Что такое инъектирование в строительстве

Любая инъекция — это закачка раствора в какое-либо тело. В строительстве такая технология применяется для заполнения швов, трещин или пустот низковязкими растворами, которые после распространения в бетоне или каменной кладке устраняют нарушенную целостность, и делают её прочнее. Метод сравнительно новый, но благодаря отменной эффективности и не слишком высокой стоимости, быстро получил широкое применение. Рассмотрим более подробно, что такое инъектирование в строительстве.

В каких областях строительства применяется способ инъектирования

Существует три сферы применения технологий инъектирования:

1. Ремонт несущих конструкций в зданиях гражданского и промышленного назначения. Здесь инъектирование используется как средство восстановления целостности перекрытий, балок, стен, колонн, ригелей, перемычек, промышленных бетонных полов. Оно является неотъемлемой частью технологии армирования углеволокном.
2. Путём введения в тело конструкции гидрофобизирующего раствора, инъецирование даёт возможность остановить протечки и предотвратить намокание фундаментов, колодцев, стен подвала. Полимеризуясь в толще монолита или кладки, закаченный раствор создаёт надёжный гидробарьер и начинает исполнять роль отсечной гидроизоляции. Этим же способом можно выполнить герметизацию точек ввода в здание инженерных коммуникаций.
3. При строительстве фундаментов и любых подземных сооружений может возникнуть необходимость: в укреплении нарушенных скальных или водонасыщенных несвязных грунтов; защите от притока воды глубокого котлована; укреплении основания под другим сооружением, находящимся в зоне строительства; ликвидации провалов грунта под существующим фундаментом. Решить все эти задачи можно с помощью метода инъецирования, при котором в грунт закачиваются силикатные, битумные или цементные растворы.

Примечание: Многие интересуются, как правильно произносить: инъектирование или инъецирование? Оба термина правильные — в строительных правилах (СП 72.13330.2016 раздел «терминология»), второй вариант написания слова указан в скобке.

Какие возможности открывает инъектирование

Всё новое в строительстве приживается медленно. Инъектирование стало счастливым исключением лишь потому, что открывает недоступные ранее возможности и позволяет:

• выполнять необходимые работы в любое время года;
• реконструировать фундаменты без проведения трудоёмких земляных работ;
• восстанавливать нарушенную целостность труднодоступных конструкций и участков сооружения;
• производить ремонты конструкций, не изменяя архитектурные особенности здания или сооружения;
• моментально гидроизолировать или герметизировать конструкцию.

Составы для инъектирования и требования к ним

Состав раствора для инъектирования определяется проектом, и зависит от того, какие именно работы и в каких условиях придётся выполнять. Но есть несколько требований, которые предъявляются ко всем составам без исключения:

• низкая вязкость;
• способность проникать глубоко в толщу конструкций;
• высокая адгезионная прочность;
• невосприимчивость к агрессивным средам;
• отсутствие усадки при затвердевании;
• неограниченный срок службы.

Этим требованиям соответствуют следующие составы.

Полимерные смолы

Смолы (полиуретановые и эпоксидные) используют для дополнительной гидроизоляции и глубокой заделки в бетоне трещин, раскрытых на ширину до 0,5 мм. Полиуретановыми составами обрабатывают влажные швы, останавливают не только безнапорный, но и напорный приток воды, герметизируют вводы коммуникаций.

Составы на основе эпоксидных смол быстро схватываются и обладают высокой химической устойчивостью, именно они в основном и используются для восстановления несущей способности конструкций. Преимуществом эпоксидной смолы является отменная адгезия к любому материалу, а не только к минеральным основаниям. Особенность эпоксида заключается в способности вдвое увеличивать объём при контакте с водой, что и позволяет выполнять моментальную гидроизоляцию.

Микроцементные и полицементные составы

Микроцементным состав называется потому, что присутствующий в нём цемент, как и все остальные составляющие, имеет более тонкий, почти микроскопический помол, что позволяет раствору проникать не только в волосяные трещины, но и поры бетона. Отличие микроцемента от полицемента заключается в происхождении вяжущего.

Микроцементные составы изготавливают на основе тонкомолотого портландцемента, а полицементные — на основе синтетического. Полицементы применяют в основном для струйной цементации, выполняемой при закреплении грунтов, при необходимости ремонта колонн или усиления фундаментов с помощью буроинъекционных свай при аварийной осадке зданий.

Акрилатные гели

Принципиально иным инъекционным материалом являются гидроизоляционные гели на основе акриловых композиций. По сравнению с полиуретановыми и эпоксидными смолами, они более эластичны и позволяют наиболее эффективно защитить конструкции от протечек даже при высоком содержании в них влаги.

