Покровск
1 subscriber

Восстановление и укрепление вертикальных кладочных конструкций исторических зданий методом затирки швов

На практике затирка - это часто применяемый метод восстановления целостности и увеличения несущей способности исторической кладки с ухудшенным связующим, или элементы кладки, кладка с недостаточной несущей способностью, кладка с трещинами, кладка с большими зазорами и полостями.

Еще не разработана методика для проектирования сложных цементных растворов каменных конструкций, которая бы определяла параметры кладки, такие как тип и состав связующего, свойства элементов кладки, влажность, коэффициент pH, пористость и другие, на основе которых можно было бы разработать подходящую технологию затирки и затирки для достижения требуемых свойств залитой кладки, включая теоретическую проверку и процедуру оценки эффективности затирки.

Преобладающий метод проектирования и применения методов затирки отражает недостаточные знания в области переноса жидкости в неоднородной пористой и текстурной структуре кирпичной и каменной кладки. Недостаточные знания и неэффективное применение затирки могут привести к ущербу, особенно в случае перечисленных зданий, угрозам для здоровья и безопасности и, что не менее важно, к значительным экономическим потерям.

Пористая и фактурная структура кирпичной и каменной кладки

Вливание и введение в структуру пор веществ с заданными свойствами в жидкой фазе является одним из методов активной модификации физико-механических свойств пористых материалов, таких как прочность, статический и динамический модуль упругости, твердость, сопротивление (особенно морозостойкость). ), впитываемость и многое другое. Строительные материалы, используемые в современной практике - природные и антропогенные - имеют структуру пор, которая обычно включает весь спектр размеров пор, от микропор до макропор. Эффективность затирки зависит от ряда факторов, в частности от переноса затирочного вещества в пористой структуре. На транспортировку влияют свойства раствора, природа пористой структуры раствора и, что не менее важно, способ нанесения раствора. Проблемы транспорта инъекционных веществ в зависимости от характера пор и системы пор (распределение пор, форма и поверхность пор, их взаимное сообщение), в зависимости от конкретных свойств и состава раствора, его необратимые изменения при транспортировке по системе пор (вязкость, стабильность), физико-химические и минералогические свойства пористых материалов и их устойчивость в растворе этап подачи заявки, еще не решен удовлетворительным образом. Специфика этого вопроса не позволяет просто и надежно применить современные знания в области переноса жидкости и термодинамических законов распространения жидкости в системе пор, которые в основном касаются переноса влаги, солей и тепла. Физико-химические и минералогические свойства пористых материалов и их стабильность на стадии нанесения инъекционной смеси еще не изучены удовлетворительным образом. Специфика этого вопроса не позволяет просто и надежно применить современные знания в области переноса жидкости и термодинамических законов распространения жидкости в системе пор, которые в основном касаются переноса влаги, солей и тепла. Физико-химические и минералогические свойства пористых материалов и их стабильность на стадии нанесения инъекционной смеси еще не изучены удовлетворительным образом. Специфика этого вопроса не позволяет просто и надежно применить современные знания в области переноса жидкости и термодинамических законов распространения жидкости в системе пор, которые в основном касаются переноса влаги, солей и тепла.

Ожидаемый эффект от затирки достигается, с одной стороны, за счет необходимой модификации системы пор и свойств пор (общая пористость, распределение пор, форма и взаимосвязь пор), а с другой стороны, за счет регулирования свойств химической фазы. материала. физико-химическая и минералогическая реакция вводимого вещества и твердой фазы материала (упрочнение связующего компонента за счет предсказуемой кристаллизации вторичных минералов, стабилизация растворимых веществ). Для достижения оптимальных условий протекания взаимного взаимодействия «вводимое вещество - вводимый материал», приводящего к требуемым / измененным свойствам и параметрам вводимого композиционного материала, необходимо добиться надежного транспорта вводимого материала в пористую структуру материала и его оптимального распределения в структура пор. В этом случае желаемое изменение свойств закачиваемого материала достигается за счет модификации системы пор. Эффективная реакция вводимого вещества с твердой фазой вводимого материала требует транспортировки вводимого вещества также во вторичную систему отдельных компонентов твердой фазы. В этом случае желаемое изменение свойств вводимого материала достигается не только изменением системы пор, но и изменением свойств отдельных компонентов твердой фазы.

