Termokings.ru

Домашний Мастер
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Усиление строительных конструкций композитными материалами

Усиление строительных конструкций композитными материалами

Реконструкция зданий – и промышленных, и гражданских – часто сопровождается необходимостью усиливать конструкции, которые находятся в неудовлетворительном для эксплуатации состоянии. Следствием востребованность подобных работ становится постоянное появление новых технологий. Усиление строительных конструкций с применением композитных материалов из углеволокна – один из самых современных и эффективных способов, широко используемых сегодня.

КТБ ЖБ оказывает услугу по усилению под ключ. Специалисты компании оперативно выполнят комплекс необходимых работ — от обследования до сдачи объекта заказчику. Преимущества предлагаемого сотрудничества: низкие цены, большой опыт, профессиональный подход к решению задач, поставленных клиентом.

Гидро-КС: мы продаем все для гидроизоляции

Оставьте запрос — мы подберем оборудование и расходники, и поможем советом

На сегодняшний день углеволокно – наименее затратный и наиболее эффективный способ исправления ошибок при проектировании и выполнении предварительных строительных работ. Для того, чтобы усиление конструкций было выполнено эффективно, материал должен отвечать определенным требованиям:

Волокна в структуре материала должны располагаться параллельно
Чтобы сохранять структуру армирующих элементов, нужно использовать специальную стеклянную сетку
Для того, чтобы материал соответствовал принятым требованиям, он должен изготавливаться в строгом соответствии с производственной технологией, в этом случае, качество материала будет высоким, а комплекс мер по усилению конструкции углеволокном – эффективным.

Правильно изготовленный материал обладает поистине уникальными свойствами. У него совсем небольшой вес, который не создает дополнительной нагрузки на конструкцию по массе, однако, в то же время, даже материал небольшой толщины обладает очень высокой прочностью. Армирующие элементы из углеволокна используются, как при усилении конструкций уже возведенных зданий, так и при строительстве новых.

Преимущества композитных материалов

Усиление несущих конструкций углеволокном – эффективный современный метод, обладающий целым рядом преимуществ, обусловленных свойствами материала. Для выполнения работ по усилению, не требуется привлечение специальной техники с большой грузоподъемностью, поскольку материал имеет небольшой вес.

Технология внешнего армирования железобетонных конструкций с помощью композитных материалов позволяет выполнять эти работы до 10 раз быстрее, чем при использовании других технологий. Материал, позволяет добиться четырехкратного увеличения несущей способности конструкции по сравнению с аналогичным показателем при использовании других материалов.

Углеволокно не подвержено воздействию коррозийных процессов и негативных факторов внешней среды. Нагрузка по массе на конструкцию не становится больше, а срок службы материала может составлять более 75 лет.

Применение данной технологии помогает избежать серьезных эксплуатационных проблем при повреждении конструкций . Усиление позволит не только минимизировать последствия полученных повреждений, вернув конструкции прежнюю несущую способность, но и существенно повысить ее. Кроме того, плотный и водонепроницаемый композитный материал защитит бетон от влаги и предотвратит появление коррозии в арматуре.

Общий принцип усиления – нанесение углеволокна на те участки конструкции, где присутствует наибольшее напряжение. Для решения конкретных задач применяется определенный вид армирующих элементов: ленты, ламели или сетка.

Работы по усилению железобетонных конструкций

Основанием для организации работ по усилению строительных конструкций является:

  • Физическое старение и фактический износ материалов и конструктивных элементов;
  • Повреждение конструкции, при котором снизилась ее несущая способность;
  • Перепланировка помещений, включающая внесение изменений в несущие конструктивные узлы;
  • Необходимость увеличения этажности зданий и строений;
  • Наличие ошибок при первичном проектированиии;
  • Необходимость усиления конструкций после аварийных ситуаций;
  • Грунтовые подвижки.

Укрепление железобетонных конструкций осуществляется традиционными и инновационными способами. При традиционном методе используют:

устройство рубашек и обойм;
наращивание сечения балок;
установка дополнительной арматуры и разгружающих стоек;
монтаж металлических порталов.

Инновационные методы усиления строительных конструкций:

Укрепление несущих узлов с применением композитных материалов (углепластик, карбоновое волокно, кевлар);
Совершение инъекций специальными смесями, в состав которых включена эпоксидная смола, полимерцементные материалы, полиуретан;

Использование технологии преднапряжения канатной арматуры. Суть технологии преднапряжения с натяжением на бетон в построечных условиях (постнапряжение) заключается в том, что напрягаемая арматура натягивается после бетонирования и набора бетоном достаточной прочности.

