RU2123567C1

RU2123567C1 - Method for stabilizing construction of historical structures

Info

Publication number: RU2123567C1
Application number: RU95104035A
Authority: RU
Inventors: В.С. Скальный; Е.В. Косыгин; Н.Н. Тур
Original assignee: Скальный Владимир Степанович; Косыгин Евгений Владимирович; Тур Наталья Николаевна
Priority date: 1995-03-21
Filing date: 1995-03-21
Publication date: 1998-12-20
Also published as: RU95104035A

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: according to method, surface of deformation fractures of historic buildings or other structures is preliminarily cleaned by means of compressed air jets. Then surface is treated by finely dispersed emulsion solution which has chemical affinity with main restoration material. After that drying is performed by blowing with compressed air, and fracture is filled with preserving solution. Application of aforesaid method prolongs service life of historical buildings and structures. EFFECT: higher efficiency. 8 dwg

Description

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть применено при реставрации памятников старины. The invention relates to the construction industry and can be applied in the restoration of ancient monuments.

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. The intensity of corrosion processes in stone structures reinforced with inorganic binders caused by inorganic corrosive media is determined mainly by their concentration, temperature and duration of exposure. At the same time, the density of the stone structure, its phase and mineralogical compositions have a significant effect on corrosion resistance. As measures aimed at improving technological and operational characteristics, the following measures can be applied: the introduction of surfactants, bactericides, the use of binary fluorine-containing components.

В качестве бактерицидов в настоящее время используют хлориды, сульфиды и другие соли некоторых металлов. Chlorides, sulfides and other salts of certain metals are currently used as bactericides.

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). The closest analogue to the described invention in terms of technical nature and the achieved result is a method of reinforcing the structures of historical monuments with conservation compositions by injection (see E.M. Pashkin, GB Bessonov. Diagnostics of the deformation of architectural monuments. M., Stroyizdat, 1984, p. . 144-146).

Технология инъекционных работ состоит в следующем. The technology of injection work is as follows.

1. Определяется степень трещиноватости укрепляемого участка кладки и свойства материала - камня и строительного раствора, на основании чего подбирается состав и консистенция инъекционного раствора. 1. The degree of fracturing of the reinforced masonry area and the properties of the material — stone and mortar — are determined, based on which the composition and consistency of the injection mortar is selected.

2. С помощью электродрели в кладке сверлятся скважины диаметром около 20 мм с шагом и глубиной, соответствующим толщине укрепляемого участка и характеру расслоения кладки. 2. Using an electric drill, wells with a diameter of about 20 mm are drilled in the masonry with a pitch and depth corresponding to the thickness of the section to be strengthened and the nature of the masonry separation.

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. 3. At the mouth of each crack, a 1/2 inch diameter metal tube is installed on the gypsum mortar, threaded at the outer end to connect the pump system. Sometimes tubes are installed directly in joints or cracks.

4. Выполняется зачеканка трещин и швов, выходящих на поверхность инъекцируемого участка. Глубина зачеканки зависит от раскрытия ширины трещин и сцепляемости зачеканенного раствора. 4. The caulking of cracks and joints extending to the surface of the injected area is performed. The depth of caulking depends on the disclosure of the width of the cracks and the adhesion of the caulked mortar.

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. 5. A pump hose is connected to the tube with the help of a sleeve coupling and the solution is pumped to failure, after which the valve behind the coupling is closed and the pump hose is connected to the adjacent pipe.

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. During restoration, it is necessary to preserve as much as possible the material and design features of historic buildings, and strengthening and preserving deformed structures requires not only a certain violation of the architectural elements of the facing and finishing layers.

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. The objective of the invention is to increase the durability of buildings by strengthening structures. The technical result is achieved by the fact that the method of reinforcing the structures of historical monuments with preservation compositions by injection further comprises preliminary cleaning of the surfaces of the deformation gaps and cavities of erosion cracks from dispersed erosion products with compressed air under a pressure of 0.2 to 0.8 MPa, which ensures cleaning of the surface of a loose weak layer and removal of separated particles. Subsequent treatment of the clean surface with an emulsion solution having a chemical affinity for the main restoration material, followed by drying with compressed air, and then filling the cracks with a preservative composition.

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. The emulsion solution is supplied in a stream of compressed air with a pressure of from 0.2 to 0.8 MPa, depending on the fixed surface, the thickness of the degraded layer, its thickness, porosity, temperature and the adhesive activity of the fixed layer.

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. The emulsions used are lime for white stone, lime and clay for masonry walls above the surface of the earth, lime and cement and clay and clay for masonry foundations.

После закачки той или иной эмульсии необходимо высушить путем подачи сжатого теплого воздуха под давлением, не превышающим прочности материала конструкции. After the injection of a particular emulsion, it is necessary to dry it by supplying compressed warm air under a pressure not exceeding the strength of the material of the structure.