Помимо микроскопических методов, для контроля системы пор твердых тел могут использоваться косвенные методы поглощения различных веществ. Чаще всего используется метод ртутной порометрии, основанный на введении определенного объема ртути в систему пор твердого тела. С некоторыми ограничениями, обусловленными размером пор, также можно использовать метод абсорбции азота в системе пор. Также можно использовать водопоглощение и, таким образом, определение водопоглощения, которое обычно определяется стандартными процедурами. Рентгеновская компьютерная томография - это современный метод, позволяющий определять систему пор не на отдельных участках, а непосредственно на трехмерных образцах и композиционных материалах [1]. Характер пор и вещества можно также изучить, распространяя упругие волны через материал [2]. Однако ни один из упомянутых методов не может точно определить состав материала и описать систему пор исследуемых материалов во всех их вариациях и, таким образом, надежно спрогнозировать перенос флюидов через эти материалы. Это может быть достигнуто только с помощью правильно подобранного сочетания аналитических методов вместе с использованием компьютерного моделирования.

Технологии и методы затирки швов

Основные свойства инъекционной смеси включают скорость затвердевания и затвердевания, стабильность в фазе впрыска, тиксотропность, консистенцию, вязкость, прочность, физико-механические свойства и долговечность. Затирка может быть однофазной или безнапорной, однофазной или многофазные, плоские, ленточные и локальные. Затирка осуществляется с помощью заливных труб, так называемых пакеров, которые вставляются в просверленные отверстия, заделанные гипсом или быстротвердеющей смесью. Конструкция затирки включает конструкцию затирочного пакера и насоса, расположение пакеров, расстояние, диаметр и глубину скважин.

Можно вводить только проницаемые конструкции - они имеют систему открытых пор, состоящих из взаимосвязанных пор, - так что воздух может выходить во время затирки, а раствор проникает в структуру кладки. Недостаточное и неравномерное проникновение затирки в структуру кладки - систему пор, трещины, щели и полости - увеличивается неоднородность кладки по физико-механическим свойствам кладки (прочность, модуль упругости), что влияет на напряженное состояние, механизм разрушения кладки и несущая способность кладки при сжатии (рис. 1). Конструкция статической затирки кладки может быть основана на директиве WTA 4-3-98 Ремонт кладки - стабильность и несущая способность, которая содержит рекомендации по исправлению и восстановлению устойчивости или несущей способности кладки путем затирки швов на поврежденных участках (трещинах). , открытые швы, полости) растворами на минеральных вяжущих.

Для исторической кладки чаще всего используются смеси на основе гидравлической извести, модифицированной добавками, например кирпичной крошкой, пуццоланами, глинами и т. Д., Регулирующими процесс схватывания и твердения, вязкость и т. Д. количество цемента (от 5 до 10%). Наночастицы извести, которые тонко диспергированы в наносуспензии, имеют во много раз более высокие характеристики, высокие химические характеристики, отличные пластические, уплотняющие и диффузионные свойства, низкую температуру спекания, очищающие способности и многое другое по сравнению с обычными макрочастицами извести. В то же время наночастицы извести представляют собой материал, хорошо совместимый с историческими материалами на основе извести (DG16P02M055). Раствор с минеральными вяжущими должен быть составлен таким образом, чтобы не происходили нежелательные реакции между компонентами кладки. Эти растворы должны иметь минимальное содержание трикальцийалюмината, растворимых щелочей и не должны использовать известь в качестве связующего. Затирка должна иметь минимально возможную склонность к образованию отложений, хорошую текучесть, способность удерживать воду, высокую адгезию к минеральным основаниям, минимальную усадку, устойчивость к сульфатам и материально-технологические характеристики, адаптированные к существующей кладке. В химической реакции с CO2, растворенный в воде или с более высоким содержанием металла, эффективное отверждение силикатного раствора (калиевое жидкое стекло) происходит в капилляре. Силикатные однокомпонентные растворы путем жесткой реакции с CO 2 , двухкомпонентного жесткого смешения жидкого стекла и отвердителя. Требуемые свойства силикатных растворов включают в себя водный раствор с низкой вязкостью, образующий минеральные реактивные продукты, высокую проникающую способность, отсутствие высыхания на поверхностях трещин, отверждение за ограниченное время, независимо от влажности и температуры (WTA 4-3-98).

