Analysis of technologies for repairing cracks in stone structures
Keywords:
ceramic brick, masonry, cracks, repair technologies, reinforcement, injection, waiting, repair mortars, cage, reinforcement elements, carbon fibreAbstract
In the process of technical inspections of buildings and structures, including those damaged as a result of military operations, it was found that the main damages of stone structures are cracks of different spatial position, width of opening, depth and length. Cracks can be caused by many different factors, such as subsidence of the base, for example, due to systematic wetting as a result of damage to the drainage system, mechanical stress, temperature, humidity and weathering, etc. In recent years, a significant number of buildings and structures in Ukraine have been subjected to off-design impacts, namely explosions. In this regard, as well as taking into account other factors, there is a need to find the optimal technology for repairing cracks in stone structures, which will not only fill the crack and restore the integrity of the structures, but also improve the performance of the restored structures, provide spatial stiffness if necessary, and at the same time be relatively simple to perform and have a relatively low cost of work. According to DSTU B B.3.1-2:2016, the main technologies for repairing structures with cracks include crack injection, introduction of reinforcement elements and full or partial replacement of masonry. The article discusses the most well-known repair technologies and outlines their advantages and disadvantages. The most commonly used technology is crack patching with repair mortars. However, this technology is effective only in the case of guaranteed stabilisation of crack formation. The classical technologies for repairing and strengthening structures include crack injection with repair solutions, the installation of cages (mortar, reinforced concrete, steel, combined) and ‘stitching’ cracks by installing steel elements (plates, rods, channels, etc.). A new direction in the reinforcement of structures is the ‘stitching’ of cracks with high-strength steel rods by inserting them into the body of structures using a ‘dry’ or ‘wet’ method and external reinforcement of structures with cracks using high-strength carbon reinforcement elements (fibres, fabrics, lamellas).
References
Прядко М.В., Руднєва І.М., Прядко Ю.М. Обстеження та підсилення будівельних конструкцій промислових будівель: навч. посіб.; за заг. ред. М.В. Прядко. Київ: КНУБА, 2018. 331 с.
Молодід О.С. Система формування конструктивно-технологічних рішень відновлення експлуатаційної придатності будівельних конструкцій: автореф. дис. ... д-ра техн. наук: 05.23.08. Київ: КНУБА, 2021. 38 с.
Molodid O., Skochko V., Plokhuta R., Molodid O., Musiiaka I., Benderskyi S., Bogdan S. Modern restoration methods for damaged historical buildings as a result of military aggression. Case of educational institutions. International Journal of Conservation Science, 2024, 15(SI 1), 205-220. DOI: 10.36868/IJCS.2024.SI.17.
ДСТУ 9273:2024. Настанова щодо обстеження будівель і споруд для визначення та оцінювання їхнього технічного стану. Механічний опір та стійкість. [Чинний від 2024-01-29]. Київ, 2024. (Інформація та документація).
ДСТУ Б В.3.1-2:2016. Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель і споруд. [Чинний від 2017-04-01]. Київ, 2017. (Інформація та документація).
Клименко Є.В., Білоус І.О. Методи підсилення кам’яних конструкцій. Вісник Одеської державної академії будівництва та архітектури. 2014. Вип. 54. С. 153–158.
Коваленко О.В. Особливості відновлення та захисту бетону гідротехнічних споруд водогосподарсько-меліоративного комплексу. Меліорація та водне господарство. 2016. Вип. 104. С. 126–132
Менейлюк А.И., Петровский А.Ф., Борисов А.А. Результаты исследований иньекционной технологии защиты подземного пространства: монография. Одесса: ОГАСА, 2017. 273 с.
Маруха В.І., Панасюк В.В., Силованюк В.Л. Ін'єкційні технології відновлення роботоздатності пошкоджених споруд тривалої експлуатації. Львів: СПОЛОМ, 2009. 262 с.
Маруха В.І. Розроблення ін'єкційних полімерних матеріалів і технологій відновлення роботоздатності та експлуатаційно пошкоджених бетонних і залізобетонних конструкцій: дис. … д-ра техн. наук: 05.02.01. Львів, 2014. 283 с.
Тонкачеєв Г.М., Шпакова Г.В., Шарапа С.П., Глущенко І.В. Технологія відновлення кам'яної кладки. Шляхи підвищення ефективності будівництва в умовах формування ринкових відносин. 2020. Вип. 43. С. 124–133.
Kuzmanovic M., Delva L., Cardon L., Ragaert K. The effect of injection molding temperature on the morphology and mechanical properties of PP/PET blends and microfibrillar composites. Polymers, 2016, 8(10), 355. https://doi.org/10.3390/polym8100355
Molodid O.S. Study of the technology of strengthening brick walls by external reinforcement. Organizational and technological, economic quality control aspects in the construction industry: collective monograph. Lviv-Toruń: Liha-Pres, 2019. P. 93–109. https://doi.org/10.36059/978-966-397-166-7/93-108
He R., Sneed L. H., Belarbi A. Rapid repair of severely damaged RC columns with different damage conditions: An experimental study. International journal of concrete structures and materials, 2013, 7(1), 35–50. DOI:10.1007/s40069-013-0030-7
Савйовский В.В, Болотских О.Н. Ремонт и реконструкция гражданских зданий. Харьков: ВАТЕРПАС, 1999. 266 с.
Молодід О., Плохута Р., Молодід О., Мусіяка І., Бендерський С. Технологічна карта на відновлення кам’яних конструкцій. К., 2023. 81 с.
Молодід О.С., Плохута Р. О., Колесніков В.О. Спосіб підсилення цегляних стін вуглецевими стрічками: пат. № 146155; заявл. 15.09.2020; опубл. 20.01.2021, Бюл. № 3. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1473434/
Yaqub M. Axial compressive and seismic shear performance of post-heated columns repaired with composite materials. A thesis submitted to The University of Manchester for the degree of Doctor of Philosophy. The University of Manchester, 2010. 326 р.
Carolin A. Carbon fibre reinforced polymer for strengthening of structural elements. Doctoral Thesis. Division of Structural Engineering, Luleа University of Technology. Luleа, 2003. 193 p.
Johansson B., Thyman M. Strengthening of buildings for storey extension. Master of Science Thesis in the Master’s Programme Structural Engineering and Building Technology. Chalmers University of Techology. Gоteborg, 2013. 303 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
