Naprawa rys w konstrukcjach żelbetowych – metoda iniekcji

Każda konstrukcja żelbetowa ma określony okres użytkowania. Żeby dotrzymać projektowych założeń, należy nie tylko wykonać konstrukcję zgodnie z zasadami sztuki budowlanej, ale także w okresie eksploatacji regularnie zabezpieczać obiekt przed oddziaływaniami negatywnie wpływającymi na jej trwałość. W te założenia wpisują się także naprawy konstrukcji żelbetowych z uwzględnieniem powstających rys, wykonywane metodą iniekcji.

Jak i kiedy powstają rysy w betonie?

Mimo wysokiej odporności żelbetu na czynniki środowiskowe, w tym obciążenia, nie jest on wolny od ryzyka występowania rys. Różnych rozmiarów rysy mogą powstawać już w początkowej fazie wiązania, kiedy masa betonowa jest jeszcze plastyczna, ale także podczas twardnienia i wysychania w długiej perspektywie czasowej. Rysy powstają także wskutek:

• cyklicznych zmian temperatury;
• korozji mrozowej i siarczanowej betonu;
• przeciążenia lub osiadania budowli;
• z powodu błędów projektowych i wykonawczych (w tym związanych z prawidłowym wykonaniem szczelin dylatacyjnych).

Rysy w betonie powstają także z uwagi na intensywne użytkowanie powierzchni (np. w przypadku posadzek w magazynach czy halach produkcyjnych), jak i z powodu stałego narażenia na działanie wody (np. mosty).

Metoda iniekcji – jeden ze sposobów skutecznej naprawy rys w żelbecie

O ile uzupełnianie rys w posadzkach betonowych jest uzasadnione względami praktycznymi i raczej nikt nie kwestionuje konieczności przeprowadzenia takich napraw, to jednak w przypadku rys w konstrukcjach pojawiają się wątpliwości. Czy rzeczywiście każdą rysę w żelbecie należy uzupełnić? I dlaczego dobrym sposobem są właśnie iniekcje? Betonu konstrukcyjnego nie należy pozostawiać w stanie, w którym widoczne są przerwania ciągłości powierzchni, nawet niewielkie. Warto uświadomić sobie, że wypełnianie rys metodą iniekcji (a także innymi metodami) ma na celu nie tylko wygładzenie powierzchni i przywrócenie im ładnego wyglądu, ale przede wszystkim:

• ograniczenie i zapobieganie wnikania wody oraz innych cieczy, a także pary czy gazów – w szczególności tych, które powodują korozję stali zbrojeniowej;
• przywrócenie nośności lub wzmocnienie konstrukcji przez wzmocnienie betonu.

Oczywiście, żeby ostatecznie uznać metodę iniekcji rys w betonie za najlepsze rozwiązanie, a także ustalić, jakim materiałem i metodą wypełnić rysy, należy ocenić je, biorąc pod uwagę kilka kryteriów. Jednym jest klasyfikacja rys ze względu na obecność wilgoci. Wyróżnia się tym samym rysy:

• suche (barwa rys identyczna jak barwa powierzchni suchego betonu);
• wilgotne (barwa rys odbiegająca od powierzchni suchego betonu);
• mokre (obecność wody w rysie);
• z przepływem wody.

Innym kryterium klasyfikacji rys jest ich szerokość. Kategorie przyjęte w normie PN-EN 1504-5:2013 w postaci cyfr 1, 2, 3, 5 i 8, odpowiadając szerokościom 0,1 mm, 0,2 mm, 0,3 mm, 0,5 mm, 0,8 mm, podawane są w celu doboru odpowiednich materiałów iniekcyjnych.

Kolejną cechą rysy, którą należy określić, jest jej ruchomość. Rysy ruchome to takie, które pod wpływem czynników zewnętrznych zmieniają swoją szerokość w czasie.

Materiały używane do naprawy rys w konstrukcjach żelbetowych

Klasyfikację podczas oceny rys przeprowadza się nie tylko po to, żeby wybrać najlepszą metodę ich naprawy, ale w przypadku iniekcji także po to, aby dobrać najlepszy materiał iniekcyjny. Do napraw rys w żelbecie stosowane są: cementy, poliuretany, epoksydy, a także żywice akrylowe i akryloamidowe.

