Soms moeten scheuren worden gerepareerd, maar er zijn zoveel opties. Hoe ontwerpen en kiezen we de beste reparatieoptie? Dit is niet zo moeilijk als je denkt.
Na het onderzoeken van de scheuren en het bepalen van de reparatiedoelen, is het ontwerpen of selecteren van de beste reparatiematerialen en -procedures vrij eenvoudig. Dit overzicht van de mogelijkheden voor scheurherstel omvat de volgende procedures: reinigen en vullen, gieten en afdichten/vullen, injectie van epoxy en polyurethaan, zelfherstel en “geen reparatie”.
Zoals beschreven in “Deel 1: Betonscheuren evalueren en oplossen”, is het onderzoeken van de scheuren en het bepalen van de oorzaak van de scheuren de sleutel tot het kiezen van het beste scheurreparatieplan. Kortom, de belangrijkste zaken die nodig zijn om een goede scheurreparatie te ontwerpen zijn de gemiddelde scheurbreedte (inclusief de minimale en maximale breedte) en de bepaling of de scheur actief of slapend is. Uiteraard is het doel van scheurreparatie net zo belangrijk als het meten van de scheurbreedte en het bepalen van de mogelijkheid van scheurverplaatsing in de toekomst.
Actieve scheuren bewegen en groeien. Voorbeelden hiervan zijn scheuren veroorzaakt door voortdurende bodemdaling of scheuren die krimp-/uitzettingsvoegen zijn van betonnen elementen of constructies. De slapende scheuren zijn stabiel en zullen naar verwachting in de toekomst niet veranderen. Normaal gesproken zal het scheuren veroorzaakt door het krimpen van beton in het begin zeer actief zijn, maar naarmate het vochtgehalte van het beton stabiliseert, zal het zich uiteindelijk stabiliseren en in een slapende toestand terechtkomen. Als er bovendien voldoende stalen staven (wapeningsstaven, staalvezels of macroscopische synthetische vezels) door de scheuren gaan, zullen toekomstige bewegingen worden gecontroleerd en kan worden aangenomen dat de scheuren zich in een slapende toestand bevinden.
Gebruik voor slapende scheuren stijve of flexibele reparatiematerialen. Actieve scheuren vereisen flexibele reparatiematerialen en speciale ontwerpoverwegingen om toekomstige beweging mogelijk te maken. Het gebruik van stijve reparatiematerialen voor actieve scheuren resulteert doorgaans in scheuren in het reparatiemateriaal en/of aangrenzend beton.
Foto 1. Met behulp van naaldmengers (nr. 14, 15 en 18) kunnen reparatiematerialen met een lage viscositeit eenvoudig in haarscheurtjes worden geïnjecteerd zonder bedrading. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Uiteraard is het belangrijk om de oorzaak van de scheur vast te stellen en vast te stellen of de scheur structureel van belang is. Scheuren die wijzen op mogelijke ontwerp-, detail- of constructiefouten kunnen ertoe leiden dat mensen zich zorgen maken over het draagvermogen en de veiligheid van de constructie. Dit soort scheuren kunnen structureel belangrijk zijn. Scheurvorming kan worden veroorzaakt door de belasting, of kan verband houden met de inherente volumeveranderingen van beton, zoals droge krimp, thermische uitzetting en krimp, en kan al dan niet significant zijn. Voordat u een reparatieoptie kiest, moet u de oorzaak vaststellen en rekening houden met het belang van scheuren.
Het repareren van scheuren veroorzaakt door ontwerp-, detailontwerp- en constructiefouten valt buiten het bestek van een eenvoudig artikel. Deze situatie vereist meestal een uitgebreide structurele analyse en kan speciale wapeningsreparaties vereisen.