Акрилатные и метакрилатные гели (гидрогели) одинаково эффективны как для выполнения гидроизоляции, так и для связывания грунтов, так как:

• во влажной среде не усаживаются, а увеличивают свой объём;
• обладают самой низкой вязкостью;
• дают возможность регулировать время схватывания;
• химически устойчивы против большинства агрессивных жидкостей;
• в составе нет растворителей;
• способны связать на 500% больше воды, чем собственная масса геля.

Наиболее эффективна устроенная с помощью гидрогелей отсечная гидроизоляция, представляющая собой противокапиллярную завесу, предотвращающую подсос влаги по капиллярам бетонных монолитов или каменных кладок. Для этого под стыком фундамента со стеной, под углом 45 градусов пробуривают каналы, очищают их от пыли и, вставив паркеры, нагнетают гель.

Оборудование для инъекционных работ

В зависимости от вида и масштаба инъекционных работ, для закачки составов могут применяться как небольшие инъекционные установки, так и насосы высокой мощности. Паркеры, или инъекторы, являются вспомогательными приспособлениями, без которых, однако, организовать подобную работу невозможно.

По материалу изготовления паркеры бывают металлические и пластиковые, именно через них в толщу конструкций и нагнетается раствор. В нужном положении паркеры фиксируют болтами, с применением гайковёрта, но есть и варианты с разжимной системой крепления.

Обязанность насосов – нагнетать вязкую жидкость под определённым давлением, и конструктивно они могут отличаться в зависимости от того, для какого состава предназначены.

Различают три вида насосных установок для инъектирования:

Тип насосного оборудования	Сфера применения
	Насосы с поршневой конструкцией применяют в основном для закачки полимерных смол, которые могут быть как одно-, так и двух компонентными. Во втором случае установка имеет две рабочие ёмкости, что позволяет смешивать и активировать действие компонентов непосредственно перед нагнетанием раствора.
	Для закачки смесей на цементной основе используют шнековые насосы. Кроме насоса в установке присутствует рабочая ёмкость, трубка для заполнения пустот и растворный рукав. Средняя производительность шнекового насоса составляет 15 л/мин, с дальностью подачи до 10 м и давлением 25 бар.
	Мембранные насосы, как и поршневые, предназначены для работы с полимерными смолами. Но учитывая их способность перекачивать наиболее вязкие составы, такие агрегаты в основном используют для инъектирования акрилатными гелями. При более низком давлении мембранный насос может перекачать порядка 50 л состава в минуту.

Технологические этапы инъектирования

Конкретика выполняемых работ всегда зависит от поставленной задачи и условий объекта, но в целом процесс инъектирования состоит из таких этапов:

1. Подготовка конструкции или её фрагмента к инъектированию, зачистка и шлифовка швов.
2. Расшивка трещин с зачеканкой ремонтным составом.
3. Сверление шпуров (отверстий под паркеры), пересекающих трещины.
4. Установка инъекторов.
5. Нагнетание состава (инъецирование трещин).
6. Удаление паркеров с последующей промывкой.
7. Заделка (тампонирование) отверстий ремонтным составом.

Такой порядок работ сохраняется при восстановлении несущей способности конструкции. При выполнении гидроизоляции может не понадобиться заделка трещин, но в остальном технология не меняется.

Место установки паркеров меняется в зависимости от того, какой именно вид гидроизоляции нужно произвести. Если отсечную, инъекторы ставят ниже стыка стены здания с фундаментом, если вуальную — под подошвой фундамента или снаружи стен подвала, инъекции делают прямо в грунт, устанавливая паркеры сквозь конструкции.

Заключение

В случае с фундаментом, с помощью технологии инъецирования можно не только восстановить несущую способность самой конструкции, но и произвести ремонт нарушившейся мембранной гидроизоляции. При неожиданном подпоре грунтовых вод, гидроизоляционными гелями заполняются свободные пространства, образовавшиеся под мембраной. Как вариант, закрепляется массив подстилающей песчаной подушки, находящийся между разделительным слоем геотекстиля и существующим гидроизоляционным ковром.

Расстояние между инъекторами, глубину их установки и необходимое оборудование для закачки геля подбирают с таким расчётом, чтобы под защищаемой конструкцией (или внутри неё) образовалась уплотнённая связанная плоскость, и особое внимание уделяется тому, чтобы не повредить работоспособную конструкцию в процессе сверления отверстий под паркеры.

Хотя есть и такие системы гидроизоляции (мембранные), в которых проектом предусмотрены отделяемые гидрошпонками штуцера — именно через них гель и закачивается в повреждённый участок.