Предварительно просушенные и охлажденные до температуры наружного воздуха песок и щебень перед введением связующего перемешивают между собой в соотношении 1:1.
Срок годности приготовленной полимербетонной смеси не превышает 30 - 40 мин.
Расчетные сопротивления смятию и сжатию таких полимерных композиций можно принять равными 40 МПа.
5. Оборудование. Технология устройства конструкций усиления
5.1. Мостостроительная организация должна быть обеспечена оборудованием для сверления отверстий под шпонки и штыри, а также оборудованием и тарой для приготовления и хранения клея, полимербетона, бетона и раствора.
5.2. Оборудование, предназначенное для приготовления и нанесения клея, приведено в прил. 7 «Технических указаний» ВСН 98-74.
Для сверления отверстий под шпонки целесообразно использовать станок передвижной марки ИЭ-1801 с кольцевыми алмазными сверлами диаметром от 50 до 150 мм.
Сверление в бетоне скважин для штырей рекомендуется производить перфораторами электрическими (например, марки ИЭ 4707), электромагнитными (ИЭ 4709) или пневматическими (П-47).
5.3. При устройстве конструкций усиления стыков рекомендуется придерживаться такой последовательности:
сверлят отверстия под шпонки;
очищают отверстия от крошки, образовавшейся при сверлении, промывают водой под небольшим давлением, продувают сжатым воздухом, прочищают ершом или банником (ветошью, намотанной и закрепленной на отрезке арматуры);
при наличии непроклея или трещин в стыке (шпонки устанавливают конструктивно) вначале герметизируют стык - наносят по всему периметру стыка (кроме отверстий под шпонки) два-три слоя эпоксидного клея полосой 5 - 10 см;
после полимеризации клея герметизации неплотности и трещины в стыке заполняют эпоксидным клеем без наполнителя или клеем с небольшим количеством наполнителя (до 100 мас. ч.), заливая его через воронку в отверстия для шпонок. Заливку проводят 2 - 3 раза с интервалом 15 - 20 мин. до тех пор, пока клей не перестанет убывать из отверстия под шпонку. После этого в отверстие вставляют металлическую шпонку. Если необходимо заполнить горизонтальные неплотности или трещины, то клеем заполняют отверстия для шпонок до верха (устраивают полимерную шпонку). При необходимости устройства полимерной шпонки, расположенной между каналами конструкции, вначале герметизируют эпоксидным клеем неплотности (трещину) внутри отверстия под шпонку, а после полимеризации клея герметизации заполняют клеем отверстия до верха (устраивают полимерную шпонку);
при устройстве шпонок в стыках с некачественным клеем (расчетных шпонок) в стенках или при устройстве шпонок, расположенных между каналами, зимой после очистки отверстий их грунтуют клеем без наполнителя, затем в клей добавляют наполнитель, наносят на шпонку (или заливают в отверстие, если оно не сверлилось насквозь) и вставляют шпонку в отверстие, вращая вокруг оси.
5.4. Расстояние между отверстиями и их диаметр необходимо определять расчетом или назначать конструктивно.
Отверстия в стенках сверлит под небольшим углом к горизонтали (15 - 20°), что вызвано необходимостью исключить попадание воды из коронки в электромотор. В плитах отверстия под шпонки сверлят вертикально.
Не рекомендуется сверлить отверстия под шпонки насквозь; их глубина должна быть на 3 - 5 см менее толщины стенки или плиты, особенно в случае установки шпонок конструктивно. При таком способе сверления упрощается технология вклеивания шпонок, заполнения непроклея или трещины в стыке и предотвращается выпадание (сползание) шпонки из отверстия в процессе полимеризации клея.
5.5. Отверстия под шпонки рекомендуется сверлить изнутри коробки при усилении пролетного строения, смонтированного из коробчатых блоков.
В стенках отверстия сверлят, как правило, с подмостей (рис. 5), распирая станок штангой (придается к станку) в противоположную стенку.
Можно использовать для этих целей специальную штангу, предложенную Союздорнии, которая крепится к сверлильному станку и распирается в потолок (верхнюю плиту); штанга одновременно служит для перемещения по ней сверлильного агрегата (см. рис. 5), что позволяет отказаться от применения подмостей и тем самым в 2 - 3 раза увеличить темпы сверления отверстий в стенках.
5.6. Рекомендуется при сверлении отверстий в стенке начинать работу сверху, последовательно опуская станок вниз, что даст возможность отказаться от очистки отверстий, так как образовавшиеся при сверлении крошки вымываются из отверстия водой, подаваемой в коронку для ее охлаждения, а при сверлении следующего отверстия в ранее просверленное они не попадают.
