Способ укрепления конструкций исторических памятников

 

Способ укрепления конструкций исторических памятников относится к области строительной индустрии и может быть применен при реставрации памятников старины. Техническим результатом является повышение долговечности зданий. Поверхность деформационных разрывов предварительно очищают с помощью струи сжатого воздуха, затем обрабатывают тонкодисперсным эмульсионным раствором, имеющим химическое сродство к основному реставрационному материалу, с последующей сушкой сжатым воздухом, а затем заполняют трещину консервационным раствором. 8 ил.

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть применено при реставрации памятников старины.

Интенсивность коррозионных процессов в каменных конструкциях, укрепленных неорганическими вяжущими, вызываемых неорганическими коррозионно-активными средами, определяется главным образом их концентрацией, температурой и длительностью воздействий. При этом существенное влияние на коррозионную стойкость оказывает плотность структуры камня, его фазовый и минералогический составы. В качестве мероприятий, направленных на улучшение технологических и эксплуатационных характеристик, могут быть применены следующие мероприятия: введение ПАВ, бактерицидов, использование бинарных фторсодержащих компонентов.

В качестве бактерицидов в настоящее время используют хлориды, сульфиды и другие соли некоторых металлов.

Наиболее близким аналогом к описанному изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ укрепления конструкций исторических памятников консервационными составами методом инъекцирования (см. Е.М.Пашкин, Г.Б.Бессонов. Диагностика деформации памятников архитектуры. М., Стройиздат, 1984, с. 144-146).

Технология инъекционных работ состоит в следующем.

1. Определяется степень трещиноватости укрепляемого участка кладки и свойства материала - камня и строительного раствора, на основании чего подбирается состав и консистенция инъекционного раствора.

2. С помощью электродрели в кладке сверлятся скважины диаметром около 20 мм с шагом и глубиной, соответствующим толщине укрепляемого участка и характеру расслоения кладки.

3. В устье каждой трещины на гипсовом растворе устанавливаются металлические трубки диаметром 1/2 дюйма, снабженные резьбой на наружном конце для соединения системы насоса. Иногда трубки устанавливают непосредственно в швы или трещины.

4. Выполняется зачеканка трещин и швов, выходящих на поверхность инъекцируемого участка. Глубина зачеканки зависит от раскрытия ширины трещин и сцепляемости зачеканенного раствора.

5. К трубке с помощью накидной муфты присоединяется шланг насоса и производится закачка раствора до отказа, после чего перекрывается кран за муфтой и шланг насоса присоединяется к соседней трубе.

При реставрации необходимо максимально сохранить материал и конструктивные особенности исторических зданий, а усиление и консервация деформированных конструкций требует не только определенного нарушения архитектурных элементов облицовочных и отделочных слоев.

Задачей изобретения является повышение долговечности зданий за счет укрепления конструкций. Технический результат достигается тем, что способ укрепления конструкций исторических памятников консервационными составами методом инъекцирования дополнительно содержит предварительную очистку поверхностей деформационных разрывов и полостей эрозионных трещин от дисперсных продуктов эрозии сжатым воздухом под давлением от 0,2 до 0,8 МПа, обеспечивающим очистку поверхности рыхлого слабого слоя и выноса отделившихся частиц. С последующей обработкой чистой поверхности эмульсионным раствором, имеющим химическое сродство к основному реставрационному материалу, с последующей сушкой сжатым воздухом, а затем заполнение трещин консервационным составом.

Эмульсионный раствор подают в струе сжатого воздуха с давлением от 0,2 до 0,8 МПа в зависимости от закрепляемой поверхности, толщины деструктированного слоя, его толщины, пористости, температуры и адгезионной активности закрепляемого слоя.

Применяемые эмульсии - известковые для белого камня, известково-глиняные для кирпичной кладки стен выше уровня поверхности земли, известково-цементные и цементно-глиняные для каменных кладок фундаментов.

После закачки той или иной эмульсии необходимо высушить путем подачи сжатого теплого воздуха под давлением, не превышающим прочности материала конструкции.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 и 2 приведены схемы формирования структуры консервационного материала в трещинах конструкций соответственно по существующим методам, описанным в аналоге заявки и предлагаемом заявителем, где изображены: ромбическая штриховка - тело конструкционного материала в зоне деформационной трещины, имеющее основную прочность сохраняемой конструкции; штриховка вертикальными линиями - деструкцированный (слабый) контактный слой конструкции в зоне деформационной трещины; штриховка наклонными линиями - тело инъекцируемого консервационного раствора; штриховка в клеточку - тело затвердевшего инъекцированного материала при зачеканке трещины; большая стрелка с двумя параллельными горизонтальными хвостовыми линиями - направление инъекции консервирующего раствора; малая стрелка с одной прямой хвостовой линией без оперения - направление проникания инъекцируемого консервационного материала; стрелка с волнистой хвостовой линией - направление миграции водных молекул из состава инъекцируемого раствора; малая стрелка с поперечным штрихом оперения - направление растягивающих усадочных напряжений при затвердевании инъекцированных консервационных растворов; горизонтальная штриховая линия - граница деструцированного контактного слоя конструкционного материала; горизонтальная волнистая линия -линия среза поверхности стенки трещины в конструкции; горизонтальная линия чередующихся стрелок - условная граница образования усадочных трещин в теле конструкционного материала усиливаемой конструкции; H - накладка, закрывающая устье трещин на поверхности усиливаемой конструкции, крепящаяся тем или иным способом.

