Технология ремонта каменных конструкций

Прежде чем приступить к реставрации – оцените ситуацию

Что потребуется: рулетка, небольшая линейка, уровень, отвес, щуп-спица.

Перед началом работ по реставрации кирпичной кладки необходимо оценить ее техническое состояние. Исследование условно можно разделить на три этапа.

Поверхностный осмотр

Визуальная оценка позволяет обнаружить:

• трещины на поверхности кирпичной кладки,
• разрушение (рыхлость, выкрашивание, сколы, выбоины) и/или отсутствие отдельных кирпичей,
• выветривание швов,
• расслоение рядов кладки,
• пятна ржавчины и высолы на поверхности,
• грибок, плесень, мох.

Ржавчина на поверхности кладки – признак потери монолитности конструкции из-за коррозии стальных закладных деталей или арматуры.

Замеры

Чтобы уточнить данные, полученные при визуальном осмотре, и оценить степень повреждений, необходимо измерить:

• толщину и глубину трещин,
• толщину швов,
• углы отклонения кладки от вертикали и горизонтали в плоскости стены (по швам),
• углы отклонения кладки от плоскости стены.

Перед восстановлением кирпичной кладки необходимо устранить первопричины деформаций, иначе не избежать повторных разрушений.

Контроль развития деформаций

Если в кладке появились трещины, необходимо проследить динамику разрушения. Для этого нужно:

• замерить первоначальную ширину и глубину трещины, отметить место замера, установив маяки (из бумаги или гипса);
• отслеживать динамику через равные промежутки времени;
• устранить первопричину деформации, которая чаще всего заключается в просадке грунта, фундамента или части здания;
• убедиться, что состояние трещин стабилизировалось.

Анализ состава

При наличии на кладке высолов рекомендуется также провести лабораторное исследование их химического состава. Оно позволяет узнать количество содержащихся в кладке сульфатов, нитратов, солей и влаги.

Материал для анализа берут из четырёх удалённых друг от друга точек.

Случаи, когда кладку считают аварийной

• Кирпичи или блоки кладки нависают и угрожают падением.
• Кладка отклонена от вертикали более чем на 1/200 высоты стены или 1/3 толщины кладки.
• Кладка выпучивается (выпирает из плоскости стены) более чем на 1/200 высоты деформированного участка или 1/3 толщины кладки.
• Трещины пересекают четыре и более рядов кладки.
• Повреждения кладки имеют глубину более 2 см.
• Наблюдается расстройство или расслоение рядов кладки.

Подготовка стены перед реставрацией

Что потребуется: зубило, молоток, перфоратор, шпатель, металлическая щётка, наждачная бумага или шлифовальная машинка, ёмкость для раствора, кисть или пульверизатор, перчатки и респиратор.

Зачистка поверхности

Необходимо удалить остатки штукатурки, цемента и выступающего из швов раствора с поверхности кладки. Для этого используется два метода.

• Смочить поверхность для снижения пылеобразования.
• Аккуратно при помощи скарпели и молотка удалить остатки цементсодержащих растворов.
• Сколоть крупные куски раствора зубилом.
• Удалить мелкие загрязнения наждачной бумагой, жёсткой щёткой или шлифовальной машиной.

Металлическая щётка может оставлять на кирпиче царапины. Решите, насколько это уместно в вашем случае.

Применяется для удаления плотно въевшихся сажистых и других органических загрязнений.Для растворения загрязнений используется специальное моющее средство (смывка или паста). Работы необходимо проводить согласно инструкции.

Химическая очистка не подходит для силикатного кирпича. Компоненты, содержащиеся в растворе, разъедают его поверхность.

Удаление повреждённых элементов

Параллельно с очисткой поверхности необходимо полностью удалить все разрушенные кирпичи, расчистить наружные швы и осыпающиеся края трещин. Для этого используется зубило, шлифовальная машинка и перфоратор.

