Усиление углеволокном бетонных конструкций

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 материала

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?

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 работы

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 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.

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