В результате напрягаемая арматура (канат) лучше воспринимает нагрузки, которые оказывают на нее внешние силы в течение всего срока службы сооружения. Преднапряженных канаты используются, как правило, при усилении перекрытий зданий и сооружений.

Комбинированные методы усиления железобетонных конструкций – совокупность различных технологических приемов, применяемых индивидуально в каждом отдельном случае.

Особенности мероприятий по укреплению железобетонных конструкций

При выполнении работ важно определить те участки конструкции, которые испытывают наибольшие нагрузки, а, следовательно, нуждаются в усилении. После этого происходит разметка конструкции и начинаются подготовительные работы, в ходе которых участки, на которые будет наклеиваться композит, тщательно очищаются с применением специального шлифовочного оборудования.

Выбор оптимальных способов и решений по усилению железобетонных конструкций производится в соответствии с проектной документацией, разработанной на основании многочисленных исходных данных, таких как:

Читать еще:  Что можно крепить монтажными пистолетами для дюбелей

Результаты обследования и проведенной экспертизы объекта (выявляются участки с наличием дефектов и потерей прочности);
Проектная документация существующего объекта;
Сведения о сроке эксплуатации объекта;
Данные об инженерно- и гидрогеологических характеристиках участка, в соответствии с которыми выполнялось первичное проектирование;
Информация о различии фактических и проектных данных исполнения конструктивных узлов, с приведением всех отступлений от проекта;
Данные о технологических нагрузках во время эксплуатации;
Сведения о положении железобетонных конструкций, полученные в процессе геодезической съемки;
Фактические параметры бетона и стали всех конструктивных узлов;
Данные об аварийных режимах конструкций за период до начала проектирования мероприятий по усилению;
Данные об имеющихся деформациях и вызвавших их причинах;
Данные о ранее усиленных конструктивных элементах;
Инженерно- и гидрогеологические характеристики на момент проведения усиления;
Прогноз возможного подтопления;
Сведения о новых возможных нагрузках, эксплуатационном режиме и ожиданий агрессивности среды;
Данные о дефектах железобетонных конструкций, которые влияют на несущие характеристики.

Перечень необходимых мероприятий

  • Увеличение поперечного сечения разных видов компонентов железобетонных конструкций с использованием технологии бетонирования слоями с применением каркаса для армирования, выбросу бетонного раствора под большим давлением из специального оборудования, инъектирование бетонной смеси в опалубки.
  • Укрепление несущих деталей посредством установки в строение дополнительных элементов, обеспечивающих правильное распределения давления.
  • Освобождение и точное распределение воздействия посредством переноса на другие детали строения за счет добавления новых консолей или модификации старых элементов, а также за счет подмены тяжелых деталей на компоненты с меньшим весом.
  • Увеличение технических свойств железобетонных изделий посредством установки внешних каркасов для армирования. Выполняется посредством установки армирования, анкеров, швеллеров, бетонных пластов, листов из стали, преднапряженных деталей.
  • Установка свай из бетона, специальных подошв и упоров под землей, с бурением отверстий с применением алмазных сверл. Отверстия выполняются в необходимых местах и наполняются бетонной смесью, что повышаетустойчивость подземных элементов строения.

Для усиление строительных конструкций лентами и ламелями из углеволокна применяются одинаковые или схожие адгезивы, а монтаж осуществляется по общим принципам. Именно поэтому их часто используют в совокупности. Применение углеродной сетки практически исключает возможность использования ленты и ламелей, поскольку ее монтаж сопряжен с выполнением «мокрых» работ.

Хорошо подготовленная к применению композитного усиления поверхность бетона влияет на эффективность усиления и распределение нагрузки. Шлифовка должна осуществляться с соблюдением технологии. Полностью должно быть исключено попадание влаги на шлифуемую поверхность, а также после шлифовки следует полностью удалить пыль и грязь.

Монтаж углеродной ленты производится «сухим» или «мокрым» методом. Разница между ними заключается в том, в первом случае ленту сначала прикладывают к основанию, после чего пропитывают адгезивом, а втором случае пропитка происходит сначала. Состав тщательно наносят на поверхность армирующего компонента таким образом, чтобы об проник вглубь материала и вышел наружу со стороны бетонного основания. Ламели монтируются схожим образом, только связующий состав в этом случае наносится и на основание, и на сам элемент. А углеродная сетка всегда монтируется на слегка увлажненную поверхность бетонного основания.

