СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

УСИЛЕНИЕ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ
МЕТОДОМ ИНЪЕКЦИИ ЭПОКСИДНОЙ
СМОЛЫ «GLOBALPOX I-10/138/BT»

СТО 36554501-010-2008

 

Москва

2008

Предисловие

Цели и задачи разработки, а также использования стандартов организаций в РФ установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила разработки и оформления - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения» и ГОСТ Р 1.4-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Стандарты организаций. Общие положения».

Сведения о стандарте:

1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН лабораторией реконструкции уникальных каменных зданий и сооружений ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко - филиалом ФГУП «НИЦ «Строительство» и группой специалистов (руководитель темы - канд. техн. наук М.К. Ищук, научный сотрудник Е.М. Ищук, инженер И.Г. Фролова) при участии «Edilrezine Chemical s.r.l», Италия Potenza Giovanni (Потенца Джованни), Potenza Marco (Потенца Марко), группы компаний «ИРТЕХ» (кандидаты техн. наук Б.И. Шаповал, Л.Н. Киселев), ООО «Предприятие Каменное зодчество» (И.П. Любарова)

2 РЕКОМЕНДОВАН К ПРИНЯТИЮ секцией НТС лаборатории кирпичных, блочных и панельных зданий ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ приказом и.о. генерального директора ФГУП «НИЦ «Строительство» от 31 марта 2008 г. № 73

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

СОДЕРЖАНИЕ

СТО 36554501-010-2008

СТАНДАРТ ОРГАНИЗАЦИИ

Дата введения 2008-04-15

1 Общие положения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на методы усиления кирпичной кладки с применением инъекции под давлением раствора на основе эпоксидной смолы марки «Globalpox I-10/138/BT» производства итальянской фирмы «Globalchimica S.R.L».

1.2 Настоящий стандарт выполнен в развитие «Рекомендаций по повышению качества каменной кладки и стыков крупнопанельных зданий инъецированием под давлением» [1].

1.3 Настоящий стандарт распространяется на усиление кирпичной кладки как современных, так и исторических зданий. При этом усиление кирпичной кладки исторических зданий приведенными в настоящем стандарте методами инъекции раствора на основе эпоксидной смолы допускается только для кладки, утратившей свою несущую способность и при согласовании с органами охраны памятников.

1.4 В настоящем стандарте рассмотрены четыре варианта усиления кирпичной кладки:

инъекция раствора в кладку, имеющую низкую прочность раствора в швах, без множественных трещин с целью повышения монолитности кладки;

инъекция раствора в кладку, имеющую множественные трещины, с целью повышения монолитности кладки и ее расчетного сопротивления сжатию;

инъекция раствора в кладку, имеющую отдельные трещины, с целью повышения монолитности кладки без увеличения ее расчетного сопротивления сжатию;

инъекция раствора в кладку, имеющую множественные трещины, в сочетании с устройством косвенного армирования, с целью повышения монолитности кладки и ее расчетного сопротивления сжатию.

1.5 Усиление каменной кладки с применением инъекции возможно в сочетании с такими методами усиления, как устройство обойм, сердечников, набетонок и т.п. При усилении кладки с силовыми трещинами от местного сжатия наиболее эффективным является усиление инъекцией в сочетании с косвенным армированием.

Рисунок 1 - Кирпичная кладка с множественными силовыми трещинами

1.6 Под множественными трещинами в кладке понимаются трещины, возникшие преимущественно от силовых воздействий (рис. 1). Характерной особенностью таких трещин является то, что расстояние между ними на одной и той же грани стены не превышает 25 см. В противном случае, эффективность усиления кладки методом инъекции снижается и кладка считается кладкой с отдельными трещинами.

1.7 Работы по нагнетанию раствора могут выполняться при температуре воздуха в месте производства работ не ниже -25 °С.

2 Технология и производство инъекционных работ

2.1 Общие требования

Технология производства работ включает:

подготовительные мероприятия;

приготовление и нагнетание инъекционного раствора;

пооперационный контроль на всех этапах работ.

Подготовительные мероприятия включают:

определение места расположения скважин (отверстий);

бурение скважин (отверстий);

очистку поверхности кладки, трещин, пробуренных отверстий;

установку инъекционных патрубков;

заделку трещин;

устройство при необходимости временных креплений для обеспечения устойчивости конструкций и разделенных трещинами частей кладки в период нагнетания раствора под давлением;

тампонаж отверстий, пустот, трещин и т.п., через которые возможно нежелательное проникновение инъекционного раствора на другие участки стен и помещения.

2.2 Инъекция раствора в кладку без множественных трещин и низкой прочности растворных швов с целью повышения ее монолитности

2.2.1 При прочности кладочного раствора до 0,2 МПа ограниченное распространение инъекционного раствора возможно по швам кладки без множественных трещин при давлении 0,2 - 0,6 МПа.