Обработка

• Единоразовая обработка «засоленных» участков специальным составом, очищающим от высолов.

Смывка высолов не препятствует их повторному появлению. Для дальнейшей защиты необходима обработка блокиратором солей и гидрофобным составом.

• Биоцидная (противомикробная) обработка поверхностей фасада в два слоя с промежутком в 10-20 минут.
• Санирующая обработка наружных стен кистью, фундамента у основания орошением. Повторить дважды с промежутком в 2-3 суток.

Грунтование

Для грунтования в зависимости от состояния исторического кирпича используются глубоко укрепляющие составы (т.н. “камнеукрепители”) или составы с небольшим проникновением внутрь основания (грунты на основе силикатов калия) Реставрационная грунтовка укрепляет поверхность кирпича, выравнивает впитывающую способность, увеличивает сцепление с другими материалами. Всё это – гарантия долговечности результата реставрационных работ. В зависимости от типа,грунтовка наносится кистью или орошением в два слоя с промежутком в 2-4 часа.

Для кирпичных поверхностей лучше всего подойдёт силикатный грунт PETROMIX PL-04.

Устранение мелких повреждений

Домазка и затирка швов

Старые стены часто сложены на известковом растворе, поэтому при восстановлении стен кирпичной кладки используется именно он.

Другие причины использования известкового раствора:

• высокая пластичность,.
• хорошее прилипание к старым элементам кладки,.
• медленное застывание,.
• отсутствие трещин при эксплуатации.

Для восстановления швов и заделки трещин в кирпичной кладке реставраторы рекомендуют кладочный известковый раствор ММ-01.

Необходимо заново обработать все наружные швы, чтобы избежать разницы в цвете и структуре старого и нового раствора.

Замена отдельных кирпичей

На этапе подготовки были извлечены старые кирпичи и место было очищено от остатков раствора и пыли. Осталось установить новые кирпичи:

• уложить раствор на дно ниши слоем в 10-12 мм;
• окунуть кирпич в воду;
• нанести раствор на все грани, кроме нижней и лицевой;
• установить кирпич в нишу;
• выровнять положение кирпича с помощью киянки;
• удалить излишки раствора и затереть швы.

Новый кирпич будет выглядеть инородно в старой кладке.

Вот несколько приёмов, позволяющих быстро состарить кирпич:

• обработка грубой наждачной бумагой сделает поверхность менее ровной;
• с помощью зубила можно добавить несколько сколов и щербин;
• обжиг паяльной лампой «пачкает» поверхность – добавляет естественных тёмных пятен и полос, которые не загрязняют руки и одежду при касании и не смываются.

Источник

Методы восстановления каменных конструкций

Наиболее распространенными методами восстановления каменных конструкций являются: оштукатуривание, инъецирование имеющихся трещин, частичная или полная перекладка элементов.

Восстановление элементов оштукатуриванием применяется при поверхностных повреждениях кладки в виде выветривания раствора, размораживания, расслоения на глубину до 150 мм, а также при наличии стабилизированных осадочных трещин. Оштукатуривание осуществляется вручную (при глубине повреждения до 40 мм) или торкретированием раствором марки М7 5 и выше на основе цемента.

Для обеспечения надежного сцепления штукатурного слоя с кирпичной кладкой производят подготовку оштукатуриваемой поверхности: кладку очищают от поврежденного кирпича и раствора, промывают и высушивают. При большой площади и толщине штукатурного слоя дополнительно расчищают горизонтальные швы на глубину 10. 15 мм, на кладке выполняют насечку поверхности, устанавливают металлические сетки из проволоки диаметром 2.6 мм или стеклосетки. Металлические сетки могут выполняться на месте путем обвязки проволокой диаметром 2.3 мм вокруг анкеров диаметром, не превышающих толщину шва (рис. 14.1). Края сеток заводят за поврежденный участок на длину не менее 500 мм. Если поврежденный участок находится вблизи угла здания, сетку заводят за угол на стену не менее чем на 1000 мм.