Специалисты Гидро–КС готовы предоставить необходимую консультацию, а также произвести любые работы по усилению конструкций композитом. У нас имеется обширный опыт работы на объектах любого масштаба и профиля!

Общество с ограниченной ответственностью Гидро-КС

Юр. адрес: 199155, г. Санкт-Петербург, ул. Уральская, д. 17, корп. 3, пом. 11 Н, оф. 1

Почтовый адрес: 199155, г. Санкт-Петербург, ул. Уральская, д. 17, корп. 3, пом. 11 Н, оф. 1

в ПАО АКБ «АВАНГАРД»

ОКВЭД 43.99, 47.52.79, 46.73.6, 43.99.1

Генеральный директор Матюшенко Дмитрий Викторович

Главный бухгалтер Матюшенко Дмитрий Викторович

Эл. почта: zakaz@g-ks.ru

Что будет после того
как я отправлю заявку?

Наши сотрудники свяжутся с вами по
указанным данным

Преимущества использования

В общем и целом для строительства интересны два свойства углеволокна. Первое — структурное разностороннее укрепление — используется для придания материалу повышенной твёрдости и прочности на сжатие. Армирование структуры выполняется фиброй толщиной 5–10 мкм при различной длине волокон. Имеет смысл структурно укреплять отделочные поверхности и несущую конструкцию зданий.

Вторая цель карбоновых волокон в строительной отрасли — закладное армирование — выполняется дополнительно переработанной первичной фиброй, принимающей вид холста, ровинга, нитей, канатов и укреплённых полимерными смолами стержней. В этом случае карбоновое волокно не укрепляет сам заполнитель в целом, но служит надёжной нервущейся основой для него.

Но в чём выгода карбоновых волокон, и почему их следует предпочесть менее экзотичным материалам? Начнём с того, что по физико-химическим свойствам ближайший конкурент углеволокна — фибра стеклянная, которая достаточно широко распространена в виде стеклохолста для внутренних штукатурных работ. Однако стекло имеет гораздо более низкое сопротивление разрыву и больший вес, в то время как углеродный полимер не только прочен, но и гораздо лучше сцепляется с окружающим его твёрдым материалом за счёт высокой собственной адгезии.

Читать еще:  Что нужно знать о затирке швов тротуарной плитки

Облицовка и структура, укреплённые таким образом, отличаются также увеличенной прочностью на сдвиг и скручивание, что для стали, стекла и других синтетических материалов всегда было существенной проблемой.

Однако не обходится без сложностей. В частности, при внутренней отделке зданий ставится вопрос о пожарной безопасности углеволокна. В присутствии кислорода оно выгорает уже при температурах около 350–400 °С, однако будучи «законсервированным» в безвоздушной среде, карбон сохраняет свои свойства даже при нагреве выше 1700 °C. Более высокую жаростойкость гарантирует фибра и её производные, покрытые разного рода карбидами — это надо учитывать при выборе материала для отделочных работ.

Укрепление композитными материалами

Появление трещин и дефектов неизбежно при эксплуатации строительных объектов. Усиление конструкции осуществляется после выполнения проверочных расчетов и технического обследования. Чтобы укрепить элемент, на котором появились дефекты, используют материалы на основе углеродных волокон. Технология не нуждается в применении спецтехники, оборудования или проведении огневых работ. Способ сокращает стоимость и срок выполнения поставленной задачи.

Укрепляют дефектные элементы если:

  • арматура повреждена коррозией или произошел ее обрыв;
  • снижена прочность конструкции;
  • нарушена анкеровка или сцепление объекта и армирующего каркаса;
  • трещины раскрываются.

Композитными материалами усиливают бетонные, каменные, металлические и железобетонные объекты.

Суть метода состоит в наклеивании на поврежденный элемент прочной углеткани. Материал перенимает на себя часть нагрузки, повышая несущую способность конструкции. Углеродное волокно скрепляется с поверхностью при помощи адгезивов, которыми выступают составы на основе минерального вяжущего компонента либо эпоксидных смол.

Физико-механические свойства углеродистой ткани повышают несущую способность усиливаемой конструкции без увеличения веса и потери полезного объема. Толщина укрепляющего слоя не превышает 5 мм.

