Żywica epoksydowa i żywica poliuretanowa do iniekcji rys
Ten artykuł jest w zasadzie przetłumaczonym transkryptem 14 odcinka mojego podcastu pod tytułem „Epoxy vs. Polyurethane Crack Injection – how to choose?„
W związku z tym, że rysy możemy naprawiać, i faktycznie naprawiamy głównie dwoma rodzajami żywic, chciałem się przyjrzeć metodologii podejmowania decyzji wyboru pomiędzy żywicą poliuretanową, a żywicą epoksydową. W tym artykule porównujemy zatem żywicę poliuretanową PU z żywicą epoksydową EP. Przyjrzymy się głównym podobieństwom i kluczowym różnicom oraz temu, które kiedy są najczęściej używane. W artykule posiłkuję się również moimi doświadczeniami przy użyciu obu tych materiałów naprawczych.
Pęknięcia i rysy w betonie są przedmiotem prac naprawczych betonu. To jest problem, który należy rozwiązać, czyli uszczelnić lub choćby wypełnić w celu zabezpieczenia antykorozyjnego. Właśnie w tym miejscu branża iniekcyjna odgrywa swoją ważną rolę.
Głównym podobieństwem PU i EP jest to, że obie żywice wypełniają i uszczelniają pęknięcia, a tym samym zapewniają im wodoszczelność. Obie zapobiegają korozji betonu i zbrojenia.
Jednak żywica epoksydowa ma dodatkową cechę strukturalnego wiązania odspojonych sekcji betonowych i może przywrócić wytrzymałość i właściwości strukturalne betonu. Przynajmniej każdy przeczytana przeze mnie karta techniczna produktu tak mówi. Ten ostatni czynnik często kieruje procesem decyzyjnym inżynierów projektujących dokumentację naprawczą, aby wybrać żywicę epoksydową, a nie poliuretanową.
Więc najważniejsze pytanie brzmi: kiedy głównym celem jest przywrócenie wytrzymałości pękniętej płyty, a kiedy „tylko” uszczelnienie jej? Ponieważ w obu sytuacjach płyta uległa zniszczeniu. Następnie wybieraliśmy różne rozwiązania, a po wykonaniu pracy mówimy, że sprawa jest załatwiona. Więc? Jak to działa?
Po tym czasie spędzonym na budowie i po tych wszystkich rozmowach z inżynierami i projektantami, myślę, że znam ich sposób myślenia i podejmowania decyzji. W tym artykule chodzi o to, aby ustalić, kiedy użyć jakiej żywicy i jak to zrobić poprawnie i zgodnie z najlepszymi praktykami branżowymi.
Inwestor, projektant, wykonawca
Pamiętaj, że w każdą naprawę konstrukcji zaangażowane są co najmniej te trzy podmioty. Inwestor, projektant i wykonawca. Podczas każdej naprawy wszyscy muszą grać do tej samej bramki, a jeśli będą współpracować płynnie i inteligentnie, przyniesie to największe korzyści dla nich samych i naprawianej konstrukcji.
Należy pamiętać, że naprawa zależy nie tylko od samej firmy wykonawczej. Cel naprawy określony jest w sporządzonej przez projektanta dokumentacji naprawczej, zwłaszcza w zakresie wzmocnienia konstrukcji. Należy więc pamiętać, że wykonawca jest zawsze związany instrukcją naprawy i odgrywa ona ważną rolę przy wyborze żywicy.
Mając to na uwadze, przejdźmy do tematu.
Żywica poliuretanowa
Najczęściej używam żywicy na bazie poliuretanowej PU. Zwłaszcza jeśli chodzi o iniekcję mokrych pęknięć i zatrzymywanie wody. Dlaczego? Z powodu wycieków, które występują pod ziemią w konstrukcjach takich jak tunele, metro, garaże. Gdy woda przecieka, nikt nie czeka długo, decyzja o uszczelnianiu wody zapada niemal natychmiast.
Jeśli głównym celem jest wyłącznie uszczelnienie pęknięcia, najlepszym wyborem będzie materiał na bazie poliuretanu. Poniżej szczegóły, dlaczego tak jest.