В тех случаях, когда армирования кирпичной кладки, нарушенной трещинами, затиркой на основе извести недостаточно, можно использовать затирку на основе смолы с подходящими наполнителями (например, кварцевый песок с размером зерна не более 1 мм. ). Использование синтетических смол целесообразно в случаях затирки швов, когда требования к механическим свойствам повышены, вводятся глубокие трещины небольшой ширины или ширина трещин очень мала. При затирке кладки с полостями необходимо не допускать скопления синтетической смолы в больших полостях и проникновения смолы в поверхность. Искусственные смолы для инъекций должны иметь низкую вязкость и способность к капиллярному проникновению, достаточную адгезию к поверхности даже на влажных основаниях, достаточную внутреннюю прочность, хорошую обрабатываемость, достаточную стабильность смеси, совместимость со всеми материалами в кладке, высокую стойкость к старению,

При введении агентов на основе силикатов, эпоксидных смол или акрилатов свойства поровой системы частично изменяются. Затирочные смеси на основе извести в основном заполняют щели и полости и минимально проникают в структуру пор каменных элементов и связующих. Модифицированные добавки к инъекционным смесям на основе гидравлической извести, такие как пуццолан, известь или глина и кирпичная пыль эффективны для корректировки реологических, объемных изменений и прочности вводимой кладки. На результирующие свойства залитой кладки может в некоторой степени повлиять несовместимость исходного раствора и затирки (различная пористость, химический состав, минералогические и химические свойства). Добавки пуццолана, извести и цемента могут повлиять на прочность на разрыв и сдвиг, сцепление исходного связующего и инъекционной смеси (нового связующего). Затирки на основе минералов и гидравлической извести подходят для кладки исторических и особо охраняемых зданий. Улучшенные свойства достигаются за счет суспензий быстротвердеющих цементов с повышенным содержанием твердого безгипсового клинкера (подходят для ремонта исторических зданий с повышенной влажностью).

Смеси на силикатной основе могут использоваться для локального упрочнения материала за счет изменения свойств системы пор кладки. Эти смеси, как и смеси на основе смол, проникают в систему пор на глубину от 50 до 60 мм от отверстия для впрыска. С точки зрения усиления исторического, или. Кованая кладка, инъекционные смеси на основе гидравлической извести с добавками или смеси на основе силикатов предпочтительны. Экспериментальная проверка армирующей затирки (напорной и безнапорной) за рубежом проводится в основном на испытательных образцах многослойной кладки (трехслойной) или на образцах кладки (однослойной и многослойной), разрушенных трещинами. Смеси на основе гидравлической извести, модифицированной добавками, чаще всего используются для исторической многослойной кладки, для сравнения также проводятся испытания для инъекций веществ на основе смол. Основываясь на результатах испытаний [3], была рекомендована инъекционная смесь, состоящая из извести: кирпичной пыли: пуццолана, что является эффективным соотношением развития прочности (измеренное через 28 и 90 дней).

На Крите применялись растворы на основе природной гидравлической извести, кварцевого песка и щебня [4]. Добавки пуццолана, глины, кирпичной крошки и их комбинаций также добавлялись в растворы на основе извести, чтобы изменить развитие прочности [3]. Инъекционная смесь с бактериями Sporosarcina pasteurii, которые изменяют свойства поровой системы кладки и, таким образом, влияют на процесс карбонизации, затвердевания и затвердевания извести в разрушенной кладке, была испытана экспериментально. В виде микроинъекции низкого давления метод применялся при ремонте загрязненной кладки, достигнута прочность на сжатие микробного раствора до 55 МПа [5].

Экспериментальные исследования затирки кирпичной, смешанной и каменной кладки.