Преимущества композитных материалов

Усиление несущих конструкций углеволокном – это прогрессивный и современный метод, который обладает целым рядом преимуществ, обусловленных свойствами самого материала:

  • Для того, чтобы выполнить работы по усилению, вам не понадобится привлечение специальной техники с большой грузоподъемностью, поскольку материал имеет небольшой вес.
  • Технология внешнего армирования железобетонных конструкций с помощью композитных материалов позволяет выполнять эти работы до 10 раз быстрее, чем при использовании других технологий.
  • Материал, позволяет добиться четырехкратного увеличения несущей способности конструкции по сравнению с аналогичным показателем при использовании других материалов.
  • Нагрузка по массе на конструкцию не становится больше
  • Углеволокно не подвержено воздействию коррозийных процессов и негативных факторов внешней среды
  • Срок службы материала может составлять более 75 лет
  • На сегодняшний день углеволокно – это наименее затратный и наиболее эффективный способ исправления ошибок при проектировании и выполнении предварительных строительных работ

Эффективность данной технологии трудно переоценить. Ее применение помогает избежать серьезных эксплуатационных проблем при повреждении конструкций в результате естественного износа или механических воздействий. Усиление позволит не только минимизировать последствия полученных повреждений, вернув конструкции прежнюю несущую способность, но даже существенно повысить ее. Кроме того, плотный и водонепроницаемый композитный материал защитит бетон от влаги и предотвратит появление коррозии в арматуре.

Этапы работ при внешнем углеволоконном армировании конструкций

Процесс усиления железобетонных конструкций углеволокном аналогичен поклейке обоев:

  • Очищение участков от отслаивающихся фрагментов;
  • Восстановление целостности контактного слоя специальными растворами;
  • Выравнивание поверхности;
  • Нанесение мелом на укрепляемый объект схемы расположения углеродных холстов;
  • Покрытие поверхности составом на основе эпоксидной смолы или минеральным клеем с высокой степенью адгезии;
  • Нанесение этого же клея на ленту;
  • Монтаж холста на поверхность с помощью ролика;
  • Покрытие защитной смесью.

После высыхания клеящей смеси углеволоконный слой облицовывается штукатуркой.

Технология проведения работ

Усиление углеволокном стен, фундамента, проёмов, плит проводится подрядчиком в несколько этапов:

1. Подготовка обрабатываемой поверхности. С армируемого участка удаляют выкрошенные частицы, счищают пыль, грязь. Избавляются от следов лакокрасочного слоя, шпатлёвки, штукатурки. Выступающие стальные элементы зачищают от ржавчины, при необходимости — заделывают в бетон.

2. Устранение геометрических дефектов. Чтобы композитная панель легла ровно, глубокие трещины, впадины зачеканивают, возвышающиеся выступы — нивелируют с защищаемой поверхностью.

3. Полное удаление пыли. После второго этапа остаются частички загрязнений. Перед началом основной работы колонны, стены, перекрытия снова очищают.

4. Раскрой холста, ламели из углеродного волокна. Мастер вырезывает согласно проектной документации укрепляющие фрагменты, подготавливает их к установке.

5. Разметка области нанесения подготовленных армирующих элементов. Без этого шага могут образовываться некрасиво выглядящие, снижающие прочность «пересечения» холстов — или отдельные участки останутся незащищёнными.

6. Нанесение на одну или обе стороны углеволокна адгезионного (клеящего) слоя. Для создания прочной связи «Вармастрой» применяют эпоксидную смолу с присадками. Вещество малотоксично, быстро сохнет, отлично схватывается со всеми поверхностями, заполняет поры, мелкие трещины. Для равномерного распределения слоя используют строительный валик.

Читать еще:  Лестница из террасной доски: варианты исполнения и самостоятельный монтаж

7. Наклеивание полимерного холста, разглаживание посредством шпателя или валика. Последнее позволяет выгнать из-под фрагмента скопившиеся воздушные пузырьки. Сразу после нанесения вырезанный участок можно свободно перемещать на эпоксидном слое, стыкуя с соседними кусками.

8. Нанесение запечатывающего слоя. Внешнее покрытие предотвращает повреждение композитной панели, ускоряет процесс окончательного сцепления клеящего материала, восстанавливаемой и армирующей поверхностей.

