Усиление конструкций углеволокном и методом инъецирования

Усиление конструкций - это наиболее важная составляющая любого строительного процесса, связанного с повышением общей прочности сооружения. Усиление железобетонных конструкций – действенный способ увеличить время эксплуатации отдельных элементов и всего строения в целом.

Усиление конструкций углеволокном – прогрессивная технология, которая позволяет возвращать конструкциям утраченную несущую способность при помощи армирования специальными усиливающими элементами, изготовленными из композитных материалов.

Операции, направленные на усиление железобетонных плит, необходимы для улучшения их несущих характеристик и времени функционирования, они дают возможность проводить реставрационные работы различных элементов вследствие естественного износа или механических воздействий.

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:

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!