Manchmal müssen Risse repariert werden, aber es gibt so viele Möglichkeiten. Wie entwerfen und wählen wir die beste Reparaturoption aus?Das ist nicht so schwierig, wie Sie denken.
Nach der Untersuchung der Risse und der Festlegung der Reparaturziele ist es ganz einfach, die besten Reparaturmaterialien und -verfahren zu entwerfen oder auszuwählen.Diese Zusammenfassung der Rissreparaturoptionen umfasst die folgenden Verfahren: Reinigen und Füllen, Gießen und Versiegeln/Füllen, Epoxid- und Polyurethan-Injektion, Selbstheilung und „keine Reparatur“.
Wie in „Teil 1: Bewertung und Fehlerbehebung von Betonrissen“ beschrieben, ist die Untersuchung der Risse und die Ermittlung der Grundursache der Risse der Schlüssel zur Auswahl des besten Rissreparaturplans.Kurz gesagt, die wichtigsten Elemente, die für die Planung einer ordnungsgemäßen Rissreparatur erforderlich sind, sind die durchschnittliche Rissbreite (einschließlich der minimalen und maximalen Breite) und die Bestimmung, ob der Riss aktiv oder ruhend ist.Natürlich ist das Ziel der Rissreparatur ebenso wichtig wie die Messung der Rissbreite und die Bestimmung der Möglichkeit einer Rissbewegung in der Zukunft.
Aktive Risse bewegen sich und wachsen.Beispiele hierfür sind Risse, die durch kontinuierliche Bodensenkungen entstehen, oder Risse, bei denen es sich um Schwind-/Dehnungsfugen von Betonbauteilen oder -konstruktionen handelt.Die ruhenden Risse sind stabil und es ist nicht zu erwarten, dass sie sich in Zukunft ändern.Normalerweise ist die durch das Schrumpfen des Betons verursachte Rissbildung zu Beginn sehr aktiv, aber wenn sich der Feuchtigkeitsgehalt des Betons stabilisiert, stabilisiert er sich schließlich und geht in einen Ruhezustand über.Wenn außerdem genügend Stahlstäbe (Bewehrungsstäbe, Stahlfasern oder makroskopische synthetische Fasern) durch die Risse gelangen, werden künftige Bewegungen kontrolliert und die Risse können als in einem Ruhezustand befindlich betrachtet werden.
Bei ruhenden Rissen starre oder flexible Reparaturmaterialien verwenden.Aktive Risse erfordern flexible Reparaturmaterialien und besondere Designüberlegungen, um zukünftige Bewegungen zu ermöglichen.Die Verwendung starrer Reparaturmaterialien für aktive Risse führt in der Regel zu Rissen im Reparaturmaterial und/oder im angrenzenden Beton.
Foto 1. Mit Nadelrührern (Nr. 14, 15 und 18) können Reparaturmaterialien mit niedriger Viskosität problemlos in Haarrisse injiziert werden, ohne dass eine Verkabelung erforderlich ist. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Natürlich ist es wichtig, die Ursache der Rissbildung zu ermitteln und festzustellen, ob die Rissbildung strukturell wichtig ist.Risse, die auf mögliche Konstruktions-, Detail- oder Konstruktionsfehler hinweisen, können Anlass zur Sorge um die Tragfähigkeit und Sicherheit des Bauwerks geben.Diese Arten von Rissen können für die Struktur von Bedeutung sein.Risse können durch die Belastung verursacht werden oder mit den inhärenten Volumenänderungen des Betons wie Trockenschwindung, Wärmeausdehnung und Schrumpfung zusammenhängen und möglicherweise erheblich sein oder auch nicht.Bevor Sie sich für eine Reparaturoption entscheiden, ermitteln Sie die Ursache und berücksichtigen Sie die Bedeutung von Rissen.
Das Reparieren von Rissen, die durch Design-, Detaildesign- und Konstruktionsfehler verursacht wurden, würde den Rahmen eines einfachen Artikels sprengen.Diese Situation erfordert in der Regel eine umfassende Strukturanalyse und erfordert möglicherweise spezielle Reparaturen an der Bewehrung.