Монтаж системы холстов

Укладка выравнивающего слоя

Первый слой клея

Смачивание холста до полной пропитки

Второй слой клея чз 30 мин

Защитное покрытие чз 24 часа

После высыхания эпоксидной смолы холст или ламель затвердевают, приобретают требуемую жёсткость. Все применяемые материалы сохраняют гибкость: не трескаются, не раскрашиваются, не ломаются при наложении изгибающих усилий.

История появления

В 1880 году был открыт углерод. Его создателем является Т. Эдисон. Зарубежные производители за короткое время смогли внедрить углерод на рынок продаж, он стал активно применяться в различных сферах, чаще всего в промышленных и строительных отраслях.

В России проводились различные проекты, постепенно углерод начал применяться в российских проектах. Сегодня инженеры активно воссоздают углерод и используют его практически во всех сферах жизни.

Само углеволокно в строительстве начали использовать в 1982 г. на юге Германии, применялось оно при усилении железобетонного моста. В России данный материал первый раз использовали в 2004 г., при проведении ремонтных работ с балками моста для автомобилей через реку Киржач.

Какие материалы лучше всего использовать?

Для того чтобы работа проводилась не зря и ее итог обрадовал каждого, необходимо подумать и о качественном материале. Сейчас углеродное волокно и связующий клей можно купить практически в любом строительном магазине.

Одними из лучших считаются:

  1. Sika CarboDur S – однонаправленный материал из волокон на основе углерода для использования «сухим» методом. Обладает такими преимуществами: увеличением сейсмостойкости стенок из кирпича; компенсацией растерянной стальных элементов; повышением несущей возможности, а также гибкости колонн; улучшением несущей возможности систем; изменением смещений, стимулированных сейсмическими влияниями; улучшением рабочей прочности.
  2. Sika CarboDur M – это изготовленные способом пултрузии холсты из армированного полимера на основе волокон из углерода (CFRP), используемые для улучшения бетонных, деревянных, кирпичных, стальных элементов. Обладают такими преимуществами: повышением несущей возможности плит перекрытия, балок, пролётных построек мостов; монтажом нелегкого оснащения; самой высокой прочностью на растяжение; длиной, которая не имеет границ, не требует швов соединения; маленькой толщиной, простотой устройства пересечений; легко перевозится (рулоны); проведением комплексных испытаний и получением разрешительных документов на применение во многих странах мира.
  3. Sikadur–300 – двухкомпонентная смола, в состав которой не входят растворители. Обладает такими свойствами: используется для работы как вручную, так и механизированным способом; хорошо сцепляется с множеством поверхностей; неограниченные механические свойства; долгое время службы; не содержит растворителей.
  4. Sikadur–330 – двухкомпонентная тиксотропная смесь смолы и клея. Обладает такими особенностями: просто перемешивается и работает с помощью шпателя либо валика; используется для работы пропитки вручную; комфортена при нанесении в отвесные и потолочные плоскости; превосходное сцепление с большинством поверхностей; большие механические качества; не требует единичной грунтовки; не включает растворителей.
  5. Sikadur–30 – тиксотропный клей на основе двух компонентов комбинации эпоксидных смол и специальных наполнителей, применяется при нормальных температурах от +8 о C до +35 о C. Обладает такими свойствами: просто смешивается и наноситься; непроницаемый для воды в жидком и парообразном состоянии; значительная устойчивость к ударам и шлифующему сносу; твердеет в отсутствии усадки; значительная первоначальная также окончательная механическая надежность.
  6. Sikadur–31 CF Normal – это влагостойкий, клей на основе двух компонентов: смолы и специальных строительных элементов. Используется для работы при температурах от +15 о С до +35 о С. Обладает такими особенностями: элементы различного цвета (позволяет контролировать процесс); намерено не потребует грунтования; значительная первоначальная и окончательная надежность; непроницаем для жидкостей и водяного пара; хорошая стойкость при химических работах.
  7. Эпоксидный клей CWrap Polimer 530. Срок годности смеси 45 мин при 20Ст. Вязкость смеси

100 000 сантипуаз. Температура стеклования

68 о С. Предел прочности при растяжении 68 МПа. Модуль упругости при растяжении 3,3 ГПа. Предел прочности при сжатии 76,4 МПа. Модуль упругости при сжатии 3 ГПа. Предел прочности при изгибе 82,7 МПа. Модуль упругости при изгибе 3,1 ГПа. Время открытой выдержки (полной полимеризации) при t=25 о C 36 часов. Удлинение не более 5 %. Адгезия к бетону разрушение бетона через одни сутки после нанесения. Срок хранения 1 год.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×