G.nther Ruffert – Tłumaczył Andrzej Machalski

Materiały (systemy) zastępujące beton służą do odtworzenia profilu (przekroju) konstrukcji uszkodzonej przez korozję. Dla ułatwienia układania i dla lepszego dopasowania wbudowanych materiałów do istniejącej konstrukcji, w przypadku mniejszych szkód betonu lub w razie naprawiania szkód typu powierzchniowego – stosuje się w przeważnej mierze materiały zastępujące beton ze sztucznych żywic, ogólnie nazywane PCC (Polymer-Cement-Concrete). System zastępujący beton składa się z zaprawy cementowej z polimerami jako dodatkowym spoiwem, ewentualnie z późniejszym naniesieniem różnych materiałów z żywicami sztucznymi w celu:

  • zagwarantowania ochrony zbrojenia przed korozją,
  • zagwarantowania wystarczającej przyczepności do podłoża,
  • zrównania poprawionych miejsc z otaczającym betonem,
  • zapobiegania wnikaniu wilgoci lub szkodliwych substancji.

    Poszczególne składniki materiału (systemu) zastępują przez współdziałanie ich wzajemnie dostosowanych właściwości – zniszczone elementy konstrukcji. W ten sposób odtwarzają one trwałość i zdolność użytkową, ewentualnie także i stateczność konstrukcji.

    Zaprawy PCC są dostarczane na budowę i tam układane jako zaprawy jedno- lub dwuskładnikowe. Zaprawy jednoskładnikowe produkowane są pod odpowiednią kontrolą w fabryce suchych zapraw i dostarczane na plac budowy w workach lub w stanie luźnym, sypkim.

    Tworzywo sztuczne w zaprawie ma postać proszku dyspersyjnego, który w kontakcie z wodą natychmiast reemulguje. Błędy dozowania są przy tych zaprawach praktycznie wykluczone, gdyż przy zarabianiu na miejscu budowy jedynie trzeba dodać wody. Zbyt duży lub zbyt mały dodatek wody (wymagany w odnośnych instrukcjach układania tych materiałów) niechybnie rozpozna doświadczony fachowiec jako negatywną zmianę w łatwości układania. Do zapraw dwuskładnikowych, płynny składnik w postaci dyspersji polimerowej jest dostarczany na budowę w oddzielnej beczce i tam w mieszarce dodawany do składników zaprawy. Ponieważ konieczne jest bardzo dokładne przestrzeganie receptury dozowania, większa jest tu możliwość popełnienia błędów dozowania i stąd układanie staje się kosztowniejsze. Również beczki na płynny składnik należy usuwać jako odpady specjalne.

    Przy remontowaniu konstrukcji betonowych na wielkich powierzchniach, dla potanienia kosztów coraz częściej stosuje się natryskowe zaprawy PCC (SPCC). Zasadniczo chodzi tutaj o takie same składniki materiałowe, jakie występują w przypadkach napraw ręcznych. Ponieważ materiały te zawierają jako spoiwo oprócz cementu także tworzywa sztuczne, nie podlegają normie dotyczącej betonu, szczególnie w zakresie wymiarowania.

    Wskazówki praktyczne
    Konstrukcje żelbetowe są zawsze konstrukcjami zespolonymi, w których materiały budowlane beton i stal współpracują ze sobą według określonych praw materiałowych. Jeżeli część przekroju, który służył za podstawę przy wymiarowaniu, już nie istnieje, to wtedy należy postawić wbudowywanym materiałom zastępującym brakujące części przekroju – określone wymagania minimalne. Te ostatnie w zasadzie przyjmuje się na podstawie konwencjonalnych właściwości betonu. Wytyczne powszechnie obowiązujące przy remoncie konstrukcji wymagają od materiałów (systemów) zastępujących beton – odtworzenia bezpieczeństwa konstrukcji żądanej przez nadzór budowlany.

    Poniżej, według wspomnianych wytycznych, zdefiniowano następujące klasy obciążeń dla materiałów naprawczych:
    M1 – drugorzędne (nienośne), bez gwarantowanej odporności na karbonatyzację
    M2 – drugorzędne (nienośne), o gwarantowanej odporności na karbonatyzację
    M3 – nośne, do konstrukcyjnie skutecznych napraw

    Dla konstrukcyjnie skutecznych remontów wymaga się zatem materiałów klasy obciążeń M 3. Szczegółowe wymagania wobec takich materiałow podano w wymienionych wytycznych. Przy sprawdzaniu stateczności są przede wszystkim ważne następujące wymagania:

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

    W obu materiałach będących do dyspozycji przy uzupełnianiu brakujących przekrojów (zaprawie cementowej lub zaprawie modyfikowanej polimerami) wymagana minimalna wytrzymałość na ściskanie jest w ogólności uzyskiwana bez trudu. Inaczej jest z modułem E. Wskutek dodania tworzyw sztucznych do zapraw PCC, materiał ten jest wyraźnie bardziej sprężysty, tak że moduł E w ogólności wynosi mniej niż wymagany 30 kN/mm 2 .

    Użycie zapraw modyfikowanych tworzywami sztucznymi do odtwarzania nośnych elementów konstrukcji jest ponadto mocno ograniczone przez to, że przepisy budowlane dla budynków z więcej niż trzema kondygnacjami wymagają klasy odporności ogniowej F 90, co z kolei powoduje konieczność stosowania wyłącznie materiałów budowlanych klasy A (DIN 4102). Stosowanie zapraw PCC do nośnych elementów budowlanych jest przez to możliwe jedynie w ograniczonym stopniu.

    Wykonywanie napraw za pomocą zapraw PCC może odbywać się zasadniczo tylko według obowiązujących wytycznych.

    Literatura
    FAGERLUND G.: Trwałość konstrukcji betonowych. Arkady, Warszawa 1997.
    ŚCIŚLEWSKI Z.: Trwałość konstrukcji żelbetowych. ITB, Warszawa 1995.
    KN-FEL: Stichwort Baustoffkorrosion (Hasło korozja materiałów budowlanych). Bauverlag, Wiesbaden 1982.
    RUFFERT G.: Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Ochrona i remont konstrukcji betonowych). Bauverlag, Wiesbaden 1990.
    DIN 4102. Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen (Zachowanie się w pożarze materiałów budowlanych i konstrukcji budowlanych).