2.2.2 Места расположения скважин назначаются в шахматном порядке с шагом 25 см по вертикали и 25 см по горизонтали. Отверстия пробуривают под углом 45° к вертикали. По горизонтали угол наклона отверстий к поверхности стены одного ряда составляет 45°, а смежных с ним рядов - 135°.

2.2.3 Диаметр отверстий принимается 14 - 16 мм. Глубину отверстий принимают по толщине стены таким образом, чтобы отверстие не доходило до противоположной грани стены на 5 - 8 см.

2.2.4 Трещины в кладке и пробуренные отверстия тщательно продуваются сжатым воздухом под давлением 0,1 - 0,2 МПа.

2.2.5 В отверстия вставляют патрубки (пакеры), оборудованные обратным клапаном (ниппелем).

2.2.6 Растворные швы кладки расчищают на глубину 5 - 10 см.

2.2.7 Поверхность кладки с трещинами и пустыми швами за 2 - 3 дня затирается цементно-песчаным раствором марки 100. Если объект является историческим памятником, кладка которого выполнена на известковом растворе, требуется согласование состава раствора для заделки швов.

2.2.8 Приготовление раствора эпоксидной смолы осуществляется в передвижной установке. Рекомендуемое оборудование - DOSAMIX 2 с.с. фирмы «MAXVERSRL». Раствор подается под давлением 0,2 - 0,6 МПа. Давление раствора выбирается в зависимости от технического состояния кладки и определяется путем проб на отдельных участках. Выбирается максимально возможное давление.

2.2.9 Подача раствора начинается с нижних отверстий. После появления раствора в вышерасположенных отверстиях нижнее заглушается и патрубок переставляется выше.

2.2.10 Применяемый инъекционный раствор практически не пропитывает кирпич и кладочный раствор и его проникновение в кладку без множественных трещин во многом зависит от качества растворных швов, наличия в них микротрещин и пустот, в первую очередь на контакте между кирпичом и кладочным раствором.

2.3 Инъекция раствора в кладку с множественными трещинами с целью повышения ее монолитности и расчетного сопротивления сжатию

2.3.1 Отверстия для подачи раствора располагаются на участках с наибольшим числом трещин. Определение множественных трещин дано в п. 1.6. Число отверстий определяют по месту. Основные отверстия рекомендуется располагать на крупных трещинах или в пустых швах по возможности в шахматном порядке с расстоянием между ними до 100 см. В местах сосредоточения мелких трещин, не соединяющихся с крупными, рекомендуется располагать резервные отверстия. Они используются для нагнетания раствора в том случае, если через них не будет выходить раствор при подаче его через основные скважины.

2.3.2 В остальном работы выполняются в соответствии с пп. 2.2.4; 2.2.5; 2.2.7 - 2.2.9.

2.3.3 Растворные швы кладки расчищают на глубину 5 - 10 см только для слабых кладочных растворов.

2.3.4 Расчетное сопротивление сжатию кладки, имеющей множественные трещины, усиленной инъецированием по описанному выше методу, принимается по СНиП II-22-81* с введением коэффициента условий работы:

- для кладки на слабых растворах (до 0,2 МПа) - 4;

- в остальных случаях - 1,5.

2.4 Инъекция раствора в кладку с отдельными трещинами с целью повышения ее монолитности без увеличения расчетного сопротивления сжатию

2.4.1 В случае необходимости восстановления монолитности кладки с отдельными трещинами без увеличения ее расчетного сопротивления сжатию порядок производства работ полностью соответствует изложенному в п. 2.3.

2.4.2 Расчетное сопротивление сжатию кладки, имеющей отдельные трещины, при прочности кладочного раствора свыше 0,2 МПа, усиленной инъекцией по описанному выше методу, принимается по СНиП II-22-81* с введением коэффициента условий работы, равного 1.

2.5 Инъекция раствора в кладку с множественными трещинами в сочетании с устройством косвенного армирования с целью повышения ее монолитности и расчетного сопротивления сжатию

2.5.1 Подготовка кладки и инъекция раствора в кладку, имеющую множественные трещины, в сочетании с устройством косвенного армирования с целью повышения монолитности кладки и ее расчетного сопротивления сжатию выполняется в соответствии с п. 2.2.

2.5.2 Отличие от приведенного в п. 2.2 метода состоит в том, что одновременно с инъекцией выполняется косвенное армирование кладки. Косвенное армирование представляет собой арматурные стержни периодического профиля диаметром 10 мм или стальные шпильки с резьбой, устанавливаемые в пробуренные в кладке отверстия. Отверстия не должны доходить до противоположной грани стены на 3 - 5 см. Арматурные стержни (шпильки) заводятся на всю глубину отверстия. Отверстия располагаются согласно п. 2.2. После установки арматурных стержней (шпилек) в те же отверстия вставляются патрубки (пакеры), через которые подается инъекционный раствор.

