Краткие сведения о причинах повреждения бетона кавитацией приведены в главе 2. Как правило, повреждения, обусловленные кавитацией, имеют место на поверхности водосбросов, резервуаров — накопителей энергии, турбинных водоводов, сифонов и туннелей, по которым с большой скоростью течет вода. Нет общепринятого значения критической скорости течения, ниже которой не происходит разрушения от кавитации, но часто ссылаются на величину 15 м/с. Повреждение бетона от кавитации можно довольно легко отличить от обычного размыва. На поверхности, разрушенной кавитацией, имеются зазубрины, в то время как поверхность, поврежденная водой с песком и мелкой галькой, сравнительно гладкая или сглаженная.
Из опубликованных работ, посвященных вопросу ремонта повреждений от кавитации, следует, что если не устранить основную причину повреждений (а это очень трудно), то ни один из существующих методов ремонта не может гарантировать длительного срока службы. Автор считает целесообразным дать некоторые полезные советы.
1. Следует удалить весь дефектный и поврежденный бетон. Необходимо обеспечить очень прочное сцепление между новым бетоном или раствором и неповрежденным высокопрочным основанием, для чего, возможно., потребуется удаление значительного количества бетона. Новый бетой или раствор должен быть очень прочным.
2. Минимальный расход цемента в бетоне для ремонтно-восстановительных работ — 400 кг/м3, если толщина слоя нового бетона не превышает примерно 750 мм. При большей толщине слоя расход цемента в бетоне можно уменьшить до 360 кг/м3. Максимальное водоцементное отношение для таких бетонов — 0,45, а для заполнителя следует использовать качественный щебень или кремневый гравий и хорошо отсортированный чистый песок. Существенно важными факторами являются хорошее уплотнение смеси и последующий правильный режим выдерживания бетона. Следует принять особые меры, чтобы обеспечить, по возможности, гладкую поверхность; в местах соединения нового слоя со старым бетоном не должно быть выступов. Все неровности следует сгладить, а углубления заполнить мелкозернистым раствором на эпоксидной смоле.
3. Место соединения бетонного основания с новым бетоном разрушается особенно быстро, так как по периметру нового бетона обычно появляется тонкая усадочная трещина. Для предотвращения этого полосу бетона шириной примерно 300 мм (150 мм на вновь уложенном и 150 мм на старом бетоне) рекомендуется обработать проволочной щеткой, чтобы удалить все слабое цементное молоко. Затем эту полосу следует покрыть двумя слоями эпоксидной смолы.
4. Как правило, ремонт необходимо проводить в кратчайшие сроки, но скорость производства работ не должна отрицательно сказываться на качестве. Следует рассмотреть возможность использования сверхбыстротвердеющего портландцемента или глиноземистого цемента. В обоих случаях минимальный расход цемента должен быть таким же, как рекомендовано выше для обыкновенного портландцемента, но в случае использования глиноземистого цемента максимальное водоцементное отношение должно составлять 0,4. При использовании этих двух типов цемента следует обращаться за консультацией к изготовителям; читатель может получить нужную ему информацию в главе 1.
5. Если площадь повреждения довольно велика, но глубина незначительна, следует рассмотреть возможность использования высокопрочного торкретбетона толщиной слоя не меиее 75 мм. В зависимости от площади торкрет-бетон принято армировать тонкой сеткой из оцинкованной стали. Приведенная кубиковая прочность торкретбетона на 28 сут должна составлять не менее 55 МПа. Торкретирование — операция специфическая и ее следует поручать только специализированным фирмам.
6. Опыт США по ремонту и восстановлению водосбросов и успокоительных бассейнов показывает, что набрызг металла на поверхность высококачественного бетона повышает сопротивление истиранию и кавитации. Этот тип отделочного слоя более подробно рассмотрен в следующем разделе.
7. Последние работы, проведенные в США. свидетельствуют о том, что полимербетон, армированный волокном, может быть исключительно стойким к воздействию как кавитации, так и истирания. Водосброс плотины Дворшак в Айдахо был весьма сильно поврежден. После многочисленных лабораторных исследований для восстановления наиболее сильно поврежденных участков Корпус инженеров принял решение использовать фибробетон, пропитанный мономером на месте работ. Краткие сведения о полимербетоне приведены в главе 1.