Усиление углеволокном бетонных конструкций

18
0
Сергей Главный инженер компании ГК Иннова, опыт в строительстве более 15 лет. Участвовал в проектах многоэтажных домов, торговых центров и промышленных помещений.
Ваша скидка: 5%

Заполните несколько простых вопросов чтобы подобрать себе правильную гидроизоляцию:

1. Какой тип Вашего объекта?
Содержание статьи

1. Что такое углеродное волокно?
2. Особые свойства материала
3. Преимущества при использовании углепластика
4. Какие могут быть методы по усилению?
5. Этапы работы
6. Процесс работы
7. Приготовление компонентов
8. В каких случаях может потребоваться усиление бетонных конструкций?
9. Какой материал лучше всего использовать?

С каждым годом современная промышленность развивается и совершенствуется. Именно поэтому строительная сфера требует постоянного развития, новых технологий и современных инноваций. Одной из такой технологий является усиление углеволокном конструкций и зданий (чаще всего используется для бетонных конструкций).

В отличие от 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 углеродное волокно?

Углеволокно (углепластик) – искусственный материал, достаточно новый по современным расчетам.

По техническим свойствам, даже по твердости, углеродное волокно раза в 2 превосходит металл (до недавних пор самый прочный материал в строительстве). Используется углеволокно в таких сферах, как промышленность, строительство, реже в аэрокосмической сфере.

Одними из ключевых плюсов использования углеродного волокна является доступность, скорость и простота реализации (технология работы представляет собой наклеивание материала на подготовленную поверхность).

Особые свойства материалаУсиление углеволокном бетонных конструкций

Изготавливается углеволокно в соответствии со строгой технологией, таким образом необходимо добиться высокой прочности и высокого качества. Если материал был изготовлен, соблюдая все правила, то он получится невероятно упругим и будет иметь некоторое особые свойства:

  • прочность, в сравнение с другими строительными материалами;
  • упругость;
  • огнеупорность;
  • процесс ремонтных работ позволяет не закрывать помещение полностью;
  • небольшой вес.

Усиление углеродным волокном позволяет бетонным стенам служить намного дольше, так не появляются трещины, деформация или коррозия.

Преимущества при использовании углепластика

При строительстве новых зданий или ремонтных работ старых, профессионалы стали использовать углеродное волокно, таким образом существенно сокращаются расходы на материал и срок выполнения.

К основным преимуществам материала относятся:

  • не требуется помощь большой техники, так как материал легкий;
  • конструкции получают возможность выдержать нагрузки, которые в несколько раз превышают допустимый уровень для других материалов;
  • конструкция не становится тяжелее;
  • материал не поддается коррозийным изменениям;
  • возможность исправить ошибки;
  • долгий срок службы.

Усиление бетонных стен с помощью углеволокна является эффективны способом. При повреждении несущей конструкции использование углепластика практически незаменимо, он существенно убирает последствия повреждений, повышает несущие способности.

Доверять такую работу следует только профессионалам. Ведь огромное значение в достижении необходимого результата имеет технология.

Какие могут быть методы по усилению?Усиление углеволокном бетонных конструкций

Основные методы усиления это:

  1. Армирование – используется стальная и композитная арматура, сварные сетки и различный металлопрокат: швеллеры, уголки, двутавр. Другие, или же дополнительные, элементы усиления монтируются с внешней стороны. Таким образом создается внешний армопояс. Также дополнительные элементы могут встраиваться в несущие конструкции, такими являются стены, колонны, балки.
  2. Торкретирование – этот метод является самым молодым, используется он, в сравнение с другими, недавно, на сегодняшний день является самым доступным по расходам. Метод позволяется в короткие сроки обрабатывать большие поверхности.
  3. Гидроизоляция – последний метод усиления применяется в защите фундаментов, подвалов и цокольных этажей.

На данный момент существует всего 3 основных способа усиления конструкций:

  1. Традиционные, или же стандартные.
  2. Инновационные, или технологичные.
  3. Комбинированные.

Этапы работы

Прежде чем приступить к работе, необходимо подготовить поверхность к работе и приобрести нужный материал.

Подготовка поверхности

Изначально проводится осмотр помещения, выбираются более трудные места, и намечается нужная поверхность, эти места должны ярко выделяться от остальной поверхности. После, данные зоны очищаются от грязи, а вся поверхность счищается до цемента.