В рамках научно-исследовательского проекта NAKI II DG16P02M055 проводились экспериментальные исследования по вопросу затирки кирпичной и каменной кладки известковым связующим, кладки, поврежденной искусственными трещинами, и кладки, содержащей искусственные полости. Затирки на основе извести, смолы и силиката применялись в качестве затирки. Проведены экспериментальные исследования эффективности затирки кирпичной и каменной кладки с точки зрения достижения физико-механических свойств затирки (прочности и модуля упругости при сжатии, пористости, транспорта и распространения затирки в системе пор, эффективности затирочных смесей). на образцах для испытаний кирпичной кладки размером от 300 × 450 × 420 до 450 мм, или 300 × 600 × 420–450 мм, каменные и смешанные образцы для испытаний размером от 500 до 550 × 600–650 × 700–750 мм (рис. 2). Образцы для испытаний укладывали на раствор с известковым вяжущим (известковый раствор 1: 3 или 1: 5 из гашеной извести пятилетней выдержки и фракция песка 0–4 мм) с экспериментально определенной прочностью на сжатие от 0,8 до 1,01 МПа. Проверка эффективности затирки кладки, нарушенной полостями, или трещины выполнены на испытательных образцах кирпичной и каменной кладки без давления и затирочных смесей низкого давления. Полости, или трещины создавались искусственно при кладке за счет исключения части несущих и контактных швов. трещины выполнены на испытательных образцах кирпичной и каменной кладки без давления и затирочных смесей низкого давления. Полости, или трещины создавались искусственно при кладке за счет исключения части несущих и контактных швов. трещины выполнены на испытательных образцах кирпичной и каменной кладки без давления и затирочных смесей низкого давления. Полости, или трещины создавались искусственно при кладке за счет исключения части несущих и контактных швов.

Оценка частичных результатов экспериментальных исследований затирки кладки.

На основании анализа результатов экспериментальных исследований затирки кладки можно сформулировать следующие частичные выводы и рекомендации. Из-за масштабов и сложности проблемы и особенно неоднородности кладки с точки зрения ее физико-механических и структурных свойств и ограниченного объема экспериментальных исследований, эти результаты частично информативны.

Эффективность цементных растворов с точки зрения прочностных и деформационных свойств введенного исторического кирпича и каменной кладки
Основное внимание в экспериментальных исследованиях уделялось проверке эффективности цементных растворов с точки зрения прочностных и деформационных свойств введенного исторического кирпича и каменной кладки с известковым вяжущим. На рисунках с 3 по 7 показаны и графически обработаны частично выбранные экспериментально полученные значения прочности на сжатие инжектированной кладки отдельными затирочными веществами, которые пропорционально сравниваются с соответствующими значениями неинжектированных, так называемых эталонных масс кладки.

Экспериментальные исследования эффективности затирочных изделий по прочности на сжатие интактной кирпичной и каменной кладки с известковым раствором показали лишь частичное повышение механических свойств затирочной кладки при частичном увеличении деформаций кладки в упругопластической области. нагрузка × деформация.


■ Прочность литой кирпичной кладки на известковом растворе (VM 1: 3, VM 1: 5) при концентрическом давлении (преобладающий размер пор кирпича 600–2000 нм, известкового раствора 7 500–30 000 нм) при толщине 450 мм достигает значения от 86 до 124% (VM 1: 3), от 87 до 119% (VM 1: 5), в случае кладки толщиной 600 мм значения от 84 до 113% (VM 1: 3), от 93 до 114% (VM 1: 5) прочности при эксцентрическом давлении кладки без заливки. Более высокие значения прочности на сжатие кирпичной кладки были достигнуты при затирке кладки составом на основе маловязких смол на 7–24% по сравнению с пределом прочности кладки без заливки при среднем давлении. Средняя прочность налитой интактной кирпичной кладки толщиной 450 мм на известковом растворе достигла 95% (ВМ 1: 3) и 106% (ВМ 1: 5) прочности без инъекционной кладки. Средняя прочность налитой интактной кирпичной кладки толщиной 600 мм на известковом растворе достигла 103% (ВМ 1: 3) и 101% (ВМ 1: 5) прочности без инъекционной кладки. Кладка кирпичных столбов с инъекцией показала повышенные вертикальные деформации, которые в среднем достигли значений 113% от вертикальной деформации без заливки кладки.

Восстановление и укрепление вертикальных кладочных конструкций исторических зданий методом затирки швов


■ Прочность литой каменной кладки (VM 1: 3), смешанной, мергельной, трахитовой, известняковой и песчаниковой кладки при среднем давлении достигает значений от 135 до 147% (смешанная кладка), от 74 до 122% (кладка из песчаника), От 102 до 117% (трахитовая кладка). В случае кладки из мергеля и известняка, достигнутая прочность кладки под давлением при затирке кладки составляла от 73 до 89% от прочности кладки без заливки. Более высокие значения прочности на сжатие каменной кладки были достигнуты при введении в кладку состава на основе маловязких смол от 2 до 34% и состава на основе силиката от 14 до 46% по пределу прочности неотжатой каменной кладки на среднем уровне. давление. Средняя прочность введенной интактной каменной кладки на известковом растворе (ВМ 1: 3) достигла 84% (мергель), 101% (песчаник), 75% (известняковая кладка), 101% (трахитовая кладка), 141% (смешанная кладка) прочность кладки без заливки. Кладка каменных столбов с инъекцией показала повышенные вертикальные деформации, которые в среднем достигли значений 110% от вертикальной деформации без заливки кладки.


