Усиление элементов конструкций с помощью углеродного волокна


Углеволокно давно пользуется большой популярностью в строительстве. С его помощью придают прочность особо ответственным сооружениям и усиливают в аварийном состоянии конструкции.
 
 В некоторых случаях углеродное волокно просто не имеет другой альтернативы. Несмотря на свою высокую стоимость, этот материал в четыре раза прочнее стали и в 6 раз легче ее. Такая технология применяется для сохранения уникальных исторически значимых зданий и сооружений, замена и демонтаж которых, является не возможным или не рентабельным. Это памятники архитектуры, гидротехнические и транспортные сооружения. Экономически бессмысленно применять данный материал для усиления жилых и малых производственных помещений.
 

Придание прочности и устойчивости железобетонным конструкциям

У нас в стране материал впервые начали использовать при ремонте мостов и в различных сферах строительства. Самый распространенный метод - использование элемента углеволокна для внешнего армирования в пролетной зоне конструкций, которые подвержены изгибанию, хотя иногда их применяют и для усиления сжатой зоны. На этих участках могут устанавливаться как холсты, так и ленты.
 
Самой важной область применения элементов из углеродного волокна, является придание прочности участкам в зоне постоянного действия поперечных сил. Холсты углеволокна помещают на основные линии действия напряжений растягивания. С помощью таких холстов, можно формировать сечения любой толщины, необходимые по расчетным данным.
 
Усиление ЖБК типа пилонов, колонн, простенков выполняют двумя способами. Первый – это в качестве дополнительной арматуры вдоль холста элемента, на который действует сила сжатия. Второй способ – для усиления элементов небольшой длинны. При втором способе используются специальные бандажи из холста, которые придают охватывающий эффект.
 
Придание прочности колоннам с отношением высоты к габариту меньше 10-ти, выполняют "косвенным армированием”. Побор шага и сечения поперечных бандажей производят с применением зависимостей для спиралеобразных хомутов. В узлах рам сопряжения плит перекрытий и колонн советуют устанавливать бандажи по краям обрезов элементов конструкции.
 
Для усиления конструкций устойчивых к землетрясениям, в качестве бандажей используют  четырех - или трехнаправленный холст с углеволокна.
 
Изготовленные из углеродного волокна обоймы, являются самой эффективной альтернативой так, как в работу их включают уже при монтаже самого холста.
Проведенные учёными испытания и производство кирпича, для усиленных кирпичных столбов углеволокном, показали увеличение в два раза их несущей способности. 
 
Технология армирования углеродным волокном дает возможность широкого регулирования усилия конструкций из камня, при этом, почти не нарушая их целостности. Это в большей мере относится к реставрируемым и реконструируемым сооружениям.
 
Совсем другой вопрос – усиление поврежденных при просадке фундамента каменных стен или имеющих оконные и дверные проемы.
 
Здесь самым популярным решением будет установка скоб из стали, или закрепленных с помощью анкеров профилей в отдельных точках стены. После этого, необходимо будет заделать отверстия специальными расширяющимися растворами. Использование элементов из углеродного волокна для внешнего армирования, дает возможность минимизировать затраты труда и вовлечь весь объем материала в строительство отдельного элемента конструкции, при самом безопасном и бережном отношении к участкам, которые не повреждены.
 
Порядок установки элементов, при технологии внешнего армирования материалами из углеродистого волокна:
  • Пескоструйная, или любой другой подходящий вид очистки поверхности от различных загрязнений;
  • Нанесение на поверхность монтажного эпоксидного клея (адгезионный слой);
  • Монтаж ленты или холста из углеволокна для внешнего армирования;
  • Нанесение защитной или устойчивой к огню краски;
  • Установка вспомогательных механически фиксирующих приспособлений.
Применение такой методики внешнего армирования на основе углеродного волокна, позволит эксплуатировать объект безопасно, на протяжении многих лет.
15-09-2013, 22:01