Определяется состояние поверхности и ее готовность к нанесению, проверяются такие факторы как:

  • гладкость поверхности и ее чистота;
  • стабильная температура;
  • монолитность;
  • влажность.

Увеличение прочности с помощью углеродного волокна позволяет заменить металлическую арматуру, если ее невозможно применить. Например, при армировании трансформаторных подстанций, замена металла на углекомпозиты позволяет снизить риск возникновения индукционных токов.

Подготовка материала

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.

Процесс работыУсиление углеволокном бетонных конструкций

Углеродное волокно, может быть нескольких видов:

  • лента;
  • ламель;
  • сетка.

Монтаж работы с использованием углеродной ленты можно производить несколькими методами (мокрым или сухим). Разница между ними не столь большая, в мокром методе, прежде всего поверхность протирается адгезивом, после этого приклеивается лента. В сухом – сначала приклеивается лента, после чего она пропитывается адгезивом.

В случае работы с ламели, адгезив наносится, как на поверхность здания, так и на сам материал. Таким образом, он пропитывается с двух сторон.

Углеродная сетка наносится только на влажную поверхность.

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.

В каких случаях может потребоваться усиление бетонных конструкций?Усиление углеволокном бетонных конструкций

Усиление бетонных конструкций производится только в крайних случаях. Такими могут стать:

  1. Повреждение строительной конструкции.
  2. При изменении условий эксплуатации.
  3. Если изменяется расчет сумы конструкции.
  4. Появляется необходимость повысить надежность и время службы конструкции.

Со временем каждая бетонная конструкции требует ремонта.

Какой материал лучше всего использовать?

Прежде всего, в работу необходимо применять только качественные продукты, их основные преимущества:

  1. Не подвержены коррозии.
  2. Высочайшая прочность на растяжение.
  3. Исключительная долговечность и усталостная прочность.
  4. Неограниченная длина, не требуют швов соединения.
  5. Небольшая толщина, простота устройства пересечений.
  6. Легкость транспортировки (рулоны).
  7. Небольшой вес, очень легко монтируются, особенно к потолочным плоскостям (не требуют временного крепления).
  8. Гладкие края без выступающих волокон.
  9. Проведение комплексных испытаний и получение документов на применение во многих странах мира.

В таблице приведены лучшие углеволокна.

Углеродная ткань
CWrap Fabric 230
Плотность 230 г/м² ± 5 %

Расчетная толщина монослоя ткани
0,128 мм ± 5 %
Упаковка 1 рулон в картонной коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина рулона 50 м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 3,45 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен

Углеродная ткань
CWrap Fabric 530
Прочность на разрыв > 4900 МПа
Модуль Упругости > 230 ГПа
Плотность 530 г/м² ± 5 %
Расчетная толщина монослоя ткани 0,293 мм ± 5%
Упаковка 1 рулон в картонной
коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина Рулона 50 п.м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 7,95 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен
Углеродная ткань
CWrap Fabric 230
 

Плотность 230 г/м² ± 5 %

Расчетная толщина монослоя ткани
0,128 мм ± 5 %
Упаковка 1 рулон в картонной коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина рулона 50 м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 3,45 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен

 

Углеродная ткань
CWrap Fabric 530
 

Прочность на разрыв > 4900 МПа
Модуль Упругости > 230 ГПа
Плотность 530 г/м² ± 5 %
Расчетная толщина монослоя ткани
0,293 мм ± 5 %
Упаковка 1 рулон в картонной коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина Рулона 50 п.м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 7,95 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен

Углеродная ламель
CWrap CarbonPlate 12/100
Плотность 1,60 г/cм3
Тип связующего эпоксидный полимер
Объемное содержание волокон
> 68 %
Прочность на растяжение > 3,1 ГПа
Модуль упругости > 170 ГПа
Удлинение при разрыве 1,8 %
Толщина 1,4 мм
Ширина 100 мм
Площадь сечения 140 мм2
Длина рулона 100 п.м.
Эпоксидный клей
CWrap Polimer 530
Прочность на разрыв > 4900 МПа
Модуль Упругости > 230 ГПа
Плотность 530 г/м² ± 5 %
Расчетная толщина монослоя ткани
0,293 мм ± 5%
Упаковка 1 рулон в картонной
коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина Рулона 50 п.м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 7,95 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен
Углеродная ткань
CWrap Fabric 230
 