2.5.3 Расчетное сопротивление сжатию кладки, имеющей множественные трещины, усиленной инъецированием в сочетании с устройством косвенного армирования по описанному выше методу, принимается по СНиП II-22-81* с введением коэффициента условий работы:

при кладочных растворах прочностью до 0,2 МПа - 4,5;

при кладочных растворах прочностью 2 МПа и выше - 2,5.

3 Контроль качества инъекционных растворов

3.1 Контроль качества инъекционных растворов заключается в пооперационном контроле на всех этапах работ:

в период приготовления инъекционного раствора;

в период нагнетания раствора в кладку; после затвердевания раствора.

3.2 Контроль прочности раствора при сжатии осуществляется для каждых 50 л раствора либо при перерывах при производстве работ более 1 сут по испытаниям трех контрольных образцов-кубов с ребром 3 см, изготавливаемых в металлических формах.

3.3 Кубы выдерживают сутки при температуре воздуха +18 °С. Испытания кубов производят через 7 сут после изготовления в соответствии с ГОСТ 5802 [8]. Прочность кубов должна быть не ниже 120 МПа. Возможно испытание кубов через более продолжительные периоды их выдержки.

4 Контроль качества заполнения кладки инъекционным раствором

4.1 Контроль качества заполнения кладки инъекционным раствором можно осуществлять по радиусу его распространения, определяемому по вытеканию раствора через патрубки и щели, по изменению давления на манометре насоса и т.д. Возможно использование ультразвуковых приборов до и после усиления путем сравнения скорости прохождения ультразвука между двумя фиксированными на поверхности кладки точками.

4.2 После затвердевания раствора проверка качества его заполнения возможна с помощью визуального осмотра отобранных из кладки кернов.

4.3 В случае необходимости более тщательного контроля качества проникания инъекционного раствора в кладку производится испытание на сжатие кернов, отобранных из кладки.

Керны отбираются до и после усиления по три штуки с одного участка кладки. Места отбора кернов должны находиться на максимальном расстоянии от отверстий, в которые нагнетался раствор. Керны отбираются с помощью алмазных коронок диаметром не менее 60 мм. Ось керна должна проходить по растворному шву. Длина керна принимается равной его диаметру.

Керны помещают в пресс таким образом, чтобы плоскость растворного шва была горизонтальной, и затем испытывают на сжатие.

Полученный результат лишь косвенно характеризует прочность кладки. Поэтому данные испытания производят только с целью оценки качества проникания инъекционного раствора вкладку.

5 Техника безопасности при производстве работ

5.1 При производстве работ по инъецированию необходимо соблюдать требования СНиП «Безопасность труда в строительстве» (части 1 и 2), руководствоваться всеми действующими правилами охраны труда, а также указаниями, изложенными ниже.

5.2 К работе с электрофицированными и пневматическими инструментами допускаются лица, прошедшие специальное обучение.

5.3 Прочность и плотность всех соединений в механизмах и шлангах должны быть проверены перед началом работ по инъекции.

5.4 Все аппараты, работающие под давлением, необходимо не реже 1 раза в месяц опробывать на двойное рабочее давление.

5.5 Все электрооборудование должно быть заземлено в соответствии с существующими требованиями для передвижных установок.

5.6 Разборка, ремонт и чистка установки для инъекции производятся после снятия давления и отключения ее от электросети.

5.7 Рабочие, выполняющие инъецирование, обеспечиваются спецодеждой (комбинезоном, рукавицами, резиновыми перчатками, касками и предохранительными очками).

5.8 К работе по инъецированию допускаются рабочие и лаборанты, достигшие 18-летнего возраста и после прохождения ими инструктажа.

Приложение А

Пояснительная записка

Усиление кладки методом инъекции широко распространено как в России, так и за рубежом. Метод основан на том, что в кладку под давлением подается раствор. Раствор распространяется по телу кладки, в первую очередь через имеющиеся в ней трещины, пустоты, не полностью заполненные растворные швы и т.п.

После распространения по кладке раствор затвердевает, обеспечивая тем самым большую монолитность кладки.

Применяемые растворы по своему составу могут значительно различаться. Наиболее распространены составы на основе цементов с добавкой различных заполнителей и пластификаторов, а также других добавок, улучшающих свойства раствора. Для усиления исторических кладок в качестве добавки часто используется известь. Кроме того, широко распространены полимерцементные растворы, где в качестве добавки используется ПВА.

Другим широко распространенным классом инъекционных растворов являются синтетические смолы, среди которых по объемам своего использования выделяется эпоксидная смола.