Het herstellen van de structurele stabiliteit of integriteit van betoncomponenten, het voorkomen van lekken of het afdichten van water en andere schadelijke elementen (zoals chemicaliën voor het ontdooien), het bieden van ondersteuning voor scheurranden en het verbeteren van het uiterlijk van scheuren zijn veel voorkomende reparatiedoelen. Met het oog op deze doelstellingen kan onderhoud grofweg in drie categorieën worden verdeeld:
Met de populariteit van zichtbeton en constructiebeton neemt de vraag naar cosmetisch scheurherstel toe. Soms is reparatie van de integriteit en het afdichten/opvullen van scheuren ook reparatie van het uiterlijk nodig. Voordat we reparatietechnologie kiezen, moeten we het doel van scheurreparatie verduidelijken.
Voordat een scheurreparatie wordt ontworpen of een reparatieprocedure wordt gekozen, moeten vier belangrijke vragen worden beantwoord. Nadat u deze vragen heeft beantwoord, kunt u gemakkelijker de reparatieoptie selecteren.
Foto 2. Met behulp van plakband, het boren van gaten en een mengbuis met rubberen kop, aangesloten op een handpistool met dubbele loop, kan het reparatiemateriaal onder lage druk in de fijne scheuren worden geïnjecteerd. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Deze eenvoudige techniek is populair geworden, vooral voor reparaties van het gebouwtype, omdat er nu reparatiematerialen met een zeer lage viscositeit beschikbaar zijn. Omdat deze reparatiematerialen door de zwaartekracht gemakkelijk in zeer nauwe scheuren kunnen vloeien, is er geen bedrading nodig (installeer bijvoorbeeld een vierkant of V-vormig reservoir met afdichtmiddel). Omdat er geen bedrading nodig is, is de uiteindelijke reparatiebreedte hetzelfde als de scheurbreedte, wat minder duidelijk is dan bedradingsscheuren. Bovendien is het gebruik van draadborstels en stofzuigen sneller en zuiniger dan bekabelen.
Maak eerst de scheuren schoon om vuil en puin te verwijderen en vul vervolgens met reparatiemateriaal met een lage viscositeit. De fabrikant heeft een mengmondstuk met een zeer kleine diameter ontwikkeld dat is aangesloten op een draagbaar spuitpistool met dubbele cilinder om reparatiematerialen aan te brengen (foto 1). Als de spuitmondtip groter is dan de scheurbreedte, kan het nodig zijn om scheurfrezen uit te voeren om een oppervlaktetrechter te creëren die geschikt is voor de grootte van de spuitmondtip. Controleer de viscositeit in de documentatie van de fabrikant; sommige fabrikanten specificeren een minimale scheurwijdte voor het materiaal. Gemeten in centipoise, naarmate de viscositeitswaarde afneemt, wordt het materiaal dunner of stroomt het gemakkelijker in nauwe scheuren. Voor het aanbrengen van het reparatiemateriaal kan ook een eenvoudig lagedruk-injectieproces worden gebruikt (zie figuur 2).
Foto 3. Bij het bedraden en afdichten wordt eerst de container met afdichtmiddel doorgesneden met een vierkant of V-vormig mes en vervolgens gevuld met een geschikt afdichtmiddel of vulmiddel. Zoals weergegeven in de afbeelding, is de freesscheur gevuld met polyurethaan en na uitharding gekrast en gelijk met het oppervlak. Kim Basham
Dit is de meest gebruikelijke procedure voor het repareren van geïsoleerde, fijne en grote scheuren (foto 3). Het is een niet-structurele reparatie waarbij scheuren (bedrading) worden vergroot en deze worden opgevuld met geschikte afdichtingsmiddelen of vulmiddelen. Afhankelijk van de grootte en vorm van het afdichtmiddelreservoir en het gebruikte type afdichtmiddel of vulmiddel, kunnen bedrading en afdichting actieve scheuren en slapende scheuren repareren. Deze methode is zeer geschikt voor horizontale oppervlakken, maar kan ook worden toegepast voor verticale oppervlakken met niet-uitzakkende reparatiematerialen.