Żywica epoksydowa
Natomiast jeśli projektantom zależy na przywróceniu pierwotnych cech strukturalnych podłoża, często wybierają żywicę epoksydową. I tak, jako wykonawca i właściciel firmy usługowej często czerpię z mojego doświadczenia, aby doradzić innym , że kiedy remont jest prowadzony jest w części nad ziemią, a konstrukcja ma nad nią dach i nie będzie wody na tym stropie, to sugeruję epoksyd ponieważ zapewni to nie tylko skuteczną barierę przed przenikaniem wilgoci i CO2 oraz zapobiegnie korozji, głównie karbonizacji, ale także przywróci pierwotne właściwości konstrukcji.
Tak więc ogólnie można powiedzieć, że stawiamy na PU w podziemnych, mokrych warunkach, natomiast wybieramy produkty epoksydowe nad ziemią, gdzie naszym największym zmartwieniem będzie przywrócenie wytrzymałości betonu i zabezpieczenie antykorozyjne.
Być może jest to niespodzianka, ale karbonizacja zachodzi tylko w przypadku betonu znajdującego się nad ziemią z powodu obecności CO2, który może łatwiej, głębiej i szybciej dostać się do pęknięcia (wewnątrz betonu).
Żywicę epoksydową stosujemy wtedy, gdy jesteśmy w stanie sprostać wymaganiom, aby pęknięcie nie zmieniało swojej szerokości w czasie. To oświadczenie również pochodzi z jednej z analizowanych kart technicznych.
Obie żywice naprawiają konstrukcję
Obie żywice naprawiają konstrukcję, ale inaczej. Lubię mówić, że ponieważ EP ma wyższą lepkość (przypomina miód, a nie wodę), ma mniejszą przyczepność do mokrego betonu niż do suchych powierzchni, wszystko to sprawia, że EP jest trudniejszy do aplikacji niż PU i potencjalnie nie jest tak skuteczny. Czyli jeśli woda jest obecna w rysie i wiem, że konstrukcja się nie zapadnie (nie zapadała się we wszystkich przypadkach jakie kiedykolwiek widziałem) z łatwością wybieram żywicę PU, wykonuję iniekcję i wiem, że konstrukcja jest uszczelniona i bezpieczna .
Ponadto żywice poliuretanowe reagują w kontakcie z wodą, więc obecność wody będącej naszym problemem w pęknięciu może w rzeczywistości dobrze wpływać na wodoszczelność jako całość. Problem z wodą nie tylko nie wyklucza użycia żywicy PU, ale także wykorzystuje jej obecność.
Tak więc w sytuacjach, w których nie możesz lub nie musisz zastosować strukturalnego wzmocnienia kleju epoksydowego, wówczas żywica poliuretanowa o niższej lepkości, zdolności do wiązania z mokrymi powierzchniami, reagowania z problematyczną wodą i ogólnie większej łatwości aplikacji, ten produkt to zdecydowanie lepszy wybór niż epoksyd.
Produkty EP nie są przeznaczone do iniekcji konstrukcji pod ciśnieniem hydrostatycznym w momencie aplikacji. Już samo to stwierdzenie jest niemal odpowiedzią na postawione w tym artykule pytanie, kiedy używać której żywicy.
Rzućmy okiem na szczegółowe porównanie PU i EP w kilku kategoriach.
Porównanie żywic PU i EP
Użyłem kilku różnych kart technicznych, aby przygotować się do napisania tego artykułu. A teraz, gdy porównuję niektóre cechy żywic, będę korzystać z bezpłatnych informacji, które każdy producent żywicy dostarcza nam wszystkim.
Zastosowania żywic
Oba rodzaje żywic są używane do wypełniania i uszczelniania pustek i pęknięć w konstrukcjach, takich jak mosty i inne budynki inżynierskie, budynki przemysłowe i mieszkalne, w tym kolumny, belki, fundamenty, ściany, podłogi i konstrukcje zatrzymujące wodę.
Zarówno PU, jak i EP zapewniają dobrą przyczepność do betonu, zaprawy, kamienia, stali itd.. Ale kluczowa różnica dotyczy aplikacji w warunkach wilgotnych. Prawie wszystkie nowoczesne żywice EP są zdolne do wiązania się z mokrym betonem, ale również wszystkie te materiały wolą być stosowane w warunkach suchych, nie mówiąc już o stojącej wodzie lub pęknięciach wypełnionych wodą. Większość kart technicznych produktów mówi nam to samo.
