji skutkowało otrzymanie przeciętnej pod względem techniczno - technologicznym konstrukcji. Te i inne okoliczności oraz występujące niekorzystne zjawiska drgań mechanicznych w wyniku długiego okresu eksploatacji oraz wpływ równie szkodliwych i agresywnych czynników atmosferycznych spowodowały nieodwracalne i pogłębiające się uszkodzenia w strukturze żelbetu:

• zluzowanie połączeń prę tów zbrojenia obwodowego z powodu nadmiernej korozji i braku styków spawalnych;

• zbyt mała otulina zbrojenia w betonie lub jej całkowity brak na powierzchniach zewnętrznych;

• wgłębna nasiąkliwość betonu;

• nierównomierne zagę szczenie betonu, powodujące efekt rozwarstwienia;

• występujące zbyt szerokie rysy i pęknięcia pionowe poprzez skurcze i mikropęknięcia;

• brak zabezpieczeń impregnacyjnych, betonowych powierzchni zewnętrznych obiektów.

W wyniku tych procesów konstrukcje żelbetowe, zwłaszcza powłokowe, utraciły swą sprężystość i w wielu przypadkach wystąpiły trwałe odkształcenia tzw. wybrzuszenia, świadczące o utracie wytrzymałości jak również stateczności konstrukcji. W przypadku obiektów magazynowo-produkcyjnych, takich jak: zbiorniki, silosy itp. wykorzystuje się najczęściej 50-60% ich pojemności z uwagi na uzasadnioną obawę przed awarią budowlaną. Te obawy dotyczą w podobnym stopniu konstrukcji żelbetowych nośnych eksploatowanych budynków i budowli, zwłaszcza produkcyjnych.

W tej sytuacji jedynym, skutecznym sposobem przywracającym osł abionym konstrukcjom właściwą normową wytrzymałość jest wykonanie dodatkowego, nowego, żelbetowego płaszcza o żądanych parametrach wytrzymał ościowych i sprężających, który stworzy z istniejąc ą konstrukcją monolityczną całość i pozwoli uchronić te obiekty od przewidywalnej w czasie awarii budowlanej, umożliwiając tym samym ich dalszą wieloletnią eksploatację. Zadanie to polega w pierwszej kolejności na odpowiednim przygotowaniu powierzchni wzmacnianej konstrukcji powłokowej lub szkieletowej, poprzez usunięcie pyłów, nawisów luźno związanych z podłożem frakcji betonu i zabezpieczenia antykorozyjnego odsłoniętego zbrojenia oraz wykonanie alkalizacji. Na tak przygotowaną powierzchnię następuje zamontowanie właściwego dozbrojenia o wyliczonych przekrojach wg założeń projektowych np. od 0 8 do 0 12 wzwyż, z siatek prefabrykowanych lub też w postaci prętów obwodowych i pionowych o połączeniach spawanych, zdystansowanych od podłoża. Po wykonaniu niezbędnych robót przygotowawczych następuje proces natrysku masy betonowej, w postaci np.: na „sucho lub „mokro w klasie od B-25 do B-50, przy pomocy agregatów pneumatycznych, o ciśnieniu roboczym od 6 do 8 MPa, lub z mieszanki drobnoziarnistej z zawartością substancji pylastych, spoiwa i cementu.

Systematyczny, warstwowy i równomierny natrysk masy betonowej zmodyfikowanej, tworzy wraz z wcześniej zabudowanym zbrojeniem, nową powłokę żelbetową o żądanej grubości np. do 12 cm, tworząc z podłożem monolit.

Nowopowstała, wygładzona powłoka żelbetowa spręża na całej powierzchni wzmacnianą konstrukcję, znacząco zwiększając jej wytrzymałość i stateczność, likwiduje rysy i pęknięcia oraz eliminuje wpływ agresywnego środowiska na pierwotną powierzchnię betonu.

PL 203 305 B1

W celu dodatkowej ochrony nowej powierzchni wykonuje się zabiegi impregnują ce lub malarskie podnosząc równocześnie estetykę naprawianego obiektu. Zastosowane w tym procesie materiały posiadają wysoką jakość i gwarantują osiągnięcie parametrów techniczno - technologicznych przekraczających obecnie obowiązujące normy krajowe, z uwzględnieniem dostosowań unijnych - Eurokodów.

