Noen ganger må sprekker repareres, men det finnes så mange alternativer. Hvordan designer og velger vi det beste reparasjonsalternativet? Dette er ikke så vanskelig som du tror.
Etter å ha undersøkt sprekkene og bestemt reparasjonsmålene, er det ganske enkelt å designe eller velge de beste reparasjonsmaterialene og -prosedyrene. Denne oppsummeringen av sprekkreparasjonsalternativer involverer følgende prosedyrer: rengjøring og fylling, helling og forsegling/fylling, epoksy- og polyuretaninjeksjon, selvreparasjon og «ingen reparasjon».
Som beskrevet i «Del 1: Hvordan evaluere og feilsøke betongsprekker», er det å undersøke sprekkene og bestemme den underliggende årsaken til sprekkene nøkkelen til å velge den beste planen for reparasjon av sprekker. Kort sagt, de viktigste elementene som trengs for å utforme en skikkelig sprekkreparasjon er den gjennomsnittlige sprekkbredden (inkludert minimums- og maksimumsbredden) og bestemmelsen av om sprekken er aktiv eller inaktiv. Målet med sprekkreparasjon er selvfølgelig like viktig som å måle sprekkbredden og bestemme muligheten for sprekkbevegelse i fremtiden.
Aktive sprekker beveger seg og vokser. Eksempler inkluderer sprekker forårsaket av kontinuerlig grunninnsynkning eller sprekker som er krympings-/ekspansjonsfuger i betongelementer eller -konstruksjoner. De sovende sprekkene er stabile og forventes ikke å endre seg i fremtiden. Normalt vil sprekkene forårsaket av krymping av betong være svært aktive i begynnelsen, men etter hvert som fuktighetsinnholdet i betongen stabiliserer seg, vil den til slutt stabilisere seg og gå inn i en sovende tilstand. I tillegg, hvis nok stålstenger (armeringsjern, stålfibre eller makroskopiske syntetiske fibre) passerer gjennom sprekkene, vil fremtidige bevegelser bli kontrollert og sprekkene kan anses å være i en sovende tilstand.
For sovende sprekker, bruk stive eller fleksible reparasjonsmaterialer. Aktive sprekker krever fleksible reparasjonsmaterialer og spesielle designhensyn for å tillate fremtidig bevegelse. Bruk av stive reparasjonsmaterialer for aktive sprekker resulterer vanligvis i sprekkdannelser i reparasjonsmaterialet og/eller tilstøtende betong.
Foto 1. Ved hjelp av nålespissblandere (nr. 14, 15 og 18) kan lavviskøse reparasjonsmaterialer enkelt injiseres i hårfine sprekker uten kabling. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Det er selvsagt viktig å finne årsaken til sprekkdannelsen og om den er strukturelt viktig. Sprekker som indikerer mulige design-, detalj- eller konstruksjonsfeil kan føre til bekymring for konstruksjonens bæreevne og sikkerhet. Denne typen sprekker kan være strukturelt viktige. Sprekkdannelser kan være forårsaket av lasten, eller de kan være relatert til de iboende volumendringene i betong, som tørrkrymping, termisk utvidelse og krymping, og kan være betydelige eller ikke. Før du velger et reparasjonsalternativ, bør du finne årsaken og vurdere viktigheten av sprekkdannelser.
Reparasjon av sprekker forårsaket av design-, detaljdesign- og konstruksjonsfeil går utover rammen av en enkel artikkel. Denne situasjonen krever vanligvis en omfattende strukturell analyse og kan kreve spesielle armeringsreparasjoner.
Å gjenopprette den strukturelle stabiliteten eller integriteten til betongkomponenter, forhindre lekkasjer eller forsegle vann og andre skadelige elementer (som avisingskjemikalier), gi støtte til sprekkkanter og forbedre utseendet på sprekker er vanlige reparasjonsmål. Med tanke på disse målene kan vedlikehold grovt sett deles inn i tre kategorier:
Med populariteten til eksponert betong og konstruksjonsbetong øker etterspørselen etter kosmetisk reparasjon av sprekker. Noen ganger krever reparasjon av integritet og forsegling/fylling av sprekker også reparasjon av utseende. Før vi velger reparasjonsteknologi, må vi avklare målet med reparasjonen av sprekker.
Før du designer en sprekkreparasjon eller velger en reparasjonsprosedyre, må fire viktige spørsmål besvares. Når du har besvart disse spørsmålene, kan du enklere velge reparasjonsalternativet.
Foto 2. Ved hjelp av teip, boring av hull og et blanderør med gummihode koblet til en håndholdt dobbeltløpspistol, kan reparasjonsmaterialet sprøytes inn i de fine sprekkene under lavt trykk. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Denne enkle teknikken har blitt populær, spesielt for reparasjoner av bygningstyper, fordi reparasjonsmaterialer med svært lav viskositet nå er tilgjengelige. Siden disse reparasjonsmaterialene lett kan strømme inn i svært smale sprekker ved hjelp av tyngdekraften, er det ikke behov for kabling (dvs. installer et firkantet eller V-formet tetningsmiddelbeholder). Siden kabling ikke er nødvendig, er den endelige reparasjonsbredden den samme som sprekkbredden, noe som er mindre åpenbart enn sprekker i kablingen. I tillegg er bruk av stålbørster og støvsuging raskere og mer økonomisk enn kabling.