Для восстановления и усиления каменной кладки, имеющей сквозные трещины силового и осадочного характера (при стабилизировавшихся осадках), применяется инъецирование цементным и полимерным растворами путем их нагнетания под давлением до 0,6 МПа с помощью нагнетательных устройств.

Расчетное сопротивление каменной кладки, усиленной инъецированием раствора в трещины, принимается с учетом поправочного коэффициента mk, зависящего от вида раствора и характера трещин:

— тк = 1,1 — для кладки с трещинами от силовых воздействий, инъецированных цементным раствором;

— тк = 1,3 — то же, полимерным раствором;

— тк = 1,0 — для кладки с трещинами от неравномерной осадки или нарушением связи между отдельными элементами, инъецированными цементным или полимерным растворами.

Частичная (полная) перекладка производится при наличии большого количества мелких, одиночных глубоких и сквозных трещин при стабилизировавшихся осадках здания. Для перекладки применяют кирпич и раствор марки, не ниже марки кирпича и раствора восстанавливаемой кладки. При перекладке участков должна быть сохранена принятая перевязка швов (рис. 14.2).

Для местного усиления кирпичных стен, имеющих сквозные трещины силового и осадочного характера, применяют скобы из круглой стали диаметром не менее 6 мм, концы которых закрепляются в устраиваемых отверстиях в кладке на глубину 100 мм и более, а также накладки из листового или профильного металла, закрепляемые на усиливаемых участках стен с помощью стяжных болтов (рис. 14.3). Скобы и накладки могут размещаться с одной (при толщине стены 640 мм и менее) или двух сторон (при большей толщине) усиливаемого участка, на поверхности, в горизонтальных швах (для скоб диаметром, не превышающем толщину шва) и в предварительно подготовленных штрабах. Размещение накладок в штрабах эффективно при смещениях участков стен, разделенных трещиной, относительно друг друга по вертикали.

В качестве накладок применяются прокатные профили в виде швеллеров №№ 16.20, уголков с шириной полки, примыкающей к стене, 75.100 мм, а также полосовая сталь шириной 70 мм и более. Стяжные болты выполняют из круглой стали диаметром 16.22 мм. Расстояние от трещины до ближайших к ней стяжных болтов должно составлять не менее 600мм. В случае если трещина находится вблизи угла здания, накладки заводятся за угол не менее чем на 1000 мм. После монтажа накладок штрабы заполняют бетоном. Стальные накладки, устанавливаемые на поверхности стен без устройства штраб, покрывают антикоррозионными составами или оштукатуривают по сетке.

При невозможности достижения требуемой степени повышения прочности без увеличения поперечного сечения элемента применяют методы усиления, увеличивающие площадь поперечного сечения путем устройства наращивания или обойм.

Наращивание может быть каменным, армокаменным или железобетонным.

Для наращивания применяется кирпич и раствор марок не ниже фактической условной марки кирпича и раствора, полученной при испытании образцов из усиливаемой конструкции.

Наращивание устраивают толщиной в 1/2 кирпича или более. Совместная работа с кирпичной кладкой усиливаемой конструкции обеспечивается путем устройства борозд в усиливаемой кладке глубиной в 1/2 кирпича или с помощью анкеров, забиваемых в швы. Для кладки наращивания возможно применение продольного и поперечного армирования.

Расчет прочности каменных конструкций, усиленных каменным (ар- мокаменным) наращиванием, производится по [12] с учетом его совместной работы с усиливаемой конструкцией путем введения дополнительного коэффициента условий работы к расчетному сопротивлению каменной кладки наращивания, равного:

Эффективным методом увеличения прочности каменной кладки при малых эксцентриситетах (e0 ? h/6) является устройство обойм: стальной, железобетонной и растворной.

