Betonreparaturtechniken | Verband der staatlichen Dammsicherheit

Inhalt

Überlegungen zur Betonreparatur

Reparaturmethoden

Betongebrauchsrichtlinien

Rissreparatur

Ressourcen

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Beton ist ein kostengünstiges, langlebiges, starkes und grundlegendes Baumaterial, das häufig in Dämmen für Kernwände, Überläufe, Stilllegungsbecken, Kontrolltürme und Hangschutz verwendet wird. Schlechte Verarbeitung, Bauverfahren und Baumaterialien können jedoch zu Unvollkommenheiten führen, die später repariert werden müssen. Jede langfristige Verschlechterung oder Beschädigung von Betonkonstruktionen, die durch fließendes Wasser, Eis oder andere Naturkräfte verursacht wird, muss korrigiert werden. Die Vernachlässigung regelmäßiger Wartungs- und Reparaturarbeiten an Betonkonstruktionen kann zu einem Versagen der Struktur aus struktureller oder hydraulischer Sicht führen. Dies wiederum kann den fortgesetzten sicheren Betrieb und die Verwendung des Staudamms gefährden.

Überlegungen zur Betonreparatur

Boden- oder Wandbewegungen, umfangreiche Risse, falsche Ausrichtungen, Setzungen, Fugenverschiebungen und umfangreiche Untergrabungen sind Anzeichen für größere strukturelle Probleme. In Situationen, in denen Betonersatzlösungen erforderlich sind, um verschlechterten Beton zu reparieren, wird empfohlen, einen registrierten professionellen Ingenieur zu beauftragen, eine Inspektion durchzuführen, um den Gesamtzustand des Betons zu beurteilen und das Ausmaß struktureller Schäden und notwendiger Sanierungsmaßnahmen zu bestimmen.

Typischerweise wird festgestellt, dass Entwässerungssysteme benötigt werden, um übermäßigen Wasserdruck unter Böden und hinter Wänden zu entlasten. Darüber hinaus muss Bewehrungsstahl auch so ausgelegt sein, dass er Spannungszonen sowie Scher- und Biegekräfte in Strukturbeton aushält, die durch äußere Belastungen (einschließlich des Gewichts der Struktur) erzeugt werden. Daher sollte das fertige Produkt in jedem Betonreparaturverfahren aus einer Struktur bestehen, die langlebig ist und den Auswirkungen von Betriebsbedingungen wie Verwitterung, chemischer Einwirkung und Verschleiß standhält. Größere strukturelle Reparaturen, die eine professionelle Beratung erfordern, werden hier nicht behandelt.

Reparaturmethoden

Bevor irgendeine Art von Betonreparatur versucht wird, ist es wichtig, dass alle Faktoren, die die Verschlechterung oder das Versagen der Betonstruktur bestimmen, identifiziert werden. Dies ist erforderlich, damit im Reparaturentwurf geeignete Abhilfemaßnahmen ergriffen werden können, um das Problem zu beheben und ein zukünftiges Auftreten zu verhindern. Die folgenden Techniken erfordern fachkundige und erfahrene Unterstützung für die besten Ergebnisse. Die Reparaturmethode hängt von der Größe des Auftrags und der Art der erforderlichen Reparatur ab.