Geschikte reparatiematerialen zijn onder meer epoxy, polyurethaan, siliconen, polyurea en polymeermortel. Voor de vloerplaat moet de ontwerper een materiaal kiezen met de juiste flexibiliteit en hardheids- of stijfheidseigenschappen om het verwachte vloerverkeer en toekomstige scheurbewegingen op te vangen. Naarmate de flexibiliteit van het afdichtmiddel toeneemt, neemt de tolerantie voor scheurvoortplanting en beweging toe, maar zullen het draagvermogen van het materiaal en de ondersteuning van de scheurrand afnemen. Naarmate de hardheid toeneemt, nemen het draagvermogen en de scheurrandondersteuning toe, maar neemt de scheurbewegingstolerantie af.
Figuur 1. Naarmate de Shore-hardheidswaarde van een materiaal toeneemt, neemt de hardheid of stijfheid van het materiaal toe en neemt de flexibiliteit af. Om te voorkomen dat de scheurranden van scheuren die worden blootgesteld aan zwaar verkeer loskomen, is een Shore-hardheid van minimaal ongeveer 80 vereist. Kim Basham geeft de voorkeur aan hardere reparatiematerialen (vulmiddelen) voor slapende scheuren in verkeersvloeren met harde wielen, omdat de scheurranden beter zijn, zoals weergegeven in figuur 1. Voor actieve scheuren wordt de voorkeur gegeven aan flexibele afdichtingsmiddelen, maar het draagvermogen van de afdichtingskit en de De ondersteuning van de scheurrand is laag. De Shore-hardheidswaarde heeft betrekking op de hardheid (of flexibiliteit) van het reparatiemateriaal. Naarmate de Shore-hardheidswaarde toeneemt, neemt de hardheid (stijfheid) van het reparatiemateriaal toe en neemt de flexibiliteit af.
Voor actieve fracturen zijn de grootte en vormfactoren van het kitreservoir net zo belangrijk als het kiezen van een geschikt kitproduct dat zich kan aanpassen aan de verwachte breukbeweging in de toekomst. De vormfactor is de aspectverhouding van het kitreservoir. Over het algemeen zijn de aanbevolen vormfactoren voor flexibele afdichtingsmiddelen 1:2 (0,5) en 1:1 (1,0) (zie figuur 2). Het verkleinen van de vormfactor (door de breedte ten opzichte van de diepte te vergroten) zal de spanning van het afdichtingsmiddel verminderen die wordt veroorzaakt door de groei van de scheurbreedte. Als de maximale spanning van de kit afneemt, neemt de hoeveelheid scheurgroei die de kit kan weerstaan toe. Het gebruik van de door de fabrikant aanbevolen vormfactor garandeert een maximale verlenging van het afdichtmiddel zonder fouten. Installeer indien nodig steunstaven van schuim om de diepte van het afdichtmiddel te beperken en de langwerpige “zandloper”-vorm te helpen vormen.
De toegestane verlenging van het afdichtmiddel neemt af naarmate de vormfactor toeneemt. Voor 6 inch. Dikke plaat met een totale diepte van 0,020 inch. De vormfactor van een gebroken reservoir zonder afdichtmiddel is 300 (6,0 inch/0,020 inch = 300). Dit verklaart waarom actieve scheuren afgedicht met een flexibele kit zonder kittank vaak falen. Als er geen reservoir is en er sprake is van scheurgroei, zal de spanning snel de trekcapaciteit van het afdichtmiddel overschrijden. Gebruik bij actieve scheuren altijd een kitreservoir met de door de kitfabrikant aanbevolen vormfactor.
Figuur 2. Het vergroten van de verhouding tussen breedte en diepte zal het vermogen van de kit om toekomstige scheurmomenten te weerstaan vergroten. Gebruik een vormfactor van 1:2 (0,5) tot 1:1 (1,0) of zoals aanbevolen door de fabrikant van het afdichtmiddel voor actieve scheuren om ervoor te zorgen dat het materiaal goed kan uitrekken naarmate de scheurbreedte in de toekomst groter wordt. Kim Basham
Epoxyharsinjectie verbindt of last scheuren zo smal als 0,002 inch aan elkaar en herstelt de integriteit van het beton, inclusief sterkte en stijfheid. Deze methode omvat het aanbrengen van een oppervlaktekap van niet-uitzakkende epoxyhars om scheuren te beperken, het installeren van injectiepoorten in het boorgat op korte afstanden langs horizontale, verticale of bovenliggende scheuren, en het onder druk injecteren van epoxyhars (foto 4).
