G.nther Ruffert – Tłumaczył Kazimierz Dąbrowski

Betonowe systemy zastępcze (materiały zastępcze) służą do uzupełnienia przekrojów elementów budowlanych uszkodzonych przez korozję. Dla ułatwienia obróbki i lepszego wpasowania wbudowanych uzupełnień stosuje się w przypadku małych uszkodzeń i przy naprawach powierzchniowych przeważnie materiały zastępcze oparte na bazie żywic epoksydowych (z betonem polimerowym).

System ten opiera się na zaprawie cementowej z dodatkiem polimerowych części wiążących, jak również w razie konieczności z różnych innych materiałów żywicznych. Uzupełnienia te mają na celu:

  • zapewnienie ochrony przeciwkorozyjnej zbrojenia,
  • zapewnienie wystarczającej przyczepności do podłoża,
  • dopasowanie naprawianych części do otaczającego betonu,
  • utrudnienie wnikania wilgotności czy innych szkodliwych czynników.

    Poszczególne komponenty zastępują dzięki swoim dobranym właściwościom uszkodzone części betonu i przywracają trwałość i użytkowność, a w razie potrzeby i bezpieczeństwo konstrukcji.

    Zaprawy z żywic epoksydowych mogą być dostarczane i przerabiane na budowie jako zaprawy, złożone z jednego lub dwóch komponentów. Zaprawy 1K produkowane są w stanie suchym pod ścisłą kontrolą i dostarczone w workach lub pojemnikach na plac budowy.

    W zaprawie zawarta jest żywica w postaci rozdrobnionego proszku, który przy kontakcie z wodą podlega reemulgacji. Błędy w mieszaniu na budowie są przy tej zaprawie wykluczone, gdyż przy mieszaniu na budowie dodawana jest jedynie woda. Zbyt duże lub za małe dodanie wody jest natychmiast spostrzegane przez doświadczonego fachowca (który wg właściwych przepisów upoważniony jest do przygotowywania tych materiałów) po negatywnych zmianach urabialności. W przypadku zaprawy K2 składniki w postaci płynnej dyspersji polimerowej dostarczane są w beczkach na plac budowy i tam dodawane do składników zaprawy w betoniarce. Ponieważ przepisane dozowanie musi być dokładnie, łatwo jest popełnić błędy, przez co przygotowanie zaprawy staje się kosztowne. Również beczki na płynne komponenty jako szkodliwe odpady muszą być odpowiednio unieszkodliwione.

    Przy naprawie dużych powierzchni elementów betonowych stosuje się ze względów ekonomicznych zaprawy żywiczne w postaci natryskowej. W zasadzie chodzi tu o ten sam zestaw składników, co przy wykonaniu ręcznym. Ponieważ jednak zaprawy te poza cementem zawierają również tworzywa sztuczne jako środki wiążące, nie podlegają one pod normy dotyczące betonu natryskowego. W szczególności nie znajdują tu zastosowania zasady wymiarowania podane w tych normach.

    Wskazówka praktyczna
    Elementy żelbetowe są zawsze konstrukcjami zespolonymi, w których materiały budowlane beton i stal współdziałają wg określonych właściwości materiałowych. Jeżeli jakaś część zwymiarowanego przekroju ubywa, wtedy zastępująca ją część przekroju winna z punktu widzenia cech materiału spełniać określone minimalne wymagania, które odpowiadają z zasady właściwościom konwencjonalnego betonu. W powszechnie obowiązujących wytycznych ochrony i napraw konstrukcji betonowych, ustanowiono klasy naprężenia, przy których zapewnione jest bezpieczeństwo konstrukcji wymagane przez nadzór budowlany.

    W wytycznych dotyczących napraw zdefiniowano następujące klasy napraw:



    Do napraw skutecznych konstrukcyjnie przypisane są materiały klasy M3. Szczegółowe wymagania odnośnie tych materiałów są podane we wspomnianych wytycznych. Z uwagi na wymagania bezpieczeństwa ważne są następujące warunki:

  • wytrzymałość na ściskanie > 30 N/mm 2 ;
  • moduł sprężystości (statyczny) > 30 kN/mm 2 .

    Z dwóch głównych materiałów, stojących do dyspozycji w zakresie uzupełnienia brakujących części przekrojów, tj. zaprawy i betonu cementowego lub zaprawy i betonu, modyfikowanego tworzywami sztucznymi – uzyskanie wymaganej minimalnej wytrzymałości na ściskanie nie stanowi żadnego problemu. Inaczej jest z modułem sprężystości. Przez dodatek tworzyw sztucznych zaprawa z żywic epoksydowych staje się wyraźnie bardziej elastyczna, tak że moduł sprężystości w ogólności jest znacznie niższy od wymaganej wartości 30 kN/mm 2 .

    Zastosowanie zapraw modyfikowanych tworzywami sztucznymi do napraw konstrukcji nośnych jest ponadto tym silnie ograniczane, że przepisy budowlane w budynkach o więcej niż 3 kondygnacjach wymagają klasy odporności pożarowej F90, która przewiduje wyłączne stosowanie materiałów budowlanych klasy A (DIN 4102) – Odporność przeciwpożarowa materiałów i elementów budowlanych.

    Zastosowanie betonowych systemów zastępczych na bazie żywic epoksydowych następuje zgodnie z wprowadzonymi przez nadzór budowlany “Wytycznymi ochrony i naprawy elementów betonowych”, z wyjątkiem obiektów budownictwa drogowego, dla którego obowiązują inne specjalne przepisy. Uregulowania ustanowione w odniesieniu do poszczególnych klas naprężenia wymagają sprawdzeniu przez podstawowe badania w jednym z dopuszczonych materiałowych laboratoriach budowlanych.

    Literatura
    KN-FEL: Stichwort Baustoffkorrosion (Hasło – korozja materiałów budowlanych). Bauverlag, Wiesbaden 1982.
    RUFFERT: Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Ochrona i naprawa elementów budowlanych z betonu). Bauverlag, Wiesbaden 90.
    PN-80/B-01800. Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje betonowe i żelbetowe. Klasyfikacja i określenie środowisk.
    PN-82/B-01801. Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje betonowe i żelbetowe. Podstawowe zasady projektowania.