Углеволокно для усиления колонн

Необходимость в проведении подобных мероприятий может возникнуть при деформации или разрушении элементов, осуществлении надстройки или перепланировки помещения.

До того как был изобретен инновационный метод усиления колонн углеволокном, использовались для этой цели дополнительные элементы, такие как обоймы, растяжки, опоры, стойки. Такое решение приводило к изменению внешнего вида, геометрии здания, кроме того, повышало вес элемента. Также процесс немало стоил и требовал значительной рабочей силы.

Углеволокном колонны усиливать гораздо проще и быстрее. Это инновационный строительный материал, который используется для усиления, армирования и реконструкции всех видов строительных элементов. Этот композитный материал тонкий (до 5 мм) и легкий, не утяжеляет элемента. Клеится он специальным составом на основе эпоксидной смолы. Нужное количество слоев образует монолитное покрытие, которое оказывается в 6 раз прочнее железобетонной арматуры.

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.

Для выполнения работ используется особый композитный материал, который подходит для использования совместно с колоннами из различных материалов:

• бетон,
• камень,
• кирпич,
• армированный железобетон,
• древесина.

Технология работы подразумевает обвязку колонны углеродным полотном, который закрепляется к основанию с помощью эпоксидной смолы. После застывания клеевого слоя, часть нагрузки, приходящейся до этого на колонну, переносится на новую углепластиковую обвязку.

В отличие от используемых ранее стальных опор, растяжек и обойм, углеволокно не изменяет внешний вид сооружения и не увеличивает общий вес элементов. При этом прочность конструкции в шесть раз превышает привычную железобетонную обвязку и арматуру.

Основные причины усиления колонн

элемент любого архитектурного построения рано или поздно потребует ремонтных работ, в том числе и усиления. Проводятся такие работы только в крайних случаях, которыми могут стать:

• деформация элемента, механические повреждения;
• разрушение материала (бетона и арматуры) из–за агрессивной окружающей среды;
• коррозия арматуры (разрушение);
• в случаях, когда увеличиваются нагрузки на элементы;
• исправление ошибок;
• нарушение технологии при работе;
• несоответствие фактических свойств материалов.

Прежде, чем в здание будет происходить усиление колонн. Их осматривают специалисты, они решают какие материалы лучше всего использовать, уточняют сроки за которые будет проведена работа и дают советы.

Чем углеволокно лучше других материалов?

Использование углеродного волокна в строительстве достаточно новый метод. В России он используется с 1998 года. За столь короткое время углеволокно смогло доказать, что является одним из самых эффективных материалов и практически не заменимо.

Оно обладает такими свойствами как:

• термостойкость;
• устойчивость к ударам и химической внешней среде;
• время службы практически неограниченно;
• наносится в несколько слоев, при необходимости;
• при строительстве, не требуется прекращение работы всего здания;
• вес материала;
• прочность материала.

По техническим свойствам, даже по твердости, углеродное волокно раза в 3 превосходит металл (до недавних пор самый прочный материал в строительстве). Используется углеволокно в таких сферах, как промышленность, строительство, реже в аэрокосмической сфере.

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

По многим параметрам, углеродные волокна превосходят другие материалы в несколько раз. Но, несмотря на это, материал требует внимательного ухода и имеет ряд недостатков:

• цена (работа с этим материалом немного дороже, чем со сталью);
• время работы (в одном помещение не превышает недели, но по сравнению с работой другими материалами она выходит дольше).

Преимущества использования материалов

Ремонтные работы старых зданий, а также строительство новых, при условии использования углеволоконных материалов, углепластика или фибробетонов, возможно существенное сокращение расходов, срока их выполнения.

К преимуществам использования этих материалов относится:

• отсутствие необходимости привлекать тяжеловесную технику для работ, так как материалы легкие;
• с применением технологии внешнего армирования время, за которое выполняется усиление бетона углеволокном, сокращается до 10 раз;
• конструкция приобретает способность выдерживать нагрузки, которые в 4 раза превышают допустимый уровень для других материалов;
• конструкция не становится тяжелее;
• материал не подвергается коррозийным изменениям;
• если при проектировании, а также предварительных строительных работах, были допущены ошибки, их вполне можно исправить;
• новые материалы прослужат не менее 75 лет.

Усиление углеволокном проводится быстро и является очень эффективной технологией. При повреждении несущих конструкций усиление углепластиком или углеволокном незаменимо, так как оно помогает существенно уменьшить последствия повреждений, не только вернуть несущие способности конструкции, но и повысить их. В дальнейшем железобетон будет защищен от влияния влаги и возникновения коррозии арматуры. А также от большинства возможных механических повреждений.

Усиление несущих конструкций рационализирует строительство. Но доверить любые работы в этой сфере можно только профессионалам. Ведь огромное значение в достижении необходимого результата имеет технология.

Усиление композитами становится все более распространенной и часто применяемой технологией, поэтому и технология производства отдельных композиционных материалов и систем внешнего армирования – это та ниша, попасть в которую стремится все больше предприятий. Но только при условии технически грамотного подхода и отказа от чрезмерной экономии на материально–технической базе возможно создание конкурентоспособного материала.

Что усиливает углеволокно?

Усиление железобетонных колонн углеволокном позволяет улучшить такие показатели конструкции:

• несущие способности;
• устойчивость колонн к внешней среде;
• уровень допустимой нагрузки.

Преимуществами такого способа укрепления колонн являются следующие особенности материала:

• углеродное волокно не меняет вес колонн и не деформирует их;
• нет необходимости использовать тяжелую технику при работе;
• усиление с помощью углеволокна позволяет восстановить несущую способность колонны на 90 %.

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.