Технологии усиления плит перекрытия

Усиление плит углеродным волокном достаточно новый метод для России. Первые объекты, которые были реализованы по новой технологии, появились в 1998 году. Заключается он в наклеивании на конструкцию высокопрочного углеродного волокна, после чего материал принимает на себя часть усилий, благодаря чему повышает несущую способность конструкций.

В отличие традиционных способов усиления несущих строительных конструкций, усиление углепластиками не увеличивает сечение элементов, что имеет большое значение не только в случае промышленных зданий и сооружений, но, что особенно важно, в жилом, коммерческом и административном строительстве. Применение углепластиков при усилении зданий значительно сокращает сроки выполнения работ, и при комплексном подходе имеет ощутимый экономический эффект.

Что такое углеволокно?

Углеродное волокно – это искусственный материал, который состоит из очень тонких нитей. Выравнивание кристаллов придает материалу невероятную прочность на растяжение. Используется в промышленности.

Впервые использование углеволокна датируется 1880 годом. Оно получилось в результате пиролиза хлопкового или вискозного волокна и отличались высокой пористостью и хрупкостью. После этого на недолгое время про углеродные волокна забыли, но вторичное его появление состоялось в 1958 год, когда велись поиски новых материалов. Углеродные волокна оказались одними из наиболее подходящих. Благодаря их термостойкости, хорошим теплоизоляционным свойствам, коррозионной стойкости к воздействию газовых и жидких сред, высокой удельной прочности и жёсткости.

В качестве клея стали использоваться специальное связующее – конструкционные адгезивы.

Когда требуется усиление плит?

Со временем каждая строительная конструкция начинает разрушаться, терять свои первоначальные свойства. Если не произвести строительные работы, в итоге результат может привести к глобальным проблемам и человеческим жертвам. В связи с этим проводятся постоянные проверки и усиление плит.

Усиление железобетонных плит позволяет восстановить их целостность, рабочие характеристики и несущие способности.

Самой распространенной причиной разрушения плит является коррозия. Арматура увеличивается в объеме и разрушает окружающий бетон. Также, при появлении ржавчины, уменьшается сечение прутков армирующего каркаса, что ведет к снижению несущей способности конструкции.

(На фото можно увидеть обвал бетона в результате поражения армирующего каркаса коррозией)

Обнаружить проблему не всегда можно с первого раза. В некоторые детали необходимо всмотреться. Явные износы плиты:

1. Образование щелей и трещин.
2. Появление странных пятен на потолке – темных или светлых.
3. Появляются сколы.
4. Проблемы со штукатуркой на потолке.

Что необходимо сделать перед началом работы?

Первым делом необходимо оценить состояние перекрытия и его несущую способность. Для этого потребуется:

1. Визуальный осмотр, во время которого определяются геометрические размеры, целостность армирующего каркаса, выявляются дефекты конструкции.
2. Инструментальный контроль – определяется реальный запас прочности полевыми методами, сечение арматуры, измеряется раскрытие трещин и величина прогиба конструкции, толщина стяжки и штукатурки на потолке.

Общая технология усиления включает такие мероприятия:

• определение способа, который поможет увеличить несущую способность, а также примерные работы;
• создается документация;
• производятся расчеты;
• закупаются все необходимые материалы.

Основные правила укрепления

Усиливаемая плита перекрытия – это один из главных источников опасности, любое лишнее или неправильное действие может привести к катастрофическим последствиям. Для правильной установки и укрепления плит следует действовать в точности по технологии:

1. Первым делом конструкция укрепляется распорками, благодаря этому нагрузка распределяется по всей плите. Для этого используются металлические трубы, швеллера или брус большого сечения. Опоры при этом распираются клиньями и деревянными подкладками.
2. Далее требуется отчистить участки, где будет проходить работа. Плиты отчищаются от краски и других отделочных материалов, а также от осыпающейся штукатурки. С арматуры, в обязательном порядке, отчищается ржавчина и обрабатывается специальным преобразователем коррозии.
3. После этого убирается стяжка.
4. Рабочие места отчищаются от пыли и грязи.

Такое может произойти при несоблюдении правил.

Приготовление компонентов

Углеродные материалы продаются смотанными и упакованными в специальный защитный полиэтилен. Не допускается попадание пыли, которой после шлифования бетона будет достаточно, иначе углеродное волокно не будет приклеиваться с помощью строительного клея на основе смолы, т. е. получится производственный брак. Поэтому, заготовительную зону следует застелить плотным полиэтиленом и уже по нему отматывать требуемую длину углеродного материала. Обрезка углеродных лент и сеток может осуществляться обычным ножом, или ножницами по металлу, а углеродных ламелей – угол–шлифовальной машинкой с отрезным кругом по металлу.