Die Wiederherstellung der strukturellen Stabilität oder Integrität von Betonbauteilen, die Verhinderung von Lecks oder das Abdichten von Wasser und anderen schädlichen Elementen (z. B. Enteisungsmittel), die Unterstützung von Risskanten und die Verbesserung des Erscheinungsbilds von Rissen sind häufige Reparaturziele.Unter Berücksichtigung dieser Ziele lässt sich die Instandhaltung grob in drei Kategorien einteilen:
Mit der Beliebtheit von Sichtbeton und Konstruktionsbeton steigt die Nachfrage nach kosmetischer Risssanierung.Manchmal erfordern Integritätsreparaturen und Rissversiegelungen/-füllungen auch eine optische Reparatur.Bevor wir uns für eine Reparaturtechnologie entscheiden, müssen wir das Ziel der Risssanierung klären.
Bevor eine Rissreparatur geplant oder ein Reparaturverfahren ausgewählt wird, müssen vier Schlüsselfragen beantwortet werden.Sobald Sie diese Fragen beantwortet haben, können Sie die Reparaturoption einfacher auswählen.
Foto 2. Mithilfe von Klebeband, dem Bohren von Löchern und einem Mischrohr mit Gummikopf, das mit einer handgehaltenen Doppelpistole verbunden ist, kann das Reparaturmaterial unter geringem Druck in die feinen Risse injiziert werden.Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Diese einfache Technik hat sich vor allem bei Gebäudereparaturen durchgesetzt, da inzwischen Reparaturmaterialien mit sehr niedriger Viskosität verfügbar sind.Da diese Reparaturmaterialien aufgrund der Schwerkraft leicht in sehr enge Risse fließen können, ist keine Verkabelung erforderlich (z. B. Installation eines quadratischen oder V-förmigen Dichtmittelbehälters).Da keine Verkabelung erforderlich ist, entspricht die endgültige Reparaturbreite der Rissbreite, die weniger offensichtlich ist als Verkabelungsrisse.Darüber hinaus ist der Einsatz von Drahtbürsten und Staubsaugen schneller und wirtschaftlicher als das Verkabeln.
Reinigen Sie zunächst die Risse, um Schmutz und Ablagerungen zu entfernen, und füllen Sie sie anschließend mit einem Reparaturmaterial mit niedriger Viskosität auf.Der Hersteller hat eine Mischdüse mit sehr kleinem Durchmesser entwickelt, die zum Auftragen von Reparaturmaterialien an eine handgehaltene Doppelspritzpistole angeschlossen wird (Foto 1).Wenn die Düsenspitze größer als die Rissbreite ist, ist möglicherweise eine Rissführung erforderlich, um einen Oberflächentrichter zu erzeugen, der der Größe der Düsenspitze entspricht.Überprüfen Sie die Viskosität in der Dokumentation des Herstellers;Einige Hersteller geben eine Mindestrissbreite für das Material an.Gemessen in Centipoise wird das Material mit abnehmendem Viskositätswert dünner oder lässt sich leichter in enge Risse fließen.Zum Einbau des Reparaturmaterials kann auch ein einfaches Niederdruck-Injektionsverfahren eingesetzt werden (siehe Abbildung 2).
Foto 3. Beim Verkabeln und Abdichten wird zunächst der Dichtmittelbehälter mit einer quadratischen oder V-förmigen Klinge zerschnitten und dann mit einem geeigneten Dichtmittel oder Füllstoff gefüllt.Wie in der Abbildung gezeigt, wird der Fräsriss mit Polyurethan gefüllt und nach dem Aushärten verkratzt und bündig mit der Oberfläche abgeschlossen.Kim Basham
Dies ist das gebräuchlichste Verfahren zur Reparatur einzelner, feiner und großer Risse (Foto 3).Es handelt sich um eine nicht strukturelle Reparatur, bei der Risse (Verkabelungen) erweitert und mit geeigneten Dichtstoffen oder Füllstoffen gefüllt werden.Abhängig von der Größe und Form des Dichtmittelreservoirs und der Art des verwendeten Dichtmittels oder Füllstoffs können durch Verkabelung und Abdichtung aktive Risse und ruhende Risse repariert werden.Diese Methode eignet sich sehr gut für horizontale Flächen, kann aber auch für vertikale Flächen mit nicht durchhängenden Reparaturmaterialien eingesetzt werden.
