Усиление углеволокном

Когда требуется усиление углеволокном

Давно эксплуатируемые объекты из бетона, железобетона, кирпича подвергаются постоянному действию агрессивных внешних факторов. К ним относят осадки, УФ лучи, ветер, микроорганизмы. Немалый эффект оказывает капиллярная влага, попадающая в микроскопические поры стройматериалов, а также циклы замораживания и оттаивания в холодное время года. Все это негативно сказывается на несущей способности зданий. А цена нового строительства может быть очень высока. Усиление углеволокном призвано восстановить прочностные характеристики объекта, обеспечить равномерное распределение нагрузок, укрепить изношенные строительные конструкции. Слой углепластика оказывает изолирующий эффект, создает дополнительную опору, помогает остановить разрушительные процессы.

Углеродное волокно применяют для:

Монтаж системы холстов

Нанесение грунтовки

Укладка выравнивающего слоя

Первый слой клея

Смачивание холста до полной пропитки

Второй слой клея через 30 мин

Защитное покрытие через 24 часа

Эффект использования углепластика

Материал, получаемый путем высокотемпературной обработки полимерного волокна, очень легкий, гибкий и прочный. В сочетании с эпоксидным связующим затвердевший композит кратно крепче стали, при этом полотна из углеродного полотна мало весят, не создают дополнительную нагрузку на конструкции. Усиление конструкций углеволокном не меняет их геометрию, не утяжеляет, что особенно важно при работе с ветхими изношенными сооружениями. Кроме того, визуально слой карбона может быть весьма незаметным под отделкой. Использовать материал можно даже в рамках реставрации исторических зданий, его стоимость оправдана долговечностью и простотой использования.

После затвердевания нанесенный на эпоксидный клей слой углепластика забирает на себя часть нагрузок, увеличивая срок эксплуатации здания. Цена укрепления может быть выше, чем традиционные конструкции для армирования, такие как рубашки из бетона и металла. В то же время углепластик служит не одно десятилетие, не требуя долгих строительных работ, простоя объекта или изменения его конструктивных особенностей.

Технология проведения работ

Процедура армирования проводится после тщательного обследования объекта. Инженер оценивает состояние здания, выявляет локализацию, типы, масштаб дефектов, рассчитывает сроки и цену выполнения работ. После чего мы разрабатываем подробный проект, по которому выполняются рабочие процессы.

Усиление углеволокном любых элементов сооружения включает в себя ряд шагов:

• Подготовка поверхности к укреплению. С части здания, где будут проводить укрепление, убирают пыль, следы масла и старой отделки, грязь. Выступающие части арматуры чистят от следов коррозии, покрывают новым бетонным слоем.
• Обработка дефектов геометрии здания. Чтобы углепластик лег ровно, глубокие трещины, впадины заделывают ремонтной смесью, выделяющиеся наплывы бетона и раковины ремонтируют, чтобы выровнять обрабатываемую поверхность.
• Раскраивание композитного полотна. Опираясь на проект усиления, карбон режут на ламели, ленты, готовят его к наклеиванию на поверхность сооружения.
• Разметка рабочего основания под монтаж углеволокна, раскроенного по проектной документации. Если разметки нет или она неверная, на поверхности рабочей зоны после работ будут образовываться неэстетичные и снижающие качество нахлесты. Монтаж в несколько слоев более надежен, но его стоимость выше.
• Разметка поверхности. Чтобы подготовленные композитные изделия были смонтированы правильно, на стене или другом основании наносят метки, по которым ориентируются при наклейке. Если разметки нет или она неверная, слой композита может быть с разрывами или неэстетичными нахлестами. Все это негативно отражается на эффективности армирования.
• Нанесение на одну или обе стороны углеволокна связующего слоя. В целях увеличения адгезии «Вармастрой» задействуют эпоксидную смолу с улучшающими эластичность, схватывание добавками. Вещество безопасно, быстро набирает прочность, обладает высокой адгезией, заполняет поры, мелкие трещины и доступно по цене. Равномерно распределить смесь помогает строительный валик.
• Нанесение клея на основе эпоксидной смеси. На одну или две стороны композита наносят эпоксидную смолу с улучшающими добавками для высокой стойкости слоя к внешним факторам, повышения адгезии. Каждый кусок карбона должен плотно прилегать к основанию без пузырьков воздуха, для чего применяют валик или шпатель.