■ Статистическая оценка эффективности затирки кирпичной кладки раствором 1: 5 проведена на основании результатов механических испытаний при центробежном давлении 26 образцов, изготовленных из незалитой и залитой кладки кирпичной кладки. Среднее значение прочности на сжатие образцов для испытаний необработанного кирпича (эталон) составляло 5,95 МПа (100%), а стандартное отклонение набора значений эталонных столбов составляло 1,49 МПа (25%).


■ Статистическая оценка эффективности затирки каменной кладки была проведена на основании результатов механических испытаний при центробежном давлении одиннадцати испытательных образцов, изготовленных из незалитой и залитой раствором каменной кладки. Среднее значение прочности на сжатие образцов для испытаний без впрыска камня (эталон) составляло 1,96 МПа (100%), а стандартное отклонение набора значений эталонных столбов составляло 0,8 МПа (40%).

Значения концентрической прочности на сжатие кирпичной и каменной кладки, выраженные в%, которые находятся в диапазоне разброса значений прочности на сжатие кладки без заливки, следует рассматривать как значения, на которые может существенно повлиять дисперсия. прочности необработанной каменной кладки. На значения прочности на сжатие вводимой кладки, которые в процентах превышают пределы диапазона разброса значений центробежной прочности на сжатие без впрыскиваемой кладки, может более существенно повлиять нанесенный раствор для затирки. С этой точки зрения был достигнут более значительный эффект на прочность кирпичной и каменной кладки при среднем давлении, особенно при применении затирочных средств - на основе смол и на основе силикатов.

Эффективность затирочных средств с точки зрения прочностных и деформационных свойств затертого кирпича и каменной кладки, поврежденной трещинами, или. полости


Частым случаем санации и восстановления исторической кирпичной, каменной и смешанной кладки является кладка, поврежденная трещинами, и кладка, содержащая полости. В рамках экспериментальных исследований для отдельных случаев проверена эффективность затирочных средств с точки зрения обеспечения целостности и несущей способности кладки, поврежденной искусственными трещинами и полостями. Экспериментальные исследования эффективности затирочных материалов по прочности инъекционной кирпичной кладки с искусственной трещиной и искусственной полостью при концентрическом нагружении давлением показали различную эффективность экспериментально проверенных затирочных средств на основе гидравлической извести, наночастиц извести, маловязких смол и силикатов. В обоих случаях повреждения столбов (трещина, полость) затирка не производилась непосредственно в трещины, либо полость

В случае столбов с искусственной полостью наблюдалось заметное увеличение прочности на концентрическое сжатие инжектированных столбов по сравнению с прочностью неинжектированных столбов из-за заполнения искусственной полости раствором, в отличие от залитых раствором столбов с искусственными трещинами, где На давление на эффективность затирки повлияло преждевременное осаждение раствора в порах, и в результате не было достигнуто увеличения прочности залитой кладки в ожидаемом диапазоне.


■ В случае кирпичной кладки с искусственной трещиной частичное увеличение несущей способности кладки было достигнуто за счет затирки на основе наночастиц гидравлической извести, на основе маловязких смол и силикатов. Предел прочности на сжатие бетонных столбов из кирпича на известковом растворе с искусственной трещиной составляет от 67 до 124% от среднего значения предела прочности на сжатие опорных столбов (каменных столбов с незаполненной искусственной трещиной).


■ В случае каменных столбов с искусственной трещиной предел предельного давления инжектированных каменных столбов составляет от 81 до 170% от среднего значения предельного значения центробежного давления эталонных столбов (каменных столбов с незаполненной искусственной трещиной ).


■ В случае кирпичной кладки с искусственной полостью увеличение несущей способности кладки за счет затирки было достигнуто во всех случаях проверенных затирочных материалов. Предел несущей способности столбов из литого кирпича с искусственной полостью составляет от 119 до 217% от среднего значения несущей способности опорных столбов (каменных столбов с незаполненной искусственной полостью) по центробежному давлению.