5.7. При вклеивании шпонок, если отверстие просверлено насквозь, используют клей с тиксотропной добавкой, который наносят жестким ершом или банником. Предварительно на один конец шпонки приваривают небольшой отрезок арматурной стали диаметром 6 - 10 мм, за который поворачивают шпонку при вклеивании; кроме того, отрезок арматуры не позволяет шпонке выпасть из отверстия в процессе полимеризации клея. Если отверстие просверлено не на всю толщину элемента, то после грунтовки отверстия в него заливают клей без наполнителя или с небольшим его количеством (до 100 мас. ч.); этим же клеем обмазывают шпонку и вставляют в отверстие, поворачивая вокруг оси.
Рис. 5. Схема сверления отверстий в ребрах балки:
а - сверление с подмостей; б - с использованием штанги Союздорнии; 1 - ребро; 2 - сверлильный станок; 3 - распорная штанга; 4 - станина станка; 5 - подмости; 6 - штанга-удлинитель; 7 - лестница
Шпонку вставляют с некоторым усилием, необходимым для выдавливания излишков клея из отверстия.
5.8. Технология установки конструктивных шпонок, отличающаяся от технологии вклеивания шпонок, предусматривает следующее:
отверстия под шпонку не грунтуют, но при необходимости очищают от крошек, образовавшихся при сверлении;
после отверждения клея уплотнения, введенного в стык или трещину, устраняют отдельные неплотности. С этой целью в нижнее отверстие для шпонки заливают клей (при зазоре в стыке или трещине раскрытием от 0,3 до 1 мм применяют клей без наполнителя; при зазоре более 1 мм - клей с небольшим количеством (до 100 мас. ч.) наполнителя). По мере заполнения клеем зазора или трещины, расположенных ниже отверстия, клей доливают в отверстие до верха. Затем в отверстие с клеем вставляют (вклеивают) шпонку. После установки шпонки заливают клеем расположенные выше отверстия и все операции по заполнению клеем зазоров повторяют.
5.9. Усиление горизонтальных трещин в конструкции или стыках верхних или нижних плит необходимо применять следующие приемы.
Сверление, очистка отверстий и уплотнение стыков должны производиться так же, как и при подготовке к усилению стыков и трещин в стенке конструкции. При заполнении зазоров и установке шпонок надлежит руководствоваться следующим.
Если усиление стыков, работающих на нормальные силы, проводится зимой, то по технологии, приведенной выше, в местах расположения каналов устанавливают (вклеивают) металлические или устраивают полимерные шпонки, которые готовят заранее при положительных температурах, а неплотности в стыках или трещины между каналами заполняют клеем через отверстия, предназначенные для установки конструктивных шпонок.
В случае выполнения работ при положительных температурах в местах расположения каналов рекомендуется устраивать шпонки из полимерных материалов. С этой целью трещину или зазор, расположенные внутри отверстия, заделывают клеем с тиксотропной добавкой. После отверждения клея отверстие грунтуют и заполняют полимербетоном.
Неплотности и трещину, расположенные между каналами, или трещину в конструкции заполняют через отверстия, предназначенные для установки конструктивных шпонок. Клей без наполнителя или с наполнителем (см. п. 5.8) заливают до предельного заполнения неплотностей и отверстий для шпонок (в отверстиях для шпонок в процессе заполнения неплотностей стыка или трещины образуется шпонка из клея).
5.10. Трещины и неплотности в стыках раскрытием менее 0,3 мм заделывают согласно «Рекомендациям по восстановлению монолитности бетонных и железобетонных конструкций путем инъецирования полимерных составов». (ЦНИИС. М., 1970).
5.11. Усиление стыков бетонированием дополнительных железобетонных элементов включает:
сверление отверстий в бетоне ослабленной конструкции на глубину, определенную расчетом (см. разд. 3);
продувку сжатым воздухом и грунтование высверленных отверстий;
заполнение отверстий эпоксидным клеем;
установку штырей в отверстия;
выдержку на время отверждения клея в отверстиях;
установку арматуры и опалубки бетона усиления;
смазку поверхности бетона ослабленной конструкции, контактирующей с бетоном усиления, эпоксидным клеем (допускается выполнять усиление без этой операции);
укладку бетона усиления (эту операцию следует осуществлять в период между технологической и адгезионной жизнеспособностью клея на поверхности ослабленной конструкции);
разборку опалубки бетона усиления.
6. Контроль качества и правила приемки конструкций усиления
6.1. Должное качество работ гарантировано при соблюдении требований настоящих «Методических рекомендаций», соответствующих ГОСТов, «Технических указаний» ВСН 98-74, а также при точном соблюдении технологии вклеивания шпонок.