В СССР, а затем в России наиболее полные исследования по усилению кладки методом инъекции проводили В.П. Воронина, а затем Н.М. Ханов [4, 5]. Исследования по усилению кладки исторических зданий и сооружений Казахстана, выполненных на лессовых и гипсовых растворах, проводила аспирантка ЦНИИСК Л.В. Дубровская [6].

На основе проведенных В.П. Ворониной исследований был разработан ряд рекомендательных документов [1, 2]. В Рекомендациях [1] указывалось, что «предел прочности кирпичной кладки при сжатии, усиленной инъецированием раствора в трещины, принимается по главе СНиП II-22-81* «Каменные и армокаменные конструкции» [7] с введением следующих коэффициентов:

для кладки простенков, столбов и стен с трещинами от силовых воздействий и усиленных инъецированием цементными и цементно-песчаными растворами - 1,1;

то же, при инъецировании цементно-полимерными - 1,3;

то же, при усилении инъецированием полимерными растворами - 1,5;

для кладок стен с одиночными трещинами от неравномерной осадки стен или нарушением связи между совместно работающими стенами и усиленных инъецированием цементно-полимерными и полимерными растворами - 1».

Кроме того, в России широко распространены «Методические рекомендации по технологии инъекционного укрепления каменных кладок памятников архитектуры» [3]. В них основной упор сделан на применение цементно-известковых растворов. Вместе с тем, в этом документе не содержится рекомендаций по назначению коэффициентов повышения прочности кладки, усиленной инъекцией. То есть рекомендации направлены на восстановление монолитности кладки, утраченной, в первую очередь, за счет имеющихся в ней трещин. Кроме того, в Методических рекомендациях указано, что «заполнение трещин и других дефектов раствором без давления не является инъекционным методом и в данных рекомендациях не рассматривается».

За рубежом, в частности в Италии, метод усиления кладки инъекцией растворов на основе эпоксидных смол применяется очень широко. Известно много случаев усиления кладки исторических зданий (например, Колизея) комбинированным методом инъекции раствора эпоксидной смолы и конструктивного косвенного армирования [10].

Настоящие рекомендации разработаны на основе анализа проведенных в ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко в 2007 г. (М.К. Ищук и др. [9]) экспериментальных исследований кладки, усиливаемой инъекцией под давлением раствора на основе эпоксидной смолы марки «Globalpox 1-10/138/ВТ» производства итальянской фирмы «Globalchimica S.R.L», разработанной по эксклюзивному заказу итальянской компании «Edilresine Chemical srl» для России.

Методика экспериментальных исследований и технология инъекционных работ разрабатывались ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко совместно со специалистами «Edilresine Chemical srl» и группы компаний «ИРТЕХ» (Б.И. Шаповал, Л.Н. Киселев, Москва). Усиление методом инъекции выполнялось компанией «Edilresine Chemical srl» (Потенца Дж., Потенца М. и др.). Помощь в подготовке и проведении работ осуществлялась специалистами ЦНИИСК и «ИРТЕХ». Методическая помощь при выборе объектов исследования и методов усиления была оказана ООО «Каменное зодчество» (И.П. Любарова, Санкт-Петербург).

Список литературы

1. Рекомендации по повышению качества каменной кладки и стыков крупнопанельных зданий инъецированием под давлением / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1987. - 22 с.

2. Рекомендации по усилению каменных конструкций зданий и сооружений / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. - М.: Стройиздат, 1984. - 36 с.

3. Технология инъекционного укрепления каменных кладок памятников архитектуры. Методические рекомендации / Проектный институт по реставрации памятников истории и культуры «Спецпроектреставрация» Всесоюзного специализированного производственного объединения «Союзреставрация». - М., 1991. - 40 с.

4. Воронина В.П. Прочность и деформативность кирпичной кладки и стыков крупнопанельных зданий, инъецированных цементными растворами. Диссертация. - М., 1986.

5. Ханов Н.М. Прочность и деформативность кирпичной кладки при местном сжатии с учетом ее инъецирования модифицированными полимерными композициями. Диссертация. - М., 1993. - 152 с.

6. Дубровская Л.В. Автореферат диссертации «Прочность и деформативность кирпичной кладки памятников архитектуры Казахстана и разработка методов ее усиления». - М., 2004. - 25 с.

7. СНиП II-22-81* Каменные и армокаменные конструкции.

8. ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний.

9. Научно-технический отчет по теме «Экспериментальные исследования и разработка рекомендаций по усилению методом инъекции и косвенным армированием (буроинъекционным методом с армированием) исторической кладки» / ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2007.

10. Булиан Дж. Укрепление шести колонн амфитеатра Флавиев с помощью эпоксидных смол.

 

Ключевые слова: инъекция, кирпичная кладка, эпоксидная смола, усиление, трещины, косвенное армирование