Użyta stal zbrojeniowa spawalna, w gatunkach przewidzianych w projekcie, będzie posiadać świadectwa jakości oraz atesty producentów, natomiast masa betonowa do natrysku przygotowana będzie z mieszanek konfekcjonowanych z aprobatą ITB nr NK-21/LR/00 o składzie według opracowanej wcześniej receptury:

• cement 32,5 R • piasek pł ukany 0/2 mm • żwirek płukany 2/10 mm • wł ókna polipropulenowe • plastyfikatory (Addiment BV3, Sicacrette, Betoplast) • woda zarobowa do konsystencji K2/K3 • stosunek C/W - 0,4 oraz parametrów technicznych np.:

• wytrzymał ość na ś ciskanie B-25 do B-50 • przyczepno ść do podł o ż a 2,0-2,5 MPa • wodoszczelność W-16 • mrozoodporno ść F-200 • brak mikropęknięć i kapilar przez zastosowanie włókien mikropropylenowych np. Fibermesch

Opracowana technologia sprawdzona w praktyce, jest oparta na materiałach krajowych, co powoduje niskie koszty robót wzmacniających, konkurencyjne do alternatywnych rozwiązań.

Obecnie sporadycznie stosuje się wzmocnienia wytrzymałości konstrukcji powłokowych obiektów, sprężając je obwodowo kablami np. typu „Freyssinet. Metoda ta ma jednak ograniczone zastosowanie ze względów technicznych i ekonomicznych i dotyczy szczególnie powłok o kształcie cylindrycznym.

Z technicznego punktu widzenia zastosowanie kabli sprężających, jest uzasadnione jedynie wtedy, gdy konstrukcja żelbetowa np. powłoka zbiornika, posiada rysy i pęknięcia pionowe, natomiast struktura żelbetowa jest dobra lub bardzo dobra. Wtedy to występujące rysy i pęknięcia o różnym stopniu rozwarcia, można iniekcyjnie zlikwidować a pozostałą zdrową konstrukcję sprężyć kablami, zwiększając jej wytrzymałość, osłabioną przez uprzednio występujące zjawiska.

Przy występującym z reguły strukturalnym osłabieniu konstrukcji żelbetowej, sprężanie jej kablami w określonych miejscach nie przyniesie oczekiwanych efektów a w konsekwencji nie zatrzyma dalszej jej degradacji, natomiast uzyska się złudne przeświadczenie o właściwie przeprowadzonym procesie wzmacniającym.

Ideą tego wynalazku jest przywrócenie i jednocześnie podniesienie wytrzymałości konstrukcji żelbetowych obiektów, umożliwienie dalszej co najmniej 30 letniej eksploatacji z wykorzystaniem w pełni ich przeznaczenia, jednocześ nie speł niają c wymogi obowią zują cych norm krajowych i unijnych w tym zakresie.

Claims (1)

1. Sposób wykonania wzmocnienia konstrukcji żelbetowych i murowych obiektów i budowli, dodatkowo płaszczem o grubości do 12 cm z betonu zbrojonego każdorazowo według projektu technicznego, z zachowaniem normowej otuliny zbrojenia od 35 mm do 40 mm, uzyskując nową zewnętrzną konstrukcję żelbetową, odporną na działanie czynników zewnętrznych, nienasiąkliwą, mrozoodporną i przekraczającą wytrzymał ość pierwotnej konstrukcji, znamienny tym, ż e:

   konstrukcje żelbetowe i murowe obiektów i budowli nie spełniające obecnych wymogów normowych stateczności i wytrzymałości, wzmacnia się dodatkowo prętami zbrojeniowymi pionowymi i obwodowymi o przekrojach od 8 mm do 16 mm, zakotwionymi na cał ej powierzchni konstrukcji, zarówno powłokowej, cylindrycznej jak i szkieletowej według wyliczeń normowych wytrzymałościowych, a następnie na tak dozbrojoną konstrukcję przy użyciu agregatów pneumatycznych, pod ciśnieniem 6-8 MPa nakłada się równomiernie na „sucho lub „mokro warstwowo beton modyfikowa4

   PL 203 305 B1 ny mikrokrzemionką, plastyfikatorami oraz włóknami polipropylenowymi, o składzie mieszanki betonowej według opracowanej wcześniej receptury :

   • cement 32,5 R • piasek płukany 0/2 mm • żwirek płukany 2/10 mm • wł ókna polipropylenowe • plastyfikatory • woda zarobowa - do konsystencji K-2 /K-3 • stosunek C/W - 0,4 lub z mieszanek konfekcjonowanych drobnoziarnistych z zawartością substancji pylastych, spoiwa i cementu o parametrach technicznych warstw wzmacniają cych:

   • wytrzymałość na ściskanie - B-25 do B-50 • przyczepność do podło ża - - 2,0 MPa do 2,5 MPa • wodoszczelność - W-16 • mrozoodporno ść - F-200 tworząc w konsekwencji monolityczny z podłożem płaszcz - gorset wzmacniający i sprężający konstrukcję, wygładzony powierzchniowo i zaimpregnowany ahydrozyjnie lub pomalowany, otrzymując w ten sposób dozbrojoną i wzmocnioną konstrukcję żelbetową i murową obiektów i budowli.