Качество выполнения работ допускается контролировать как визуально, так и при испытании контрольных образцов, а также осмотром и испытанием кернов, высверленных в месте стыка.
6.2. Стык осматривают сразу же после вклеивания шпонок или штырей. Осмотр проводит лицо, ответственное за выполнение работ по усилению.
Усиление стыков путем установки расчетных шпонок считается выполненным качественно, если по всему периметру шпонки имеется валик, образованный выдавленным из отверстия клеем.
6.3. Контроль качества работ по усилению стыков, выполненных путем установки конструктивных шпонок с заполнением неплотностей (трещин) клеем, осуществляется путем отбора 2 - 3 кернов на стык (трещину). Стык считается выполненным качественно, если осмотр керна свидетельствует об отсутствии пустот. Если появились сомнения в качественном выполнении работ (клей мягкий, имеется много отдельных небольших раковин), то керны испытывают на прочность.
6.4. Качество приготовленного клея контролируют путем склеивания контрольных образцов и испытания их на прочность.
Конструкция образцов и методика их испытания приведены в «Технических указаниях» ВСН 98-74.
6.5. Результаты проверки качества работы должны заноситься в журнал производства работ.
Приемка выполненной конструкции усиления оформляется актом, в котором приводят сведения:
о конструкции усиления и ее соответствии проекту (чертежу);
о способах выполнения конструкции усиления (материал и технология герметизации стыка, место расположения и количество просверленных отверстий, их диаметр, материал и технология заполнения неплотностей и отверстий под шпонки);
о температуре воздуха и погодных условиях;
о результатах осмотра выполненной конструкции усиления и испытания контрольных образцов.
7. Выписка из указаний по технике безопасности при работе с эпоксидными клеями
7.1. При выполнении работы по усилению конструкций, связанной с приготовлением клея, вклеиванием шпонок или штырей, заполнением неплотностей, трещин и зазоров клеем, следует соблюдать общие правила техники безопасности (ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.3.005-75, ВСН 98-74 и другие действующие нормативные документы).
7.2. Рабочие, занятые на работах с эпоксидным клеем, должны соблюдать дополнительные (более строгие) требования техники безопасности («Правила техники безопасности при строительстве, ремонте и содержании автомобильных дорог». М., 1978).
7.3. Перед зачислением на работу рабочие должны пройти специальные обучение и инструктаж, а также медицинский осмотр.
В процессе работ должен проводиться специальный медицинский надзор.
В состав медицинской комиссии при проведении регулярных осмотров должны входить отоларинголог и дерматолог.
7.4. Лица с повышенной чувствительностью к веществам с сенсибилизирующими свойствами (эпоксидные смолы) к работе с этими веществами не допускаются.
7.5. При попадании эпоксидных смол на кожу или в глаза необходимо промыть кожу водой с мылом, а глаза - водой и физиологическим раствором, после чего обратиться к врачу.
В случае плохого самочувствия во время работы или после нее, а также при появлении отечности вокруг глаз надо немедленно обратиться к врачу.
7.6. Для лиц, работающих ежедневно с полимерными материалами, устанавливается 7-часовой рабочий день, предоставляются дополнительный отпуск и молоко в количестве 0,5 л в день.
7.7. Вспомогательные и бытовые помещения должны соответствовать требованиям пожарной безопасности в соответствии с ГОСТ 12.1.004-76 и быть оснащены пожарной техникой по ГОСТ 12.4.003-75.
7.8. Если пролито даже небольшое количество отвердителя, необходимо немедленно засыпать это место опилками, смоченными керосином, затем обработать 10 %-ной серной кислотой и обязательно промыть водой.
Ветошь и прочий загрязненный мусор надлежит собирать в специальное ведро и выносить в железный ящик вне помещения или закапывать в отведенном месте.
7.9. При выполнении работ, связанных с применением эпоксидных составов, необходимо соблюдать меры по сохранению в чистоте окружающей среды.
7.10. Ответственность за соблюдение правил техники безопасности при работе с полимерными материалами и противопожарных мер несут непосредственный исполнитель, руководитель производства и инженер по технике безопасности.
Приложение 1
ПРИМЕР РАСЧЕТА И КОНСТРУИРОВАНИЯ СТЫКА, УСИЛЕННОГО ШПОНКАМИ
Железобетонная предварительно напряженная балка пролетного строения длиной 63 м имеет дефектный клееный стык. Балка коробчатого сечения (см. рис. 1); высота ее 3,2 м; толщина стенок 0,3 м, нижней плиты - 0,4 м, верхней - 0,25 м. Класс бетона пролетного строения В40, поперечная сила в стыке 5 МН, обжатие (от пучков) в верхней плите 10 МПа, в нижней - 2 МПа.