Плотность 230 г/м² ± 5%

Расчетная толщина монослоя ткани
0,128 мм ± 5 %
Упаковка 1 рулон в картонной коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина рулона 50 м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 3,45 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен

 

Углеродная ткань
CWrap Fabric 530
 

Прочность на разрыв > 4900 МПа
Модуль Упругости > 230 ГПа
Плотность 530 г/м² ± 5 %
Расчетная толщина монослоя ткани
0,293 мм ± 5 %
Упаковка 1 рулон в картонной коробке
Ширина 300 мм ± 5 %
Длина Рулона 50 п.м ± 5 %
Вес одного рулона НЕТТО 7,95 (± 0,15) кг
Срок хранения не ограничен

Углеродная ламель
CWrap CarbonPlate 12/100
 

Плотность 1,40 г/cм3
Тип связующего эпоксидный полимер
Объемное содержание волокон
> 68 %
Прочность на растяжение > 3,1 ГПа
Модуль упругости > 170 ГПа
Удлинение при разрыве 1,8 %
Толщина 1,2 мм
Ширина 100 мм
Площадь сечения 120 мм2
Длина рулона 100 п.м.

Углеродная ламель
CWrap CarbonPlate 14/100
 

Плотность 1,40 г/cм3
Тип связующего эпоксидный полимер
Объемное содержание
волокон
> 68 %
Прочность на растяжение > 3,1 ГПа
Модуль упругости > 170 ГПа
Удлинение при разрыве 1,8 %
Толщина 1,2 мм
Ширина 100 мм
Площадь сечения 120 мм2
Длина рулона 100 п.м.

Углеродная ламель
CWrap CarbonPlate 14/100
 

Плотность 1,60 г/cм3
Тип связующего эпоксидный полимер
Объемное содержание волокон > 68 %
Прочность на растяжение > 3,1 ГПа
Модуль упругости > 170 ГПа
Удлинение при разрыве 1,8 %
Толщина 1,4 мм
Ширина 100 мм
Площадь сечения 140 мм2
Длина рулона 100 п.м.

Эпоксидный клей
CWrap Polimer 530
CWrap Polimer 230 – наполненный эпоксидный двухкомпонентный клей, рекомендуется применять для углеродных тканей с поверхностной плотностью не более 300г/м2

Срок годности смеси 40 мин при 20 °С
Вязкость смеси ~100 000 сантипуаз
Температура стеклования ~68 °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 °C 36 часов
Удлинение не более 5 %
Адгезия к бетону разрушение бетона через 1
сутки после нанесения
Срок хранения 1 год

Порошок оксида
кремния CWrap TX
Предотвращает образование подтеков, даже в низковязких эпоксидных составах, без потерь механических свойств, таких как прочность.

Внешний вид – порошок
Цвет белый
Насыпная плотность 70 г/л
Удельный вес 3,2 г/см3
Удельная поверхность 105 мг/г

Таким образом усиление стен с использованием углеволокна позволяет конструкции прослужить намного дольше. Материал не требует долгой работы, а результат обрадует каждого.

УСИЛЕНИЕ УГЛЕВОЛОКНОМ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
УСИЛЕНИЕ УГЛЕВОЛОКНОМ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Срок проведения работ от 3х дней
Стоимость Гарантия
Гарантия от 3х лет
Безопасность
Стоимость
Эффективность
Долговечность
Частые вопросы
Какие еще существуют материалы для усиления бетонных конструкций?

Усиление бетонных конструкций может происходить с помощью холстов, углеродных составов, эпоксидных смесей, а также растворов с цементной основой. Усиление углеволокном увеличивает срок службы бетонных стен, предотвращая появление трещин, деформации и коррозии. Материалы для работы должны быть качественными и тщательно проверенными перед началом работы.

По каким показателям углеволокно выигрывает у остальных материалов?

Использование углеволокна позволяет профессионалам сократить расходы на материал и сроки выполнения работы. Для усиления конструкций данным способом, нет необходимости в помощи большой техники, так как материал легкий. Работая с углеродным волокном, предоставляется возможность исправить ошибки, а сам материал не подвержен появлению коррозийных изменений. Конструкции в результате долго служат, не утяжеляются, а также могут выдерживать такие нагрузки, которые не выдержат многие другие материалы.

Какие задачи на стадии строительства и эксплуатации решает система внешнего армирования?