Cementy

Iniekcje cementowe stosowane są do napraw rys nieruchomych, wilgotnych lub mokrych. Materiał jest stosunkowo tani, a mieszanki iniekcyjne odznaczają się szybkim narastaniem wytrzymałości na ściskanie i zginanie oraz dobrą kompatybilnością z betonem.

Poliuretany

Poliuretany mogą być stosowane do wypełniania rys mokrych, ponieważ wykazują zdolność do wiązania również w obecności wody. Ze względu na elastyczność nadają się do naprawy rys ruchomych.

Epoksydy

Epoksydy są najskuteczniejszym materiałem do uzupełniania rys przenoszących obciążenia, ponieważ wykazują dużą wytrzymałość na zginanie, ściskanie i rozciąganie. Choć na rynku dostępne są obecne produkty epoksydowe zdolne do wiązania w obecności wody, to jednak co do zasady epoksydy służą do wypełniania rys suchych.

Żywice akrylowe i akryloamidowe

Żywice akrylowe stosuje się do wypełniania rys suchych i nieruchomych, również w niskich temperaturach. Z kolei żywice akryloamidowe świetnie sprawdzają się w przypadku uszczelniania mokrych i zawilgoconych rys w konstrukcjach betonowych i murowych.

Metody iniekcji stosowane w naprawie rys w żelbecie

Iniekcje wykonuje się metodą grawitacyjną, nisko-, średnio- i wysokociśnieniową. Każdą z nich stosuje się do wypełniania rys o określonej charakterystyce.

Metoda grawitacyjna

Metoda grawitacyjna służy m.in. do:

• naprawy rys płytkich powierzchniowych (do głębokości ok. 30 cm);
• ochrony przed korozją prętów zbrojeniowych umieszczonych płytko pod powierzchnią;
• naprawy rys na powierzchniach poziomych (np. w posadzkach);
• wypełniania pustek pod płytkami ceramicznymi czy warstwami wyrównującymi;
• uszczelniania płyt i naprawy fundamentów (uszczelnianie ścian fundamentowych).

Metoda ciśnieniowa

Iniekcje wykonuje się także pod ciśnieniem. Wyróżnia się trzy metody ciśnieniowe:

• niskociśnieniową (p < 0,15 MPa) – stosowana, kiedy ze względów konstrukcyjnych nie jest możliwe wiercenie otworów pod końcówki iniekcyjne, a także przy niskiej wytrzymałości betonu lub płytkich rysach;
• średniociśnieniową (0,15 MPa < p < 0,80 MPa) – najczęściej stosowana metoda iniekcji. Rozpoczyna się ją z niskim ciśnieniem przy długim czasie tłoczenia, a następnie zwiększa się ciśnienie do roboczego, żeby zapewnić laminarny przepływ iniektu;
• wysokociśnieniową (p > 0,80 MPa) – stosowana w przypadku grubszych elementów i węższych rys (< 0,2 mm).

Naprawa rys w konstrukcjach żelbetowych krok po kroku

Niezależnie od wybranej metody iniekcji każda naprawa powinna być przeprowadzona zgodnie z poniższymi krokami.

Krok 1 – ocena stanu konstrukcji

Ocena stanu konstrukcji pozwala na wstępny wybór metody naprawy.

Krok 2 – inwentaryzacja rys

Ocena rys pod kątem głębokości, szerokości i obecności wilgoci, a także ich lokalizacji pozwoli na dokładne zaprojektowanie prac.

Krok 3 – ustalenie harmonogramu prac

Wcześniejsze kroki pozwalają na zaplanowanie prac w sposób ekonomiczny i ergonomiczny.

Krok 4 – przygotowanie obiektu do iniekcji

Przygotowanie konstrukcji do iniekcji polega na oczyszczeniu powierzchni objętych pracami. Wymaga odsłonięcia i oczyszczenia rys, a także ustalenia rozstawu pakerów, sposobu ich montażu i powierzchniowego zamknięcia rys.

Krok 5 – przeprowadzenie prac iniekcyjnych

Krok obejmuje przeprowadzenie prac iniekcyjnych, a także usunięcie pakerów, wypełnienie otworów po nich i wszelkie prace wykończeniowe.

Krok 6 – kontrola wykonanych robót

Kontroli podlega technika przeprowadzonych prac, a także ich ostateczny rezultat.