На фиг. 3, 4, 5 и 6 приведены схемы различных способов закрытия устья трещин накладками с креплением и установкой инъекторов, где изображены на фиг. 3 и фиг. 4 - схемы крепления накладок шурупом и шурупом в деревянный клин; фиг. 5 и 6 - схемы крепления накладок с помощью инъекторов, имеющих конический винтовой наконечник, устанавливаемых соответственно непосредственно в трещины и в просверленные скважины; 1 - уплотнительная прокладка; 2 - накладка; 3 - анкерный шуруп; 4 - тело конструкции, имеющее деформационные трещины; 5 - полость трещины; 6 - деревянный клин (или пробка в скважине); 7 - крепежная гайка с шайбой; 8 - инъектор; 9 - конический винтовой наконечник; 10 - накидная гайка для крепления шланга; 11 - шланг для подачи раствора в струе сжатого воздуха; 12 - лидерная скважина.

На фиг. 7 и 8 приведены схемы закрытия устья широких трещин фрезерованным ремонтным камнем с обработкой соответственно всех граней и частично, где 1, 2, 3, 4, 5 - обозначения, соответствующие изображениям на фиг. 3; 6 - фрезерованный ремонтный камень, вставляемый в фрезерованную выемку, выполненную в устье трещины усиливаемой конструкции.

В случае разрушения основного камня за счет химической эрозии устье трещин закрепляется накладками с помощью анкерующего шурупа, завинченного в трещину с небольшим раскрытием меньше диаметра шурупа, а в случае величины трещины больше диаметра шурупа его можно ввинчивать в предварительно забитый деревянный клин (фиг. 3,4). Для трещин с большим раскрытием в устья трещин целесообразно закладывать выпиленные (тесаные) плитки или обломки из ремонтного каменного материала. Устья трещин предварительно обрабатываются или фрезеруются для установки ремонтного камня облицовки, а затем устье трещин прикрывается металлическими накладками на резиновой прокладке, которая прикрепляется шурупными анкерами. После проведения вышеописанной подготовки производится с помощью инъекцирования заполнение полостей разрыва консервационным материалом (фиг. 7, 8).

При инъекцировании под давлением сильно деформированных трещин их необходимо обжимать усиленной металлической опалубкой с ребрами жесткости и устройством уширенной пятки, чтобы передать часть нагрузки столба на металлическую опалубку.

Нагнетание под давлением консервационных составов производится в зависимости от величины раскрытия трещин, а именно для волосяных трещин следует применять полусухие консервационные материалы с влажностью 10- 14 мас.% в струе сжатого воздуха. Для трещин средней величины раскрытия свыше 2 мм следует применять технологию с нагнетанием раствора с содержанием основного консервирующего материала 30-50 мас. %. Для больших трещин с величиной раскрытия свыше 20 мм подаче инъекцируемого раствора предшествует заполнение трещины дробленым крупнопористым ремонтным материалом с добавлением мелкой фракции, подаваемой в трещину в струе сжатого воздуха под давлением с последующей подачей консервирующего раствора с содержанием основного консервирующего материала в количестве 30 - 60 мас.%.

При наличии вертикальных трещин нагнетание раствора необходимо производить снизу вверх. Для инъекции раковин "коверн" целесообразно использовать поверхностные инъекторы в виде шприцов. Раствор необходимо вводить вначале в глубину раковины из каверны, постепенно выводя его наружу и заполняя полностью полость раковины (каверны).

Таким образом, предлагаемый способ укрепления конструкцией исторических памятников позволит предотвратить интенсивность коррозионных процессов без нарушения архитектурных элементов облицовочных и отделочных слоев.

Формула изобретения

Способ укрепления конструкций исторических памятников консервационными составами инъекцирования, отличающийся тем, что он дополнительно включает предварительную очистку поверхностей деформационных разрывов и полостей эрозионных трещин от продуктов эрозии сжатым воздухом под давлением от 0,2 до 0,8 МПа с последующей обработкой чистой поверхности эмульсионным раствором, имеющим химическое сродство к основному реставрационному материалу с последующей сушкой сжатым воздухом, а затем заполнение трещин консервационным составом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8