De treksterkte van epoxyhars overschrijdt 5.000 psi. Om deze reden wordt epoxyharsinjectie als een structurele reparatie beschouwd. Het injecteren van epoxyhars zal de ontwerpsterkte echter niet herstellen, noch zal het beton versterken dat is gebroken als gevolg van ontwerp- of constructiefouten. Epoxyhars wordt zelden gebruikt om scheuren te injecteren om problemen op te lossen die verband houden met het draagvermogen en structurele veiligheidsproblemen.
Foto 4. Voordat epoxyhars wordt geïnjecteerd, moet het scheuroppervlak worden bedekt met niet-uitzakkende epoxyhars om de druk van epoxyhars te beperken. Na injectie wordt de epoxydop door slijpen verwijderd. Meestal zal het verwijderen van de afdekking schuursporen achterlaten op het beton. Kim Basham
Epoxyharsinjectie is een stijve, volledige dieptereparatie en de geïnjecteerde scheuren zijn sterker dan het aangrenzende beton. Als actieve scheuren of scheuren die als krimp- of dilatatievoegen fungeren worden geïnjecteerd, wordt verwacht dat zich naast of ver weg van de gerepareerde scheuren ook andere scheuren zullen vormen. Injecteer alleen slapende scheuren of scheuren waarbij er voldoende stalen staven door de scheuren gaan om toekomstige beweging te beperken. De volgende tabel vat de belangrijke selectiekenmerken van deze reparatieoptie en andere reparatieopties samen.
Polyurethaanhars kan worden gebruikt om natte en lekkende scheuren zo smal als 0,002 inch af te dichten. Deze reparatieoptie wordt voornamelijk gebruikt om waterlekkage te voorkomen, onder meer door reactieve hars in de scheur te injecteren, die samen met water een zwellende gel vormt, het lek dichtt en de scheur afdicht (foto 5). Deze harsen zullen water achtervolgen en doordringen in de nauwe microscheurtjes en poriën van het beton om een sterke binding met het natte beton te vormen. Bovendien is het uitgeharde polyurethaan flexibel en bestand tegen toekomstige scheurbewegingen. Deze reparatieoptie is een permanente reparatie, geschikt voor actieve scheuren of slapende scheuren.
Foto 5. Polyurethaaninjectie omvat boren, installatie van injectiepoorten en drukinjectie van hars. De hars reageert met het vocht in het beton en vormt een stabiel en flexibel schuim, dat scheuren en zelfs lekkende scheuren afdicht. Kim Basham
Voor scheuren met een maximale breedte tussen 0,004 inch en 0,008 inch is dit het natuurlijke proces van scheurherstel in aanwezigheid van vocht. Het genezingsproces is te wijten aan het feit dat de ongehydrateerde cementdeeltjes worden blootgesteld aan vocht en onoplosbaar calciumhydroxide vormen dat uit de cementslurry naar het oppervlak lekt en reageert met het kooldioxide in de omringende lucht om calciumcarbonaat op het oppervlak van de scheur te produceren. 0,004 inch. Na een paar dagen kan de brede scheur genezen, 0,008 inch. De scheuren kunnen binnen enkele weken genezen. Als de scheur wordt aangetast door snelstromend water en beweging, zal genezing niet optreden.
Soms is “geen reparatie” de beste reparatieoptie. Niet alle scheuren hoeven te worden gerepareerd en het monitoren van scheuren kan de beste optie zijn. Indien nodig kunnen scheuren later worden gerepareerd.
Posttijd: 03-sep-2021