Først rengjør du sprekkene for å fjerne smuss og rusk, og deretter fyller du med et lavviskøs reparasjonsmateriale. Produsenten har utviklet en blandedyse med svært liten diameter som er koblet til en håndholdt sprøytepistol med to løp for å installere reparasjonsmaterialer (bilde 1). Hvis dysespissen er større enn sprekkbredden, kan det være nødvendig med noe sprekkfresing for å lage en overflatetrakt som passer til størrelsen på dysespissen. Sjekk viskositeten i produsentens dokumentasjon; noen produsenter spesifiserer en minimum sprekkbredde for materialet. Målt i centipoise, når viskositetsverdien synker, blir materialet tynnere eller lettere å flyte inn i smale sprekker. En enkel lavtrykksinjeksjonsprosess kan også brukes til å installere reparasjonsmaterialet (se figur 2).
Foto 3. Kabling og tetting innebærer først å kutte tetningsmiddelbeholderen med et firkantet eller V-formet blad, og deretter fylle den med et passende tetningsmiddel eller fyllstoff. Som vist på figuren fylles fresesprekken med polyuretan, og etter herding ripes den opp og er i flukt med overflaten. Kim Basham
Dette er den vanligste prosedyren for reparasjon av isolerte, fine og store sprekker (bilde 3). Det er en ikke-strukturell reparasjon som innebærer å utvide sprekker (ledningsføring) og fylle dem med passende tetningsmidler eller fyllstoffer. Avhengig av størrelsen og formen på tetningsmiddelreservoaret og typen tetningsmiddel eller fyllstoff som brukes, kan ledningsføring og tetting reparere aktive sprekker og sovende sprekker. Denne metoden er svært egnet for horisontale overflater, men kan også brukes for vertikale overflater med reparasjonsmaterialer som ikke siger.
Egnede reparasjonsmaterialer inkluderer epoksy, polyuretan, silikon, polyurea og polymermørtel. For gulvplaten må designeren velge et materiale med passende fleksibilitet og hardhet eller stivhetsegenskaper for å imøtekomme forventet gulvtrafikk og fremtidig sprekkbevegelse. Etter hvert som fleksibiliteten til tetningsmidlet øker, øker toleransen for sprekkutbredelse og bevegelse, men materialets bæreevne og sprekkkantstøtte vil avta. Etter hvert som hardheten øker, øker bæreevnen og sprekkkantstøtten, men sprekkbevegelsestoleransen avtar.
Figur 1. Når Shore-hardhetsverdien til et materiale øker, øker materialets hardhet eller stivhet og fleksibiliteten reduseres. For å forhindre at sprekkkantene på sprekker som er utsatt for hardkjørt trafikk, flasser av, kreves en Shore-hardhet på minst omtrent 80. Kim Basham foretrekker hardere reparasjonsmaterialer (fyllstoffer) for sovende sprekker i gulv med hardkjørt trafikk, fordi sprekkkantene er bedre, som vist i figur 1. For aktive sprekker foretrekkes fleksible tetningsmidler, men bæreevnen til tetningsmidlet og sprekkkantstøtten er lav. Shore-hardhetsverdien er relatert til hardheten (eller fleksibiliteten) til reparasjonsmaterialet. Når Shore-hardhetsverdien øker, øker hardheten (stivheten) til reparasjonsmaterialet og fleksibiliteten reduseres.
For aktive sprekker er størrelses- og formfaktorene til tetningsmiddelreservoaret like viktige som å velge et passende tetningsmiddel som kan tilpasse seg den forventede bruddbevegelsen i fremtiden. Formfaktoren er sideforholdet til tetningsmiddelreservoaret. Generelt sett er de anbefalte formfaktorene for fleksible tetningsmidler 1:2 (0,5) og 1:1 (1,0) (se figur 2). Å redusere formfaktoren (ved å øke bredden i forhold til dybden) vil redusere tetningsmiddelbelastningen forårsaket av sprekkbreddeveksten. Hvis den maksimale tetningsmiddelbelastningen avtar, øker mengden sprekkvekst som tetningsmiddelet tåler. Bruk av formfaktoren som anbefales av produsenten, vil sikre maksimal forlengelse av tetningsmiddelet uten svikt. Om nødvendig, installer skumstøttestenger for å begrense dybden på tetningsmiddelet og bidra til å danne den avlange "timeglassformen".