1. Die Trockenpackungsmethode: Die Trockenpackungsmethode kann bei kleinen Löchern in neuem Beton angewendet werden, deren Tiefe gleich oder größer als der Oberflächendurchmesser ist. Die Herstellung einer Trockenpackungsmischung besteht typischerweise aus etwa 1 Teil Portlandzement und 2-1 / 2 Teilen Sand, die mit Wasser gemischt werden sollen. Sie fügen dann genug Wasser hinzu, um einen Mörtel herzustellen, der zusammenklebt. Sobald die gewünschte Konsistenz erreicht ist, kann der Mörtel in dünnen Schichten in das Loch verpackt werden.
2. Betonersatz: Ein Betonersatz ist erforderlich, wenn sich die Hälfte bis ein Quadratfuß oder mehr vollständig durch die Betonabschnitte erstrecken oder wenn die Tiefe des beschädigten Betons 6 Zoll überschreitet. In diesem Fall sollten normale Betonplatziermethoden verwendet werden. Die Reparatur ist effektiver, wenn sie mit vorhandenem Bewehrungsstahl (Bewehrung) verbunden ist. Diese Art der Reparatur erfordert die Unterstützung eines professionellen Ingenieurs mit Erfahrung im Betonbau.
3. Ersatz von ungeformtem Beton: Der Austausch beschädigter oder verschlechterter Bereiche in horizontalen Platten erfordert keine besonderen Verfahren als die, die in der guten Baupraxis für die Platzierung neuer Platten verwendet werden. Reparaturarbeiten können mit einem Bindemittelanstrich aus gleichen Mengen Sand und Zement auf alten Beton geklebt werden. Es sollte die Konsistenz von Schlagsahne haben und unmittelbar vor dem Betonieren aufgetragen werden, damit es nicht aushärtet oder austrocknet. Latexemulsionen mit Portlandzement und Epoxidharzen werden ebenfalls als Haftschichten verwendet.
4. Vorgefertigter Zuschlagbeton: Diese spezielle kommerzielle Technik wurde für massive Reparaturen verwendet, insbesondere für Unterwasserreparaturen von Pfeilern und Widerlagern. Das Verfahren besteht aus den folgenden Verfahren:
   1. Entfernen des verschlechterten Betons,
   2. Formen der zu reparierenden Abschnitte,
   3. Vorpacken des Reparaturbereichs mit grobem Zuschlagstoff und
   4. Druckvergießen der Hohlräume zwischen den Zuschlagstoffpartikeln mit einem Zement- oder Sand-Zement-Mörtel.
5. Synthetische Patches: Eine der jüngsten Entwicklungen in der Betonreparatur war die Verwendung von synthetischen Materialien zum Kleben und Flicken. Epoxidharz-Compounds werden wegen ihrer hohen Haftfestigkeit ausgiebig eingesetzt. Beim Auftragen von Epoxidharz-Flickmörteln R 07/08/99 wird eine Haftschicht des Epoxidharzes gründlich auf den Untergrund des Altbetons gebürstet. Der Mörtel wird dann sofort aufgetragen und auf die Höhe des umgebenden Materials geklebt.

Bevor versucht wird, eine verschlechterte Betonoberfläche zu reparieren, sollte der gesamte unsolide Beton durch Sägen oder Absplittern entfernt und der Pflasterbereich gründlich gereinigt werden. Eine gesägte Kante ist einer abgebrochenen Ege überlegen, und das Sägen ist im Allgemeinen kostengünstiger als das mechanische Abplatzen. Bevor Beton für die Platzierung bestellt wird, sollte eine angemessene Inspektion durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass

1. Fundamente sind ordnungsgemäß vorbereitet und bereit, den Beton zu erhalten,
2. Konstruktionsfugen sind sauber und frei von defektem Beton,
3. Formen sind fugendicht, reichlich stark und auf ihre wahre Ausrichtung und Klasse eingestellt,
4. Alle Bewehrungsstähle und eingebetteten Teile sind sauber, in ihrer richtigen Position und sicher gehalten und
5. Adäquate konkrete Lieferung Ausrüstung und Einrichtungen sind auf dem Job, bereit zu gehen, und in der Lage, den Abschluss der platzierung ohne zusätzliche ungeplante Einschnürung.

Betongebrauchsrichtlinien

Beton muss neben seinen Festigkeitseigenschaften auch die Eigenschaften Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit aufweisen. Verarbeitbarkeit kann als die Leichtigkeit definiert werden, mit der ein gegebener Satz von Materialien in Beton gemischt und anschließend mit einem minimalen Homogenitätsverlust gehandhabt, transportiert und platziert werden kann. Der Grad der Verarbeitbarkeit, der für die ordnungsgemäße Platzierung und Konsolidierung von Beton erforderlich ist, hängt von den Abmessungen und der Form der Struktur sowie vom Abstand und der Größe der Bewehrung ab. Der Beton ist, wenn er richtig platziert ist, frei von Segregation, und sein Mörtel steht in engem Kontakt mit dem groben Zuschlagstoff, der Bewehrung und / oder anderen eingebetteten Teilen oder Oberflächen im Beton. Die Trennung von grobem Zuschlagstoff vom Mörtel sollte minimiert werden, indem die seitliche Bewegung des Betons während des Handhabungs- und Verlegevorgangs vermieden oder kontrolliert wird. Der Beton sollte so nah wie möglich an seiner endgültigen Position abgelagert werden. Platzierungsmethoden, bei denen der Beton in den Formen fließt, sollten vermieden werden. Der Beton sollte in horizontale Schichten gelegt werden, und jede Schicht sollte gründlich vibriert werden, um eine ordnungsgemäße Verdichtung zu erhalten.