■ В случае каменных столбов с искусственной полостью предельная несущая способность инжектированных каменных столбов по давлению составляет от 61 до 132% от среднего значения несущей способности опорных столбов по центробежному давлению (кирпичные столбы с незаполненной искусственной полостью) .

Влияние цементных растворов на общую пористость и изменение распределения пор в вводимом материале
Предметом лабораторных исследований пористости было определение влияния цементного раствора и затирочного вещества на изменение системы пор - распределение пор и интегральные кривые, а также общую пористость - в зависимости от преобладающего размера пор. и размер наночастиц раствора. Доля преобладающих пор определенного размера для отдельных типов оцениваемых материалов в общей пористости составляла примерно от 25% до 80%.

Измерения пористости методом ртутной порометрии под высоким давлением на образцах полнотелого обожженного кирпича, мергеля, песчаника, известняка, трахита и известкового раствора были выполнены на фрагментах образцов размером от 5 до 10 мм материалов, используемых в испытательных столбах. На рис. 13 показаны примеры распределения и интегральные кривые, показывающие распределение пор от радиуса от 0 до 10 нм до размера от 30 × 103 до 50 × 103 нм для выбранных материалов. Снижение общей пористости выбранных инжектированных строительных материалов в диапазоне от 12 до 44% от исходной пористости показано на рис.14.

Исследования влияния цементного раствора на общую пористость показали значительное влияние цементного раствора на изменение распределения пор и общей пористости элементов кладки и раствора. Для всех закачиваемых материалов общая пористость уменьшилась в пределах 1–9,5% от общего объема материала и в диапазоне 12–46% от общего объема пор. В случае кирпичной кладки общая пористость элементов кладки (кирпичей) снизилась на 1–3%, а вяжущих (известковых растворов) - на 1–2% от общего объема материала по сравнению с кладкой без заливки. В случае каменной кладки произошло уменьшение общей пористости мергеля на 3-5%, песчаника на 3,5%, трахита на 4-5%, известняка на 1% и известкового раствора на 5-9,5% от общего объема. материала по сравнению с долей общей пористости не введенных материалов. Наибольшее изменение общего объема пор произошло у элементов каменной кладки. В случае нанесения растворов на основе извести на известковые растворы общий объем пор уменьшился примерно на 45%, а в случае мергеля - примерно на 20%; 40% от общего объема пор по сравнению с кладкой без закачки. В случае применения затирочных составов на основе смол наблюдается наибольшее снижение общей пористости трахита более чем на 35%, в известняке примерно на 30% и в случае известкового раствора примерно на 20% по сравнению с каменной кладкой без инъекции.

Глубина и степень проникновения затирочного вещества в пористую структуру затирочного материала
Целью исследований в этой области было определение глубины и степени заполнения пор затирочным раствором (проникновение, распространение) с достижением эффективности инъекции с точки зрения требуемых свойств. (например, прочность, жесткость, гидрофобность, диффузионная проницаемость, химическая стойкость или другие).

Экспериментальные исследования проводились на образцах, взятых из каменных столбов после нагрузочных испытаний столбов из мест вокруг нагнетательной скважины (прибл. От 0 до 60 мм от нагнетательной скважины) и из мест около края элементов кладки (прибл. 150 мм от нагнетательной скважины). нагнетательной скважины) и на образцах для испытаний, состоящих из каменных блоков размером примерно 250 × 250 × 250 мм (песчаник, мергель, известняк, раствор) на расстоянии от 20 до 30 мм, от 50 до 60 мм и от 100 до 120 мм от нагнетательная скважина. Для экспериментальной проверки возможности закачки были выбраны средства закачки на основе гидравлической извести, смолы и органосиликатов. Результаты экспериментальных исследований, направленных на проверку глубины и степени проникновения вводимого вещества в пористую структуру выбранных природных и антропогенных материалов, представлены на рис.15.