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. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. Figures 1 and 2 show diagrams of the formation of the structure of conservation material in structural cracks, respectively, according to existing methods described in the analogue of the application and proposed by the applicant, which show: rhombic hatching — the body of the structural material in the zone of the deformation crack having the main strength of the structure being preserved; hatching with vertical lines — the degraded (weak) contact layer of the structure in the zone of the deformation crack; hatching with inclined lines - the body of the injected preservation solution; hatching in the cell - the body of the hardened injected material when caulking a crack; a large arrow with two parallel horizontal tail lines - the direction of injection of the preservative solution; small arrow with one straight tail line without plumage - the direction of penetration of the injected conservation material; arrow with a wavy tail line - the direction of migration of water molecules from the composition of the injected solution; small arrow with a transverse line of plumage - the direction of tensile shrink stresses during solidification of the injected preservation solutions; horizontal dashed line is the boundary of the destroyed contact layer of the structural material; horizontal wavy line - cut line of the surface of the crack wall in the structure; the horizontal line of alternating arrows is the conditional boundary for the formation of shrinkage cracks in the body of the structural material of the reinforced structure; H is a cover that closes the mouth of cracks on the surface of the reinforced structure, fastened in one way or another.

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. In FIG. 3, 4, 5 and 6 are diagrams of various methods for closing the mouth of cracks with overlays with fastening and installation of injectors, which are shown in FIG. 3 and FIG. 4 - diagrams of fixing the linings with a screw and a screw in a wooden wedge; FIG. 5 and 6 are diagrams of attachment plates with injectors having a conical helical tip, installed directly in fractures and in drilled wells, respectively; 1 - sealing gasket; 2 - overlay; 3 - anchor screw; 4 - structural body having deformation cracks; 5 - cavity cracks; 6 - a wooden wedge (or cork in the well); 7 - a fixing nut with a washer; 8 - injector; 9 - conical screw tip; 10 - union nut for attaching the hose; 11 - a hose for supplying a solution in a stream of compressed air; 12 - leader well.

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. In FIG. 7 and 8 show schemes for closing the mouth of wide cracks with a milled repair stone with processing of all faces, respectively, and partially, where 1, 2, 3, 4, 5 are the designations corresponding to the images in FIG. 3; 6 - milled repair stone, inserted into the milled recess, made at the mouth of the crack reinforced structure.

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). In case of destruction of the main stone due to chemical erosion, the mouth of the cracks is fixed with plates using an anchoring screw screwed into a crack with a small opening smaller than the diameter of the screw, and in case of a crack larger than the diameter of the screw, it can be screwed into a pre-hammered wooden wedge (Fig. 3.4 ) For cracks with a large opening at the mouth of the cracks, it is advisable to lay sawn (hewn) tiles or debris from repair stone material. The mouths of the cracks are pre-processed or milled to install the lining repair stone, and then the mouth of the cracks is covered with metal plates on a rubber gasket, which is attached with screw anchors. After carrying out the above preparation, injection cavity is filled with preservation material by injection (Fig. 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. When injecting strongly deformed cracks under pressure, they must be crimped with a reinforced metal formwork with stiffeners and a widened heel device to transfer part of the column load to the metal formwork.

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.%. Injection of preservative compositions under pressure is carried out depending on the magnitude of crack opening, namely for hair cracks, semi-dry preservative materials with a moisture content of 10-14 wt.% In a stream of compressed air should be used. For cracks with an average opening size of more than 2 mm, a technology with injection of a solution with a content of the main preservative material of 30-50 wt. % For large cracks with an opening size of more than 20 mm, the injection of the injected solution is preceded by filling the crack with crushed coarse-porous repair material with the addition of a fine fraction supplied to the crack in a stream of compressed air under pressure, followed by the supply of a preservative solution with a content of the main preservative material in an amount of 30-60 wt. %

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). In the presence of vertical cracks, the injection of the solution must be carried out from the bottom up. For the injection of Kovern shells, it is advisable to use surface injectors in the form of syringes. The solution must first be introduced into the depth of the shell from the cavity, gradually bringing it out and filling the cavity of the shell (cavity) completely.

Таким образом, предлагаемый способ укрепления конструкцией исторических памятников позволит предотвратить интенсивность коррозионных процессов без нарушения архитектурных элементов облицовочных и отделочных слоев. Thus, the proposed method of strengthening the construction of historical monuments will prevent the intensity of corrosion processes without violating the architectural elements of the facing and finishing layers.

Claims

A method of strengthening the structures of historical monuments with preservation injection compositions, characterized in that it further includes preliminary cleaning of the surfaces of deformation gaps and cavities of erosion cracks from erosion products with compressed air under a pressure of 0.2 to 0.8 MPa, followed by treatment of the clean surface with an emulsion solution having chemical affinity for the main restoration material, followed by drying with compressed air, and then filling the cracks with a preservative composition.