После затвердевания укрепляющего слоя с внешней стороны его покрывают огнезащитным и гидрофобным материалом. Он фиксирует полотно на сооружении, увеличивает результат укрепления и защищает углепластик от повреждений.

Основные схемы армирования

Выделяют три ключевые схемы, по которым выполняют усиление углеволокном. Выбор схемы зависит от вида механического напряжения и разновидности укрепляемых элементов. От нее, в свою очередь, зависит цена укрепления.

Усиление колонн (деформация на сжатие)

Если нужно укрепить сжатые конструкции, вокруг их сечения обустраивают бандажи из углепластика. Направление углеродных волокон в такой схеме должно быть перпендикулярным продольной оси усиливаемого строительного элемента. Когда бандаж окончательно смонтирован, на поверхности устанавливают замок из композитного полотна, идущего внахлест к первоначальному слою. Иногда применяют армирование в несколько слоев (надежнее, но дороже).

Укрепление холстами

Бренд MBrace реализует горизонтальную цельную или прерывистую обойму из углепластиковых лент CarbonWrap Tape. При усилении углеродным волокном такая методика формирует эффект сплошного обжатия, как при традиционных армирующих технологиях.

Усиление проводят так: лентами из углепластика полностью обертывают укрепляемые колонны. Чтобы адгезия материала и основания оставалась на высоте, композиты клеят с небольшим нахлестом, который должен соблюдаться для всей площади усиления. Обязательно монтировать обойму на качественный эпоксидный клей, который создает крепкое сцепление между основанием и углеволокном. По выгодной цене вы получаете надежное усиление строительной конструкции.

Усиление углеволокном в виде лент применяют, если бетон в составе конструкций не набрал проектную прочность или утратил ее под действием нагрузок, атмосферных факторов, деформации во время аварий. Предпосылками к усилению конструкций углепластиком могут служить локальное сжатие при перегрузках, утрата первоначального сечения опоры и другие факторы. Если подрядчики хотели сэкономить, низкое качество стройматериалов тоже может вести к необходимости армирования. Еще укрепление необходимо, если здание подверглось воздействию открытого огня, имеет трещины. Если при проектировании или строительстве объекта подрядчик допустил ошибки, это тоже негативно скажется на прочностных характеристиках, ведь параметры конструкций не будут отвечать стандартам.

Усиление углеволокном в виде ламелей

На некоторых объектах наблюдается высокий уровень изгибающих нагрузок, при которых можно задействовать усиление ламелями на основе однонаправленных углеродных волокон. Особенно это актуально для узких по сечению колонн. За счет армирования нужно компенсировать момент изгиба, причем по цене работ проще выполнить укрепление, чем замену элемента.

Причины, по которым может понадобиться усиление ламелями из углепластика, это, как правило, уменьшение сжатой и/или растянутой арматуры в диаметре из-за коррозии, большая гибкость колонны.

Углеродные сетки

Усиление углеволокном можно осуществлять и сетками CarbonWrap Grid 150/1200. При этом метод перекликается с армированием лентами, цена материала тоже сходна. При действии сильных изгибающих нагрузок тоже допускается задействовать сетку для укрепления.

Чтобы усилить конструкцию, на поверхность колонны наносят смеси для ремонта CarbonWrap Repair или эпоксидные связующие CarbonWrap Resin. При использовании качественных ремонтных растворов в процессе укрепления колонн получается добиться негорючести материалов, а именно группы НГ. В таких случаях другие мероприятия, направленные на огнезащиту конкретных конструкций, не потребуются. После того как был нанесен ремонтный состав, на поверхность объекта накладывают сетку.

Сначала углеродный материал прикатывают по слою связующего вещества на поверхность. Важно не допустить, чтобы слой клея схватился до того, как на нем разместят углеволокно. После монтажа сетки из карбона на нее наносят финишный слой ремонтной смеси толщиной около 2-3 мм, чтобы он полностью перекрыл армирующее полотно.