Geeignete Reparaturmaterialien sind Epoxidharz, Polyurethan, Silikon, Polyharnstoff und Polymermörtel.Für die Bodenplatte muss der Planer ein Material mit geeigneten Flexibilitäts- und Härte- oder Steifigkeitseigenschaften auswählen, um dem erwarteten Bodenverkehr und zukünftigen Rissbewegungen Rechnung zu tragen.Mit zunehmender Flexibilität des Dichtstoffs nimmt die Toleranz für Rissausbreitung und -bewegung zu, die Tragfähigkeit des Materials und die Risskantenunterstützung nehmen jedoch ab.Mit zunehmender Härte nehmen die Tragfähigkeit und die Risskantenunterstützung zu, die Rissbewegungstoleranz nimmt jedoch ab.
Abbildung 1. Wenn der Shore-Härtewert eines Materials zunimmt, nimmt die Härte oder Steifigkeit des Materials zu und die Flexibilität ab.Um ein Abblättern der Risskanten bei stark befahrenen Rissen zu verhindern, ist eine Shore-Härte von mindestens etwa 80 erforderlich.Kim Basham bevorzugt härtere Reparaturmaterialien (Füllstoffe) für ruhende Risse in hart befahrenen Verkehrsböden, da die Risskanten besser sind, wie in Abbildung 1 dargestellt. Für aktive Risse werden flexible Dichtstoffe bevorzugt, aber die Tragfähigkeit des Dichtstoffs und Die Risskantenunterstützung ist gering.Der Shore-Härtewert bezieht sich auf die Härte (oder Flexibilität) des Reparaturmaterials.Mit steigendem Shore-Härtewert nimmt die Härte (Steifigkeit) des Reparaturmaterials zu und die Flexibilität ab.
Bei aktiven Frakturen sind die Größen- und Formfaktoren des Versiegelungsreservoirs ebenso wichtig wie die Wahl eines geeigneten Versiegelungsmittels, das sich an die zu erwartende Frakturbewegung in der Zukunft anpassen kann.Der Formfaktor ist das Seitenverhältnis des Dichtmittelbehälters.Im Allgemeinen betragen die empfohlenen Formfaktoren für flexible Dichtstoffe 1:2 (0,5) und 1:1 (1,0) (siehe Abbildung 2).Durch die Reduzierung des Formfaktors (durch Erhöhen der Breite im Verhältnis zur Tiefe) wird die Belastung des Dichtungsmittels verringert, die durch das Wachstum der Rissbreite verursacht wird.Wenn die maximale Dehnung des Dichtstoffs abnimmt, steigt die Menge an Risswachstum, dem der Dichtstoff standhalten kann.Die Verwendung des vom Hersteller empfohlenen Formfaktors gewährleistet die maximale Dehnung des Dichtmittels ohne Fehler.Installieren Sie bei Bedarf Schaumstoffstützstangen, um die Tiefe des Dichtmittels zu begrenzen und die Bildung der länglichen „Sanduhr“-Form zu unterstützen.
Die zulässige Dehnung des Dichtstoffs nimmt mit zunehmendem Formfaktor ab.Für 6 Zoll.Dicke Platte mit einer Gesamttiefe von 0,020 Zoll.Der Formfaktor eines gebrochenen Reservoirs ohne Dichtungsmittel beträgt 300 (6,0 Zoll/0,020 Zoll = 300).Dies erklärt, warum aktive Risse, die mit einem flexiblen Dichtstoff ohne Dichtstofftank abgedichtet werden, oft scheitern.Wenn kein Reservoir vorhanden ist und es zu einer Rissausbreitung kommt, übersteigt die Dehnung schnell die Zugfestigkeit des Dichtstoffes.Bei aktiven Rissen immer einen Dichtstoffbehälter mit dem vom Dichtstoffhersteller empfohlenen Formfaktor verwenden.
Abbildung 2. Durch Erhöhen des Breiten-Tiefen-Verhältnisses erhöht sich die Fähigkeit des Dichtstoffs, zukünftigen Rissmomenten standzuhalten.Verwenden Sie für aktive Risse einen Formfaktor von 1:2 (0,5) bis 1:1 (1,0) oder wie vom Hersteller des Dichtmittels empfohlen, um sicherzustellen, dass sich das Material bei künftig zunehmender Rissbreite ordnungsgemäß dehnen kann.Kim Basham
Die Epoxidharzinjektion verbindet oder verschweißt Risse mit einer Breite von nur 0,002 Zoll und stellt die Integrität des Betons, einschließlich Festigkeit und Steifigkeit, wieder her.Bei dieser Methode wird eine Oberflächenkappe aus nicht durchhängendem Epoxidharz angebracht, um Risse zu begrenzen, Injektionsöffnungen in engen Abständen entlang horizontaler, vertikaler oder über Kopf verlaufender Risse in das Bohrloch eingebaut und Epoxidharz unter Druck eingespritzt (Foto 4).