Więc moja rada: jeśli jest woda i nie musisz używać epoksydu, zostań przy poliuretanie, bo i tak nie wykorzystasz wszystkich zalet EP, proces iniekcji będzie prawdziwym koszmarem, a sukces nikły.
Charakterystyka / zalety żywic
Kluczowa różnica pomiędzy poliuretanami, które są również znane jako elastomery, ponieważ są bardzo elastyczne i zachowują swoją elastyczność w czasie, a EP, które są duromerami, tworzące sztywną strukturę po całkowitym związaniu. Zarówno PU, jak i EP tworzą skuteczną barierę przed wnikaniem wody i korozją. Ale tylko żywice epoksydowe łączą konstrukcyjnie elementy betonowe ze sobą, dzięki czemu mogą przywrócić pierwotne właściwości konstrukcji. Ale jeszcze raz – dzieje się tak głównie w suchych warunkach.
Wszystkie nowoczesne żywice zarówno PU, jak i EP nie zawierają rozpuszczalników i nie należy ich rozcieńczać.
Temperatury aplikacji żywic
Z analizy kart technicznych wynika, że w większości przypadków możemy używać żywic w niskich temperaturach zaczynając od + 5°C. Część z nich jest gotowa do użycia około +4 °C. Należy pamiętać, że lepkość żywicy w tej temperaturze jest znacznie wyższa niż w 25C. Prawie wszyscy producenci prezentują lepkość przy tak wysokim 25C. Dlaczego? Ponieważ w tej wyższej temperaturze lepkość jest niższa niż w niższej temperaturze.
Ok, skoro już poruszyłem temat lepkości. Co to jest niska lepkość? Porównajmy to! Lepkość wody wynosi 1 mPa * s. Lepkość żywicy na bazie PU, której używam do iniekcji cieniutkich, włosowatych pęknięć, wynosi około 50 mPa * s. A teraz, najniższa lepkość żywicy EP, którą porównuję, wynosi około 150 w temperaturze 25°C. Więc teraz, w temp. 4°C, jak wysoka musi być lepkość tego materiału? Czy nadal jest płynem?
A jeszcze ważniejsze pytania? Jeśli temperatura otoczenia wynosi 4°C, oznacza to, że nasze podłoże ma również 4°C. Wyobraź sobie, jak łatwo (lub trudno) jest wprowadzić tak gęstą żywicę przypominająca konsystencją miód w przypominające włosek pęknięcie o szerokości 0,1 mm. A to pęknięcie i tak jest w takich warunkach jeszcze bardziej otwarte ze względu na niską temperaturę betonu. Chciałbym na chwilę zostawić Cię z tą myślą.
Większość wykonywanych przez nas iniekcji pęknięć polega na użyciu pompy 1 K ze zmieszaną żywicą, którą wlewamy do zasobnika pompy. Zarówno PU, jak i EP, ten sam rodzaj pompy, bez względu na to, czy jest to pompa tłokowa, czy membranowa. To rodzaj wspólnego mianownika tych systemów. Ale do EP wolę używać pompy tłokowej, ponieważ nie podgrzewa żywicy przez co nie skraca jej czasu wiązania.
Okres przydatności do użycia różni się w zależności od producentów i produktów, ale moja ogólna zasada polega na tym, aby jednorazowo mieszać jak najmniejszą porcję. Czemu? Ponieważ nie chcesz, aby żywica stwardniała w pompie lub wężu pompy. Im więcej mieszasz, tym szybciej się utwardza. Proste.
Metody aplikacji żywic
Generalnie stosujemy 2 sposoby aplikacji: jeden to podawanie grawitacyjne, drugi to iniekcja ciśnieniowa. Obie te metody możemy stosować tylko do żywic epoksydowych. Dlaczego?
Nie wykonujemy takiego zalewania żywicami na bazie PU, ponieważ poliuretan w kontakcie z wilgocią wytworzy pianę i ta pianka blokuje żywicę przed wypełnieniem pustej przestrzeni lub wnikaniem w pęknięcie, więc pęknięcie nie zostanie wypełnione. Można powiedzieć, że żywica spieniając się sama sobie zamknie możliwość wypełnienia ryski. Dlatego stosujemy iniekcję ciśnieniową, podczas do żywic na bazie poliuretanowych. Z iniekcji grawitacyjnej możemy skorzystać tylko w jednej sytuacji – poziomy zarysowany strop rysa – przyczyny są oczywiste.