Alle Betonreparaturen müssen ausreichend feucht ausgehärtet sein, um wirksam zu sein. Die Haftfestigkeit von neuem Beton zu altem Beton entwickelt sich viel langsamer, und die Neigung zum Schrumpfen und Lösen wird durch eine lange Feuchthärtungszeit verringert. Im Allgemeinen sollten die oben diskutierten Betonreparaturverfahren auf einer relativen Basis und in Bezug auf die Qualität des Betons betrachtet werden, die man für ihren Bauzweck erreichen möchte. Zusätzlich zum sein angemessen entworfen, muss eine Struktur mit Beton auch richtig konstruiert werden, der stark genug ist, die Entwurfslasten zu tragen, dauerhaft genug, den Kräften zu widerstehen, die mit Verwitterung verbunden sind, und dennoch wirtschaftlich, nicht nur in den ersten Kosten, aber im Hinblick auf seinen abschließenden Service. Es sollte betont werden, dass größere strukturelle Reparaturen an Beton nicht vom Eigentümer oder von Personen versucht werden sollten, die keine Erfahrung mit Betonreparaturen haben. Für die Planung großer Reparaturprojekte sollte ein qualifizierter Fachingenieur mit Erfahrung im Betonbau hinzugezogen werden.

Rissreparatur

Die beiden Hauptziele bei der Reparatur von Rissen in Beton sind die strukturelle Bindung und das Stoppen des Wasserflusses. Für eine strukturelle Verbindung kann Epoxidinjektion verwendet werden. Dieser Prozess kann sehr teuer sein, da ein erfahrener Auftragnehmer für die ordnungsgemäße Installation benötigt wird. Das Epoxid wird unter Druck in den Beton eingespritzt und verschweißt die Risse zu einer monolithischen Struktur. Diese Reparaturmethode sollte nicht in Betracht gezogen werden, wenn der Riss noch aktiv ist (sich bewegt). Für eine wasserdichte Abdichtung kann ein Urethan-Dichtstoff verwendet werden. Die Reparaturtechnik bildet keine strukturelle Bindung; Sie kann jedoch bei noch aktiven Rissen angewendet werden. Risse sollten vor dem Einbringen des Dichtmittels mit einer Betonsäge oder einem Handwerkzeug geöffnet werden. Eine Mindestöffnung von 1/4 Zoll wird empfohlen, da kleine Öffnungen schwer zu füllen sind. Urethandichtstoffe können erneut aufgetragen werden, da es sich um flexible Materialien handelt und für ältere Anwendungen geeignet sind. Alle Faktoren, die Risse verursachen, müssen vor der Reparatur des Betons identifiziert und behoben werden, um das Wiederauftreten von Rissen zu verhindern.

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DHS/FEMA Ressourcen

Outlet Works Rehabilitationsleitfaden für kleine Dämme (Website für Eigentümer entwickelt, Finanziert durch einen Zuschuss an Montana und Wyoming vom FEMA National Dam Safety Program)

Taschensicherheitsleitfaden für Staudämme und Staudämme (FEMA National Dam Safety Program)

Dammsicherheit: Ein Owners Guidance Manual (FEMA Nationales Staudammsicherheitsprogramm)

Identifizierung von visuellen Dammsicherheitsmängeln (FEMA Trainingshilfen für Dammsicherheit)

Organisation eines Betriebs- und Wartungsprogramms (FEMA Trainingshilfen für Dammsicherheit)

Das Department of Homeland Security und die FEMA stellen auf ihren Websites mehrere Veröffentlichungen und Videos zur Verfügung. Besuchen Sie ihre Websites unten und suchen Sie nach “dam safety” für weitere Informationen.
FEMA.gov
DHS.gov