Инъецирование каналообразователей в преднапряжённых железобетонных конструкциях
Вопрос
В преднапряжённых железобетонных конструкциях арматурные канаты (пучки) натягиваются внутри каналообразователей — пластиковых или металлических гофрированных трубок, замоноличенных в бетон. После натяжения арматуры каналы должны быть заполнены (инъецированы) специальным раствором — для защиты арматуры от коррозии и обеспечения совместной работы арматуры с бетоном. Некачественное инъецирование — основная причина преждевременного разрушения преднапряжённых мостов, балок, плит. Каковы требования к технологии и составу инъекционного раствора для каналообразователей?
Краткий ответ
Инъецирование каналообразователей выполняется цементным раствором (цементным молоком) с добавками по СП 63.13330.2018 и СТО НОСТРОЙ 2.7.55-2016:
- В/Ц: ≤ 0,42 (для обеспечения непроницаемости и минимальной усадки);
- Марка цемента: ≥ М400 (ЦЕМ I 42,5Н или ЦЕМ II/А-Ш 42,5);
- Добавки: суперпластификатор (0,5–1,5% массы цемента), расширяющая добавка (2–5% — компенсация усадки);
- Давление нагнетания: 0,3–0,8 МПа (3–8 бар);
- Контроль: выход раствора из противоположного конца канала без воздушных пузырей, контрольная проба на прочность.
Полный ответ
1. Требования к инъекционному раствору
| Параметр | Значение | Метод испытаний |
|---|---|---|
| В/Ц (водоцементное отношение) | ≤ 0,42 (оптим. 0,36–0,40) | — |
| Подвижность (конус АзНИИ) | 12–18 см через 15 мин после затворения | ГОСТ 310.4-81 |
| Прочность на сжатие (28 сут), МПа | ≥ 30 | ГОСТ 10180 |
| Усадка, % | ≤ 1,5 (объёмная) | — |
| Седиментация (водоотделение), % | ≤ 2 через 3 ч | ГОСТ 310.6 |
| Условная вязкость по воронке Марша, с | 15–25 через 30 мин | EN 445 |
2. Технология инъецирования
- Продувка канала сжатым воздухом (давление 0,3–0,5 МПа, 5–10 мин) — удаление воды, грязи, проверка проходимости;
- Приготовление раствора в высокоскоростном смесителе (≥ 2000 об/мин), перемешивание 3–5 мин, затем выдержка 5 мин для выхода воздуха;
- Нагнетание насосом поршневого или винтового типа: давление 0,3–0,8 МПа, с одной стороны канала до выхода чистого раствора без пузырей с противоположного конца;
- Перекрытие выходного отверстия после появления раствора без воздуха и выдержка под давлением 0,3 МПа в течение 1–2 мин;
- Очистка анкерных стаканов от остатков раствора до его схватывания.
3. Контроль качества
- Самописец давления на насосе: диаграмма давления в канале должна быть плавной, без резких падений (прорыв) и пиков (закупорка);
- Контрольные кубики 100×100 мм — 3 шт. на партию, испытание в 7 и 28 сут;
- Ультразвуковой контроль готовой конструкции — выявление непроинъецированных участков (пустоты дают резкое падение скорости УЗК).
4. Типичные ошибки
- В/Ц > 0,45 — раствор не набирает прочность, расслаивается, вода отделяется и остаётся в канале (коррозия арматуры);
- Недостаточное давление — раствор не доходит до противоположного конца, канал заполнен частично;
- Отсутствие расширяющей добавки — усадка раствора формирует зазор между раствором и стенкой канала → канал для воды и воздуха.
Заключение
Инъецирование каналообразователей — критическая операция, определяющая долговечность преднапряжённой конструкции. Основное правило: В/Ц ≤ 0,42 + суперпластификатор + расширяющая добавка + давление ≥ 3 бар. Приёмка инъекционных работ — по непрерывной диаграмме давления и контрольным образцам. Экономия на качестве раствора (повышение В/Ц для удобства нагнетания) недопустима.
Список литературы и нормативных документов, на основе которых написана статья
- СП 63.13330.2018 «Бетонные и железобетонные конструкции»;
- ГОСТ Р 56376-2015 «Инъецирование каналов напрягаемой арматуры»;
- СТО НОСТРОЙ 2.7.55-2016 «Инъецирование каналов предварительно напряжённых ЖБК»;
- EN 445:2007 «Grout for prestressing tendons — Test methods».