W tym miejscu dobrze jest pamiętać, że pęknięcia przenikające płyty do ich stropu należy najpierw uszczelnić od spodu, w przeciwnym razie część żywicy może wypłynąć przed utwardzeniem, a tego nie chcemy.
W przypadku żywicy epoksydowej często wykonuje się nacięcie w górnej powierzchni stropu wzdłuż pęknięcia, aby utworzyć naczynie lub wpust i wlać do niej żywicę epoksydową, która zaczyna wypełniać pęknięcie pod spodem, a w razie potrzeby uzupełnia się ją większą ilością żywicy epoksydowej. Robiąc to, zobaczysz pęcherzyki powietrza przechodzące przez żywicę, co oznacza, że pęknięcie jest odpowietrzane i jest dowodem, że żywica wypełnia puste przestrzenie w pęknięciu. To dobry moment, aby sprawdzić, co dzieje się pod naprawianą płytą i czy nic nie kapie.
Pakery iniekcyjne
Z jakiegoś powodu w kartach technicznych prawie wszystkich żywic EP wspomina się tylko o pakerach iniekcyjnych powierzchniowych, naklejanych. Ale wiem na pewno, że w przypadku konieczności zastosowania większego ciśnienia podczas pracy paker nie utrzyma się na powierzchni betonu. Więc albo nie wypełnisz całkowicie pęknięcia pracując na zbyt niskim ciśnieniu, albo stracisz paker. Jak to rozwiązać?
W tej konkretnej sytuacji wystarczy wywiercić dodatkowe otwory i umieścić stalowe pakery rozporowe lub pakery wbijane w otworach. W rzeczywistości, jeśli zauważysz, że pęknięcie jest naprawdę drobne, nawet nie próbuj instalować pakerów powierzchniowych, ponieważ nie ma szans, że wypełnisz tę drobną ryskę żywicą o konsystencji miodu. Być może nie osiągniesz tego również przy użyciu wysokiego ciśnienia!
Zaskakująco karty techniczne żywic na bazie poliuretanu nie zmuszają nikogo do stosowania pakerów naklejanych. Wydaje się więc, że jeśli głównym celem jest wyłącznie uszczelnienie pęknięcia, możemy wiercić tyle, ile chcemy. To prawie tak, jakby powiedzieć: zrób wszystko, aby zatrzymać wodę! Ale jeśli chodzi o wypełnienie epoksydowe, to powinno wyglądać jak operacja chirurgiczna, ładnie i czysto.
W przypadku stosowania pakerów nawierzchniowych pęknięcie należy uszczelnić na jego powierzchni pastą epoksydową (inny produkt). Używa się tej pasty również do mocowania samych pakerów, pamiętając o tym, aby nie wypełnić pastą przestrzeni pod pakerem. Chodzi o to, aby podczas iniekcji żywica mogła wniknąć w pęknięcie. Możesz umieścić gwóźdź wewnątrz pakera i pęknięcia, aby upewnić się, że po zainstalowaniu pakera i wyjęciu pakera pozostała po nim przestrzeń umożliwiająca przepływaniu żywicy z pakera do wnętrza rysy.
Wszystkie epoksydowe karty techniczne nakazują usunięcie cienkiej warstwy pasty epoksydowej (po zakończeniu iniekcji) przez szlifowanie. Jeśli jednak zdecydujesz się nałożyć grubszą warstwę pasty epoksydowej i zrobisz to pomiędzy dwoma paskami papierowej taśmy malarskiej, możesz uzyskać wyraźną krawędź.
Po zakończeniu iniekcji krawędź ta umożliwia usunięcie kleju epoksydowego poprzez uderzenie przecinakiem (meslem) i odcięcie z powierzchni betonu. To znacznie szybszy sposób na usunięcie tej warstwy wierzchniej szplachli epoksydowej.
Pakery iniekcyjne, trochę więcej.
Jeśli pęknięcie jest szerokie, możesz spodziewać się niższego ciśnienia na pompie (zarówno w przypadku PU, jak i EP), więc jest możliwość użycia plastikowych pakerów (ponownie zarówno powierzchniowych, jak i wbijanych). Ale jeśli pojawi się drobne pęknięcie, należy pozostać przy stalowych pakerach, bez względu na rodzaj żywicy.