Наиболее массовыми элементами, усиливаемыми обоймой, являются столбы и простенки. Столбы, как правило, имеют прямоугольную форму поперечного сечения с соотношением сторон не более 1,5, что способствует эффективной работе обойм, ограничивающих поперечные деформации в сечении. Простенки имеют вытянутую в плане форму, обычно с соотношением сторон более двух. При этом для эффективного использования обойм устанавливаются дополнительные связи в виде стяжных болтов или анкеров. Допускаемые расстояния между связями (анкерами, хомутами) не более 1000 мм и не более двух толщин стены по длине, по высоте — не более 750 мм. Связи надежно закрепляют в усиливаемой кладке.

Стальная обойма — это система из продольных элементов уголкового профиля (рис. 14.5), устанавливаемых на растворе по углам или выступам конструкции и приваренных к ним поперечных элементов (планок) в виде полосовой или арматурной стали, а также опорных подкладок (при усилении всего столба или простенка, когда на продольные элементы передается часть усилий от вышерасположенных конструкций). Шаг планок принимают не более меньшего размера поперечного сечения и не более 500 мм.

Для повышения эффективности усиления поперечные планки рекомендуется напрягать. Для этого со стороны двух противоположных граней к продольным элементам приваривают планки только с одного конца. После чего нагревают планки до 100. 120°С и приваривают в нагретом состоянии второй свободный конец к вертикальным уголкам. При остывании планок происходит обжатие усиливаемой конструкции.

Железобетонная обойма (рис. 14.6) представляет собой пространственный арматурный каркас из продольной и поперечной арматуры, омоно- личенный бетоном. Этот вид обоймы применяется при значительных повреждениях кладки и позволяет значительно повысить прочность усиливаемого каменного элемента.

Толщину обоймы и площадь поперечного сечения арматуры определяют расчетом. Ориентировочно толщина обоймы принимается 40.120 мм, диаметр поперечных стержней — 4.10 мм. Для обеспечения сцепления с бетоном продольная арматура отстоит от усиливаемой кладки не менее чем на 30 мм. Шаг хомутов принимают согласно расчету, но не более 150 мм. Шаг продольной арматуры — 250.300 мм. Для обоймы рекомендуется применять бетоны классов C1215 и выше.

Для увеличения площади контакта кладки с элементами усиления обоймы рекомендуется в кладке через каждые 3-4 ряда выполнять борозды на глубину 1/2 кирпича или расчищать швы кладки на 10.15 мм в глубину. Бетонирование производится методом инъецирования, нагнетая смесь через инъекционные отверстия в опалубке, торкретированием или последовательным бетонированием с наращиванием опалубки.

Армированная растворная обойма выполняется по аналогии с железобетонной, но вместо бетона применяют раствор марки не ниже М50. Растворная обойма позволяет сохранить существующие размеры поперечного сечения практически без изменения. При производстве работ не применяется опалубка. Цементный раствор, наносимый тонким слоем порядка 30.40 мм, выполняет функции связи между усиливаемой кладкой и арматурой и защищает арматуру от коррозии. Минимальная толщина защитного слоя составляет: для внутренних сухих помещений — 15 мм, для наружных и влажных помещений — 20.25 мм.

Для усиления каменных конструкций под нагрузкой, превышающей 70.80 % от расчетной, эффективно (позволяют повысить прочность каменных конструкций в 2-3 раза) применение предварительно напряженных распорок, установленных с одной или с двух сторон конструкции, в которых рабочими элементами являются вертикальные ветви распорки, а поперечные планки выполняют роль соединительных элементов, умень- ттта.ютттих свободную длину ветвей.

Предварительно напряженные распорки (аналогично усилению железобетонных конструкций) состоят из уголковых профилей, располагаемых по углам конструкции и связанных друг с другом планками из полосовой стали или стержневой арматуры. Сверху и снизу распорки передают нагрузку на опорные уголки. Предварительное напряжение распорок осуществляется путем их перегиба в середине длины или с помощью домкратов.

Источник