Den tillatte forlengelsen av tetningsmidlet avtar med økende formfaktor. For 6 tommer. Tykk plate med en total dybde på 0,020 tommer. Formfaktoren til et oppsprukket reservoar uten tetningsmiddel er 300 (6,0 tommer/0,020 tommer = 300). Dette forklarer hvorfor aktive sprekker forseglet med et fleksibelt tetningsmiddel uten tetningsmiddeltank ofte svikter. Hvis det ikke er noe reservoar, vil tøyningen raskt overstige tetningsmidlets strekkkapasitet hvis det oppstår sprekkforplantning. For aktive sprekker, bruk alltid et tetningsmiddelreservoar med formfaktoren som anbefales av tetningsmiddelprodusenten.
Figur 2. Å øke forholdet mellom bredde og dybde vil øke tetningsmidlets evne til å motstå fremtidige sprekkmomenter. Bruk en formfaktor på 1:2 (0,5) til 1:1 (1,0) eller som anbefalt av tetningsmiddelprodusenten for aktive sprekker for å sikre at materialet kan strekkes ordentlig etter hvert som sprekkbredden vokser i fremtiden. Kim Basham
Epoksyharpiksinjeksjon binder eller sveiser sprekker så smale som 0,002 tommer sammen og gjenoppretter betongens integritet, inkludert styrke og stivhet. Denne metoden innebærer å påføre en overflatebelegg av ikke-sigende epoksyharpiks for å begrense sprekker, installere injeksjonsporter i borehullet med tette mellomrom langs horisontale, vertikale eller overliggende sprekker, og trykkinjeksjon av epoksyharpiks (bilde 4).
Strekkfastheten til epoksyharpiks overstiger 5000 psi. Av denne grunn regnes epoksyharpiksinjeksjon som en strukturell reparasjon. Imidlertid vil ikke epoksyharpiksinjeksjon gjenopprette designstyrken, og det vil heller ikke forsterke betong som har brutt på grunn av design- eller konstruksjonsfeil. Epoksyharpiks brukes sjelden til å injisere sprekker for å løse problemer knyttet til bæreevne og strukturelle sikkerhetsproblemer.
Foto 4. Før injeksjon av epoksyharpiks må sprekkflaten dekkes med epoksyharpiks som ikke siger for å begrense trykksatt epoksyharpiks. Etter injeksjon fjernes epoksyhetten ved sliping. Vanligvis vil fjerning av dekselet etterlate slitasjemerker på betongen. Kim Basham
Epoksyharpiksinjeksjon er en stiv reparasjon i full dybde, og de injiserte sprekkene er sterkere enn den tilstøtende betongen. Hvis aktive sprekker eller sprekker som fungerer som krympe- eller ekspansjonsfuger injiseres, forventes det at andre sprekker dannes ved siden av eller vekk fra de reparerte sprekkene. Injiser kun sovende sprekker eller sprekker med et tilstrekkelig antall stålstenger som går gjennom sprekkene for å begrense fremtidig bevegelse. Tabellen nedenfor oppsummerer de viktigste valgfunksjonene for dette reparasjonsalternativet og andre reparasjonsalternativer.
Polyuretanharpiks kan brukes til å tette våte og lekkende sprekker så smale som 0,002 tommer. Dette reparasjonsalternativet brukes hovedsakelig for å forhindre vannlekkasje, inkludert å injisere reaktiv harpiks i sprekken, som kombineres med vann for å danne en svellende gel, plugger lekkasjen og forsegler sprekken (bilde 5). Disse harpiksene vil jage vann og trenge inn i de tette mikrosprekkene og porene i betongen for å danne en sterk binding med den våte betongen. I tillegg er den herdede polyuretanen fleksibel og tåler fremtidig sprekkbevegelse. Dette reparasjonsalternativet er en permanent reparasjon, egnet for aktive sprekker eller sovende sprekker.
Foto 5. Polyuretaninjeksjon inkluderer boring, installasjon av injeksjonsporter og trykkinjeksjon av harpiks. Harpiksen reagerer med fuktigheten i betongen og danner et stabilt og fleksibelt skum, som tetter sprekker og til og med lekkasjer. Kim Basham
For sprekker med en maksimal bredde mellom 0,004 tommer og 0,008 tommer er dette den naturlige prosessen med sprekkreparasjon i nærvær av fuktighet. Helingsprosessen skyldes at de uhydrerte sementpartiklene blir utsatt for fuktighet og danner uløselig kalsiumhydroksid som lekker ut fra sementslammet til overflaten og reagerer med karbondioksidet i den omkringliggende luften for å produsere kalsiumkarbonat på overflaten av sprekken. 0,004 tommer. Etter noen dager kan den brede sprekken gro, 0,008 tommer. Sprekkene kan gro i løpet av noen uker. Hvis sprekken påvirkes av raskt rennende vann og bevegelse, vil det ikke forekomme heling.
Noen ganger er «ingen reparasjon» det beste reparasjonsalternativet. Ikke alle sprekker trenger å repareres, og overvåking av sprekker kan være det beste alternativet. Om nødvendig kan sprekker repareres senere.
Publisert: 03.09.2021