Ciśnienie iniekcji
Upewnij się, że Twoja pompa 1K może przez cały czas pracować na danym poziomie ciśnienia. Istnieją pompy zasilane wiertarką, które po naciśnięciu przycisku przez cały czas zwiększają ciśnienie robocze tak długo, jak wiertarka pracuje, zamiast utrzymywać je na zadanym poziomie. Znaczy to, że nie możesz kontrolować procesu iniekcji w czasie i możesz łatwo zniszczyć beton zamiast go naprawiać. Właściwie to w ogóle nie polecam tego typu pomp, ponieważ są one bardzo niebezpieczne zarówno dla Ciebie, jak i naprawianego betonu.
Kierunek iniekcji
Pęknięcia pionowe należy zawsze naprawiać od dołu do góry. Upewnij się, że widzisz dolny początek pęknięcia. Może być schowany pod płytą stropu lub nad betonu posadzki, jeśli tak, należy wywiercić otwór w ścianie w dół.
Gdy tylko żywica iniekcyjna wypłynie z sąsiedniego pakera, pierwszy z nich zostaje uszczelniony i proces wtrysku może być kontynuowany od następnego.
Proporcje mieszania składników A : B
Sprawdź w karcie technicznej swojej żywicy. Może to być 1: 2 lub nawet 1: 4, kto wie, co tam masz? Bez względu na to, czy jest to PU, czy EP, po prostu musisz to wiedzieć przed mieszaniem.
Jak więc widać, możemy powiedzieć, że w większości przypadków żywice na bazie PU stosowalibyśmy w podziemnych częściach obiektu, gdzie mamy do czynienia z wodą pod wysokim ciśnieniem hydrostatycznym w momencie aplikacji (nie możemy w takich okolicznościach stosować EP) i żywicy epoksydowej nad ziemią, gdzie drugim największym problemem jest wytrzymałość betonu. Obie żywice pozwalają na wypełnienie pęknięcia, czyniąc je wodoszczelnym i zapobiegając procesom korozji zarówno betonu, jak i stali. Jeśli jesteś wyposażony w pompę jednoskładnikową, jesteś gotowy to napraw w tych dwóch najpopularniejszych systemach iniekcyjnych! Z tego, co właśnie powiedziałem, możemy uzyskać ogólny przegląd, że iniekcja oparta na PU wydaje się być znacznie brudniejsza.
W tym artykule porównałem dwa systemy iniekcji ciśnieniowej pęknięć przy użyciu pomp jednoskładnikowych. Wymieniłem cele stojące za każdym z nich. Teraz wiemy, kiedy użyć jakiego rodzaju materiału naprawczego.
Ostatnia rada: zawsze czytaj kartę techniczną przed użyciem nowego rodzaju żywicy, aby wiedzieć, jak jej używać. Lektura ta daje również dobry przegląd i zrozumienie nieoczekiwanej sytuacji, która może się zdarzyć, gdy używasz danego rodzaju żywicy epoksydowej lub poliuretanowej oraz jak sobie z nią poradzić.
Mam nadzieję, że ten artykuł będący skrótem odcinka mojego podcastu porównującego obie bazy materiałowe żywic iniekcyjnych PU&EP okaże się interesujący.
Udostępnij to swoim współpracownikom i znajomym z naszej branży.
Rysa w stropie garażu naziemnego i podziemnego
Zdjęcie przedstawia rysę w stropie ponad garażem podziemnym. Użyto żywicy poliuretanowej, bo ciekła, a ponad garażem jest parking.
- Rysy te ciekną, gdyż woda znajdująca się na poziomie wyższym parkingu spływa grawitacyjnie, a jedną z dróg jest właśnie pęknięcie betonu stropu. Skoro rysa jest mokra, zalana wodą, a nawet woda ta płynie pod ciśnieniem hydrostatycznym, to nie możemy używać żywicy na bazie epoksydu. A więc poliuretan.
- Strop garażu narażony jest na stałe obciążenie przejeżdżającymi autami, które powodują wstrząsy. A więc strop i rysa będzie się poruszać, a w konsekwencji zmieniać swoją rozwartość. Karta techniczna żywic epoksydowych mówi, że taka konstrukcja powinna raczej być nieruchoma po wykonaniu naprawy. A więc poliuretan.