Система внешнего армирования устраняет повреждения несущих конструкций, которые появились во время эксплуатации. Также она увеличивает несущую способность конструкций при увеличении расчетных нагрузок, усиливает перекрытия при устройстве новые проемах и иных ощутимых изменениях здания, снижает затраты на проведение работ.

Насколько распространен данный метод усиления конструкций?

Данный метод конструкций пользуется большим спросом, и его популярность продолжает стремительно расти. Спрос на углеволокно стремительно растет благодаря тому, что этот материал высокопрочный, высокомодульный и линейно упругий. Углеродное волокно намного легче, чем железо и алюминий, а также он обладает четырехкратной прочностью на разрыв, что делает его лучше, чем передовые марки стали.

Вредит ли использование углеволокна окружающей среде?

Несмотря на значительные преимущества углеволокна, данный материал является сложным и трудно поддается переработке. Чтобы удержать углеродные волокна применяется полимерная матрица, которая не может сдираться, переплавляться или даже просто выкидываться. В процессе разложения наносится вред окружающей среде, но многие компании уже давно занимаются переработкой и находят новые методы упрощения данного процесса.

Выгодно ли использовать углеволокно?

Углеволокно хоть и стоит дорого, но в соотношении с качеством и долговечностью, он полностью оправдывает себя. Структура, которая укреплена углеродным волокном приобретает настолько большую прочностью, что может даже быть применена как опоясывающее армирование для элементов сильно нагруженных конструкций. Данный материал придет удивительную устойчивость к эксплуатационным нагрузкам.

Как правильно работать с углеволокном, чтобы ничего не испортить?

Перед началом работы с материалом нужно выделить для углеволокна отдельную зону и застелить ее полиэтиленом. Важно проследить, чтобы на поверхность не попала бетонная пыль, так как продукт сразу же становится не пригодным для использования. Нарезать углеродное волокно можно обычным строительным ножом либо ножницами по металлу. Ламели можно отрезать угол-шлифовальной машинкой. Адгезив добавлять необходимо постепенно, чтобы не случилось закипание при смешивании компонентов.

Какими особыми свойствами обладает углеволокно?

Углеволокно изготавливается по особой технологии, которая позволяет добиться высокой прочности и качества. Также данный материал является упругим и огнеупорным. Работая с ним, во время проведения ремонтных работ можно не закрывать полностью помещение. Также не смотря на его прочность, он имеет небольшой вес. Именно по этим причинам бетонные стены в итоге будут служить много лет, а трещины, деформации либо коррозия не появятся.

Может ли любитель справиться с укреплением углеволокном бетонных конструкций?

Данную работу лучше всего доверить профессионалам, так как для ее выполнения требуется составление точных расчетов и плана работы. Стоимость услуг рабочих при условии, что бетонные конструкции будут усилены с помощью углеволокна, не высокая. Проведение данной работы требует строгого соблюдения технологии, а времени затрачивается очень мало. Заплатив небольшую сумму, вы не только сохраните свое время и силы, но и будете спокойны, что все будет выполнено грамотно и четко.

Какие методы усиления углеволокном существуют?

К основным методам усиления относятся: армирование, торкретирование, а также гидроизоляция. В первом случае используется стальная и композитная арматура, сварные сетки и различный металлопрокат, создавая внешний армопояс. Второй метод является самым молодым и доступным по расходам. Благодаря ему за короткое время можно обработать большие поверхности. Последний метод используется для защиты фундаментов, подвалов и цокольных этажей.

Какова последовательность работы над усилением углеволокном бетонных конструкций?

Перед тем как начать выполнение работы, следует подготовить поверхность и закупить необходимый материал (лента, ламель, сетка). Затем проводится монтаж работы. Если вы имеете дело с углеродной лентой — наносить ее можно мокрым либо сухим методом. Если работу необходимо осуществлять с ламелью, тогда нужно адгезив нанести дважды — на поверхность здания и на материал, чтобы она пропиталась с дух сторон. При работе с сеткой, наносить ее нужно только на влажную поверхность.

При каких обстоятельствах может понадобиться усиление бетонных конструкций углеволокном?

Проводить усиление бетонных конструкций нужно лишь в крайних случаях. Работу необходимо начинать если была повреждена строительная конструкция, если были изменены условия эксплуатации, если поменялся расчет сумы конструкции, а также если понадобилось повысить надежность и время службы конструкции. Каждую бетонную конструкцию со временем нужно ремонтировать и усиливать.

Оставить отзыв
Ваша оценка: