Ibland behöver sprickor repareras, men det finns så många alternativ, hur utformar och väljer vi det bästa reparationsalternativet? Det är inte så svårt som du tror.
Efter att ha undersökt sprickorna och fastställt reparationsmålen är det ganska enkelt att utforma eller välja de bästa reparationsmaterialen och -procedurerna. Denna sammanfattning av alternativen för sprickreparation omfattar följande procedurer: rengöring och fyllning, gjutning och tätning/fyllning, injektion av epoxi och polyuretan, självläkning och "ingen reparation".
Som beskrivs i ”Del 1: Hur man utvärderar och felsöker betongsprickor”, är det viktigt att undersöka sprickorna och fastställa grundorsaken till dem för att välja den bästa planen för sprickreparation. Kort sagt, de viktigaste punkterna som behövs för att utforma en korrekt sprickreparation är den genomsnittliga sprickbredden (inklusive minsta och största bredd) och att fastställa om sprickan är aktiv eller vilande. Naturligtvis är målet med sprickreparation lika viktigt som att mäta sprickbredden och fastställa möjligheten till sprickrörelse i framtiden.
Aktiva sprickor rör sig och växer. Exempel inkluderar sprickor orsakade av kontinuerliga marksättningar eller sprickor som är krymp-/expansionsfogar i betongelement eller konstruktioner. De vilande sprickorna är stabila och förväntas inte förändras i framtiden. Normalt sett kommer sprickbildningen som orsakas av krympning av betong att vara mycket aktiv i början, men allt eftersom betongens fukthalt stabiliseras kommer den så småningom att stabiliseras och gå in i ett vilande tillstånd. Om tillräckligt många stålstänger (armeringsjärn, stålfibrer eller makroskopiska syntetiska fibrer) passerar genom sprickorna kommer framtida rörelser att kontrolleras och sprickorna kan anses vara i ett vilande tillstånd.
För vilande sprickor, använd styva eller flexibla reparationsmaterial. Aktiva sprickor kräver flexibla reparationsmaterial och speciella konstruktionsöverväganden för att möjliggöra framtida rörelse. Användning av styva reparationsmaterial för aktiva sprickor resulterar vanligtvis i sprickbildning i reparationsmaterialet och/eller intilliggande betong.
Foto 1. Med hjälp av nålspetsblandare (nr 14, 15 och 18) kan lågviskösa reparationsmaterial enkelt injiceras i hårfina sprickor utan kabeldragning. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Naturligtvis är det viktigt att fastställa orsaken till sprickbildningen och avgöra om sprickbildningen är strukturellt viktig. Sprickor som indikerar möjliga konstruktions-, detalj- eller konstruktionsfel kan få människor att oroa sig för konstruktionens bärförmåga och säkerhet. Dessa typer av sprickor kan vara strukturellt viktiga. Sprickbildning kan orsakas av belastningen, eller så kan den vara relaterad till betongens inneboende volymförändringar, såsom torrkrympning, termisk expansion och krympning, och kan vara betydande eller inte. Innan du väljer ett reparationsalternativ, fastställ orsaken och överväg sprickbildningens betydelse.
Att reparera sprickor orsakade av design-, detaljdesign- och konstruktionsfel går utöver ramen för en enkel artikel. Denna situation kräver vanligtvis en omfattande strukturell analys och kan kräva speciella armeringsreparationer.
Att återställa betongkomponenters strukturella stabilitet eller integritet, förhindra läckor eller täta vatten och andra skadliga element (såsom kemikalier mot avisning), ge stöd åt sprickkanter och förbättra sprickors utseende är vanliga reparationsmål. Med tanke på dessa mål kan underhåll grovt delas in i tre kategorier:
Med populariteten för exponerad betong och konstruktionsbetong ökar efterfrågan på kosmetisk sprickreparation. Ibland kräver även integritetsreparation och spricktätning/fyllning en utseendemässig reparation. Innan vi väljer reparationsteknik måste vi klargöra målet med sprickreparationen.
Innan du utformar en sprickreparation eller väljer en reparationsprocedur måste fyra viktiga frågor besvaras. När du har besvarat dessa frågor kan du enklare välja reparationsalternativ.
Foto 2. Med hjälp av tejp, borrning av hål och ett blandningsrör med gummihuvud anslutet till en handhållen dubbelpipig pistol kan reparationsmaterialet sprutas in i de fina sprickorna under lågt tryck. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Denna enkla teknik har blivit populär, särskilt för reparationer av byggnadstyp, eftersom reparationsmaterial med mycket låg viskositet nu finns tillgängliga. Eftersom dessa reparationsmaterial lätt kan rinna in i mycket smala sprickor med hjälp av gravitationen, finns det inget behov av ledningar (dvs. installera en fyrkantig eller V-formad tätningsmedelsbehållare). Eftersom ledningar inte krävs är den slutliga reparationsbredden densamma som sprickbredden, vilket är mindre uppenbart än ledningssprickor. Dessutom är användningen av stålborstar och dammsugning snabbare och mer ekonomisk än ledningar.
Rengör först sprickorna för att avlägsna smuts och skräp och fyll sedan med ett reparationsmaterial med låg viskositet. Tillverkaren har utvecklat ett blandningsmunstycke med mycket liten diameter som är anslutet till en handhållen sprutpistol med dubbla pipor för att installera reparationsmaterial (foto 1). Om munstyckets spets är större än sprickbredden kan det krävas en viss sprickfräsning för att skapa en yttratt som passar munstyckets spetsens storlek. Kontrollera viskositeten i tillverkarens dokumentation; vissa tillverkare anger en minsta sprickbredd för materialet. Mätt i centipoise, när viskositetsvärdet minskar blir materialet tunnare eller lättare att flyta in i smala sprickor. En enkel lågtrycksinjektionsprocess kan också användas för att installera reparationsmaterialet (se figur 2).
Foto 3. Kabeldragning och tätning innebär att man först skär tätningsmedelsbehållaren med ett fyrkantigt eller V-format blad och sedan fyller den med ett lämpligt tätningsmedel eller spackel. Som visas i figuren fylls den frästa sprickan med polyuretan, och efter härdning repas den och ligger i jämnhöjd med ytan. Kim Basham
Detta är den vanligaste proceduren för att reparera isolerade, fina och stora sprickor (foto 3). Det är en icke-strukturell reparation som innebär att sprickor expanderas (trådläggning) och fylls med lämpliga tätningsmedel eller fyllnadsmedel. Beroende på tätningsmedelsbehållarens storlek och form och vilken typ av tätningsmedel eller fyllnadsmedel som används, kan trådläggning och tätning reparera aktiva sprickor och vilande sprickor. Denna metod är mycket lämplig för horisontella ytor, men kan även användas för vertikala ytor med reparationsmaterial som inte hänger.
Lämpliga reparationsmaterial inkluderar epoxi, polyuretan, silikon, polyurea och polymermurbruk. För golvplattan måste konstruktören välja ett material med lämplig flexibilitet och hårdhet eller styvhetsegenskaper för att hantera förväntad golvtrafik och framtida sprickrörelser. Allt eftersom fogmassans flexibilitet ökar ökar toleransen för sprickutbredning och rörelse, men materialets bärförmåga och sprickkantstöd minskar. Allt eftersom hårdheten ökar ökar bärförmågan och sprickkantstödet, men sprickrörelsetoleransen minskar.
Figur 1. När ett materials Shore-hårdhetsvärde ökar ökar materialets hårdhet eller styvhet och flexibiliteten minskar. För att förhindra att sprickkanterna på sprickor som utsätts för hård trafik lossnar krävs en Shore-hårdhet på minst cirka 80. Kim Basham föredrar hårdare reparationsmaterial (fyllmedel) för vilande sprickor i golv med hård trafik, eftersom sprickkanterna är bättre, vilket visas i figur 1. För aktiva sprickor föredras flexibla tätningsmedel, men tätningsmedlets och sprickkantsstödets bärförmåga är låg. Shore-hårdhetsvärdet är relaterat till reparationsmaterialets hårdhet (eller flexibilitet). När Shore-hårdhetsvärdet ökar ökar reparationsmaterialets hårdhet (styvhet) och flexibiliteten minskar.
För aktiva sprickor är storleks- och formfaktorerna för tätningsmedelsbehållaren lika viktiga som att välja ett lämpligt tätningsmedel som kan anpassa sig till den förväntade sprickrörelsen i framtiden. Formfaktorn är tätningsmedelsbehållarens sidförhållande. Generellt sett är de rekommenderade formfaktorerna för flexibla tätningsmedel 1:2 (0,5) och 1:1 (1,0) (se figur 2). Att minska formfaktorn (genom att öka bredden i förhållande till djupet) kommer att minska tätningsmedlets spänning som orsakas av sprickviddstillväxten. Om den maximala tätningsmedelsspänningen minskar ökar mängden spricktillväxt som tätningsmedlet kan motstå. Att använda den formfaktor som rekommenderas av tillverkaren säkerställer maximal förlängning av tätningsmedlet utan fel. Om det behövs, installera skumstödstänger för att begränsa tätningsmedlets djup och hjälpa till att forma den avlånga "timglasformen".
Den tillåtna förlängningen av tätningsmedlet minskar med ökande formfaktor. För 6 tum. Tjock platta med ett totalt djup på 0,020 tum. Formfaktorn för en sprucken reservoar utan tätningsmedel är 300 (6,0 tum/0,020 tum = 300). Detta förklarar varför aktiva sprickor som tätas med ett flexibelt tätningsmedel utan tätningsmedelsbehållare ofta går sönder. Om det inte finns någon reservoar, och om sprickutbredning uppstår, kommer töjningen snabbt att överstiga tätningsmedlets draghållfasthet. För aktiva sprickor, använd alltid en tätningsmedelsbehållare med den formfaktor som rekommenderas av tätningsmedelstillverkaren.
Figur 2. Att öka förhållandet mellan bredd och djup ökar fogmassans förmåga att motstå framtida sprickbildningsmoment. Använd en formfaktor på 1:2 (0,5) till 1:1 (1,0) eller enligt rekommendationerna från fogmassatillverkaren för aktiva sprickor för att säkerställa att materialet kan töjas ordentligt när sprickbredden ökar i framtiden. Kim Basham
Injektion av epoxiharts binder eller svetsar samman sprickor så smala som 0,022 cm och återställer betongens integritet, inklusive styrka och styvhet. Denna metod innebär att man applicerar ett ytskikt av icke-sjunkande epoxiharts för att begränsa sprickor, installerar injektionsportar i borrhålet med täta mellanrum längs horisontella, vertikala eller ovanliggande sprickor, och tryckinjektion av epoxiharts (foto 4).
Draghållfastheten hos epoxiharts överstiger 5 000 psi. Av denna anledning betraktas epoxihartsinjektion som en strukturell reparation. Emellertid kommer epoxihartsinjektion inte att återställa den konstruktionsmässiga hållfastheten, och det kommer inte heller att förstärka betong som har gått sönder på grund av konstruktions- eller konstruktionsfel. Epoxiharts används sällan för att injicera sprickor för att lösa problem relaterade till bärförmåga och strukturella säkerhetsproblem.
Foto 4. Innan epoxiharts injiceras måste sprickytan täckas med icke-sackande epoxiharts för att begränsa trycksatt epoxiharts. Efter injiceringen avlägsnas epoxilocket genom slipning. Vanligtvis lämnar borttagning av locket nötningsmärken på betongen. Kim Basham
Epoxihartsinjektion är en styv reparation över hela djupet, och de injicerade sprickorna är starkare än den intilliggande betongen. Om aktiva sprickor eller sprickor som fungerar som krymp- eller expansionsfogar injiceras, förväntas andra sprickor bildas bredvid eller bort från de reparerade sprickorna. Injicera endast vilande sprickor eller sprickor med ett tillräckligt antal stålstänger som passerar genom sprickorna för att begränsa framtida rörelser. Följande tabell sammanfattar de viktiga urvalsfunktionerna för detta reparationsalternativ och andra reparationsalternativ.
Polyuretanharts kan användas för att täta våta och läckande sprickor så smala som 0,002 tum. Detta reparationsalternativ används huvudsakligen för att förhindra vattenläckage, inklusive att injicera reaktivt harts i sprickan, vilket kombineras med vatten för att bilda en svällande gel, vilket täpper till läckan och tätar sprickan (foto 5). Dessa hartser kommer att driva upp vatten och tränga in i betongens trånga mikrosprickor och porer för att bilda en stark bindning med den våta betongen. Dessutom är den härdade polyuretanen flexibel och kan motstå framtida sprickrörelser. Detta reparationsalternativ är en permanent reparation, lämplig för aktiva sprickor eller vilande sprickor.
Foto 5. Polyuretaninjektion inkluderar borrning, installation av injektionsportar och tryckinjektion av harts. Hartset reagerar med fukten i betongen och bildar ett stabilt och flexibelt skum, vilket tätar sprickor och även läckande sprickor. Kim Basham
För sprickor med en maximal bredd mellan 0,004 tum och 0,008 tum är detta den naturliga processen för sprickreparation i närvaro av fukt. Läkningsprocessen beror på att de ohydrerade cementpartiklarna exponeras för fukt och bildar olöslig kalciumhydroxid som lakas ut från cementslammet till ytan och reagerar med koldioxiden i den omgivande luften för att producera kalciumkarbonat på sprickans yta. 0,004 tum. Efter några dagar kan den breda sprickan läka, 0,008 tum. Sprickorna kan läka inom några veckor. Om sprickan påverkas av snabbt rinnande vatten och rörelse kommer läkning inte att ske.
Ibland är "ingen reparation" det bästa reparationsalternativet. Alla sprickor behöver inte repareras, och att övervaka sprickor kan vara det bästa alternativet. Om det behövs kan sprickor repareras senare.
Publiceringstid: 3 september 2021