Область увеличения общей пористости - уменьшение объема пор, заполненных цементным раствором - более чем примерно на 80% от разницы между общей пористостью незапущенного материала и залитого материала на нагнетательной скважине (100%) может быть классифицирована как предел эффективности затирочной смеси. По мере увеличения расстояния от нагнетательной скважины общая пористость закачиваемых материалов увеличивается до уровня исходной пористости не закачиваемого материала. Глубина и степень проникновения раствора в систему пор зависит от размера, распределения и характера структуры пор и текстуры, свойств раствора (плотности, вязкости, стабильности, размера наночастиц и т. Д.), Технологии затирки ( высокое давление, низкое давление, без давления), массовая влажность и температура впрыскиваемого материала. В зависимости от вышеупомянутых эффектов радиус граничной области составляет примерно от 100 до 150 мм от колодца для цементирования и определяет область эффективности заливки. Радиус граничной области определяет расстояние до нагнетательных скважин.

Основываясь на оценке результатов экспериментальных исследований, граничное расстояние от 100 до 150 мм (в исключительных случаях до 200 мм) от места нагнетания, т.е. цилиндр с радиусом от 100 до 150 мм в зависимости от системы пор нагнетаемого материала. материала, можно определить как надежный радиус для применяемых тампонажных смесей и материалов, затирочных смесей и технологии затирки. Избыточное расстояние между скважинами увеличивает неоднородность кладки в области скважин и увеличивает неравномерность сжимающих напряжений, а в крайнем случае возникают горизонтальные растягивающие нормальные напряжения, превышающие предел прочности кладки на разрыв (см. Рис.1).

Влияние механических свойств затирочных смесей на эффективность затирки.
Экспериментальные исследования показали относительно значительное влияние механических свойств затирочных смесей (адгезия, прочность на сжатие) на эффективность затирки. Сравнение прочности на сжатие затирочных смесей, используемых с прочностью залитой цементным раствором кладки под концентрическим давлением, показано на рис. 17, который показывает значительное влияние прочности на сжатие раствора на прочность на сжатие кладки.

Сводка результатов экспериментальных и лабораторных исследований

■ При оценке результатов затирочного действия необходимо учитывать различное распределение пор кирпичной и каменной кладки на общую пористость и долю раствора в общем объеме кладки кирпичных столбов и кладки каменных столбов.


■ Достижение требуемой эффективности и надежности затирки требует тщательной подготовки (диагностика кладки, выбор подходящего материала для затирки) и тщательного проектирования (безнапорная, напорная, одноступенчатая, многоступенчатая затирка, расстояние между отверстиями для затирки).


■ Затирка подходит и эффективна, особенно для восстановления целостности кладки, поврежденной трещинами, зазорами и полостями, а также для частичной стабилизации и консолидации кладки с помощью выветрившегося и разрушенного связующего. Для увеличения несущей способности неповрежденной кладки с помощью невентилируемого вяжущего затирка очень неэффективна и необходимо применять один из других методов санации кладки.


■ Эффективность затирки зависит, среди прочего, от размера преобладающих пор и размера наночастиц затирки. Экспериментальные значения определенного предела прочности также предполагают, что оценка механизма проникновения раствора в систему пор кладки определяется не только степенью преобладающего совпадения размера пор и наночастиц раствора, но и другими механизмами, такими как поверхностное натяжение, спектр и характер пор, вязкость и стабильность, инъекционные вещества, химия и др.


■ Исходя из значений достигнутых механических свойств кирпичной и каменной кладки, полученных экспериментальными исследованиями и с учетом неоднородности и дисперсии физико-механических свойств самой кладки (см. Рис. 17), можно констатировать, что наблюдается заметное увеличение) достигается в случае кирпичной кладки путем применения инъекционных добавок на основе смол, силикатов и частично также на основе извести, а в случае каменной кладки - применением агентов на основе смол и силикатов.


■ Обязательное условие для достижения необходимой эффективности затирки столбов с трещиной или с полостью происходит идеальное заполнение трещины, или полости путем впрыска смеси. В случае преждевременного осаждения инъекционной смеси, или неподходящая консистенция инъекционной смеси, поры закрываются преждевременно и инъекция неэффективна. Отверстия для затирки швов в потрескавшейся кладке должны располагаться в трещинах.


■ При оценке эффективности затирочных средств по пределу прочности и предельным деформациям литьевого кирпича и каменной кладки при сжатии необходимо учитывать значительную неоднородность кладки, вызванную разбросом механических свойств компонентов кладки, формой и размерами элементы кладки (в случае каменной кладки) и некоторые другие воздействия (см. Статистическая оценка).


■ Самый надежный метод определения несущей способности закачанной кладки в незащищенных и тяжелых случаях - это сбор керновых скважин малого диаметра в объеме, допускающем статистическую оценку.