Die Zugfestigkeit von Epoxidharz übersteigt 5.000 psi.Aus diesem Grund gilt die Epoxidharzinjektion als strukturelle Reparatur.Allerdings stellt die Epoxidharzinjektion weder die Konstruktionsfestigkeit wieder her, noch verstärkt sie Beton, der aufgrund von Konstruktions- oder Konstruktionsfehlern gebrochen ist.Epoxidharz wird selten zum Injizieren von Rissen verwendet, um Probleme im Zusammenhang mit der Tragfähigkeit und der strukturellen Sicherheit zu lösen.
Foto 4. Vor dem Einspritzen von Epoxidharz muss die Rissoberfläche mit nicht durchhängendem Epoxidharz bedeckt werden, um den Epoxidharzdruck zu begrenzen.Nach der Injektion wird die Epoxidkappe durch Schleifen entfernt.Normalerweise hinterlässt das Entfernen der Abdeckung Abriebspuren auf dem Beton.Kim Basham
Bei der Epoxidharzinjektion handelt es sich um eine starre Reparatur in voller Tiefe, und die injizierten Risse sind stärker als der angrenzende Beton.Wenn aktive Risse oder Risse, die als Schwind- oder Dehnungsfugen wirken, injiziert werden, ist damit zu rechnen, dass sich neben oder abseits der reparierten Risse weitere Risse bilden.Injizieren Sie ruhende Risse oder Risse nur mit einer ausreichenden Anzahl von Stahlstäben, die durch die Risse verlaufen, um zukünftige Bewegungen zu begrenzen.Die folgende Tabelle fasst die wichtigen Auswahlmerkmale dieser Reparaturmöglichkeit und weiterer Reparaturmöglichkeiten zusammen.
Mit Polyurethanharz können nasse und undichte Risse von nur 0,002 Zoll abgedichtet werden.Diese Reparaturmöglichkeit dient vor allem der Verhinderung von Wasserlecks, dazu gehört das Einspritzen von Reaktionsharz in den Riss, das sich mit Wasser zu einem Quellgel verbindet, das Leck verstopft und den Riss abdichtet (Foto 5).Diese Harze verdrängen das Wasser und dringen in die engen Mikrorisse und Poren des Betons ein, um eine starke Verbindung mit dem nassen Beton herzustellen.Darüber hinaus ist das ausgehärtete Polyurethan flexibel und kann künftigen Rissbewegungen standhalten.Bei dieser Reparaturmöglichkeit handelt es sich um eine dauerhafte Reparatur, geeignet für aktive Risse oder ruhende Risse.
Foto 5. Die Polyurethan-Injektion umfasst das Bohren, die Installation von Injektionsöffnungen und die Druckinjektion von Harz.Das Harz reagiert mit der Feuchtigkeit im Beton und bildet einen stabilen und flexiblen Schaum, der Risse und sogar undichte Risse abdichtet.Kim Basham
Bei Rissen mit einer maximalen Breite zwischen 0,004 Zoll und 0,008 Zoll ist dies der natürliche Prozess der Rissreparatur bei Vorhandensein von Feuchtigkeit.Der Heilungsprozess ist darauf zurückzuführen, dass die nicht hydratisierten Zementpartikel Feuchtigkeit ausgesetzt werden und unlösliches Calciumhydroxid bilden, das aus der Zementaufschlämmung an die Oberfläche austritt und mit dem Kohlendioxid in der Umgebungsluft reagiert, um Calciumcarbonat auf der Oberfläche des Risses zu erzeugen.0,004 Zoll.Nach ein paar Tagen kann der breite Riss von 0,008 Zoll verheilen.Die Risse können innerhalb weniger Wochen heilen.Wenn der Riss durch schnell fließendes Wasser und Bewegung beeinträchtigt wird, findet keine Heilung statt.
Manchmal ist „keine Reparatur“ die beste Reparaturoption.Nicht alle Risse müssen repariert werden, und die Rissüberwachung ist möglicherweise die beste Option.Bei Bedarf können Risse später repariert werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 03.09.2021