Адгезивы, могут быть, как правило, двухкомпонентные – т. е. необходимо объединить два материала в определенных количествах. Необходимо точно прислушиваться к инструкции производителя и при смешивании элементов использовать специальные весы или мерную колбу. Объединение элементов заключается в постепенном добавлении одного компонента в другой, при непрерывном перемешивании дрелью на низких оборотах. Ошибки дозирования, или неправильное добавление одного элемента в другой, могут привести к кипению клея.
В последнее время, примерно несколько лет, большинство специалистов присылают адгезив в комплектах – т. е. в двух емкостях с уже дозированными объемами компонентов. Таким образом, появилась возможность просто смешать содержимое одной емкости в другой (для этого емкость присылается полупустой) и получить готовый адгезивный состав.

Строительные адгезивы (для углеродного волокна) поставляются в мешках и затворяются водой согласно инструкции, как любой ремонтный материал.
Помните, что связующее имеет ограниченный срок жизни – порядка 35–45 минут, и он резко сокращается при повышении температуры выше 22 ^оС, поэтому объем приготовляемого адгезива не должен превышать физических возможностей его выработки.

Укрепление плит углепластиком

При укреплении плит строители используются холсты из углеволокна:

1. Улеродное волокно наклеивается на плиты снизу с определенным шагом.
2. При необходимости используется лента – она проклеивается продольно по всей поверхности.
3. Если плиты ребристые, композитный материал наклеивается на нижней части ребер жесткости. Дополнительно укрепляется хомутами из однонаправленной ленты опорная часть конструкций.

В первую очередь необходимо найти участки, которые находятся под большим напряжением, следовательно, с ними и будет происходить дальнейшая работа. Сразу же эти места необходимо пометить и начать подготавливать конструкцию. Данные участки тщательно отчищаются от прежней отделки, краски, грязи и т. д. (для этого используется специальное шлифовальное оборудование).

От начального этапа будет зависеть и дальнейшая работа. Шлифовка должна происходить по точной технологии, с соблюдением всех правил. В процессе работы не допускается попадание влаги, в завершение этого этапа происходит очистка поверхности от грязи и пыли.

После того, как была подготовлена поверхность, настает очередь компонентов. Углеродное волокно привозится с завода в виде скрученной трубы. Перед началом выбирается отдельное место, где будет раскатываться материал, после этого зона застилается полиэтиленовой пленкой. Материал нарезается на куски необходимо размера. Для того чтобы сцепить материал и поверхность используются двухкомпонентные клеящие составы. Приобрести все необходимые ингредиенты можно в строительном магазине.

В обязательном порядке проверяют следующие параметры:

• ровность поверхности;
• прочность материала;
• температуру поверхности;
• отсутствие грязи и пыли;
• влажность;
• целостность материала.

Особенности повышения прочности различными методами

От выбора методики будет зависеть увеличение несущей способности. Выбор зависит от материала и особенностей самой постройки. Но универсальным и самым эффективным средством для плит считается углепластик. В зависимости от вида плиты, выполняются такие действия:

1. Усиление пустотных плит этажного перекрытия материалом, осуществляют путем наклеивания холста на поверхность снизу. Он приклеивается с определенным шагом. При этом может быть нанесено несколько слоев холста, что определяет степень повышения прочности.
2. Аналогичным способом происходит армирование монолитных плит, используемых для перекрытия, но углелента приклеивается продольно по всей поверхности. Это позволяет повысить сейсмоустойчивость.
3. Для усиления ребристых плит перекрытия углекомпозит наклеивают на нижнюю часть ребер. Количество слоев определяет уровень усиления. Опорную часть такой системы также укрепляют хомутами из однонаправленной ленты.

Полезные рекомендации

Профессионалы дают всего несколько важных советов:

1. При проведении восстановительных работ используются только качественные материалы, самое важное – это следовать требованиям технологии.
2. Доверять такую работу следует только проверенным компаниям, от правильного расчета будет зависеть остальная работа и итог.

Если следовать только этим рекомендациям, можно избежать многих проблем.

В таблице приведены несколько популярных продуктов, которые можно использовать.

При усилении плит ни в коем случае нельзя экономить на материале, плиты являются основой всей конструкции, и при плохой работе могут произойти страшные последствия. Такую работу лучше всего доверить профессионалам, которые смогут внимательно осмотреть плиты и подобрать необходимый материал.