Строительство дома - Ремонт квартиры - Дизайн
В процессе эксплуатации зданий и сооружений нередко возникает необходимость в усилении железобетонных несущих элементов конструкции. Ситуация может быть связана как с обнаружением дефектов, допущенных во время строительства, так и с перепрофилированием объекта либо его модернизацией. Еще одной причиной, по которой может потребоваться усиление бетонных конструкций, является естественный эксплуатационный износ здания или его повреждение из-за сейсмической активности или подвижки грунтов. В каждом из этих случаев оптимальным способом является усиление бетона углеволокном. Это инновационная строительная технология, которая получила название «Метод композитного армирования» и сегодня активно применяется во всем мире. Применение данного метода позволяет быстро и с минимальными затратами восстановить и даже увеличить несущую способность железобетонных конструкций, остановить разрушение здания или сооружения.
Метод композитного армирования можно использовать для самых разных конструкций и элементов зданий: для стен и плит перекрытия, оконных и дверных проемов, балок и колонн, строительных ферм, фундаментов и многого другого. Армирующими элементами при этом могут являться ленты, сетки, холсты или ламели. Фрагменты нужного размера и геометрии вырезаются из композитного материала — углеволокна, которое изготавливается из углеродных нитей (толщина 5 – 15 микрон). Данный материал характеризуется высокой прочностью на растяжение, которая достигается за счет объединения выровненных волокон в микроскопические кристаллы. Что касается твердости, то по этому параметру углеволокно не уступает стали, а по сопротивляемости усталостным нагрузкам существенно её превосходит. Поставляется материал в рулонах. Различают два типа углеволокна:
однонаправленное (выдерживает напряжение с единым вектором распространения);
двунаправленное (может выдерживать напряжения, векторы которых направлены в разные стороны).
В реализации метод предельно прост:
Зону крепления армирующих элементов очищают от пыли, грязи и остатков краски, если таковая имеется.
Из углеволокна вырезают фрагменты нужного размера и формы.
С помощью полимерного состава на основе эпоксидной смолы, имеющего высокие адгезионные свойства, наклеивают углеродные ленты, холст или ламели на поверхность армируемых элементов конструкции здания или сооружения.
Покрывают зону наружного армирования слоем полимерцементного состава.
Оставляют для просыхания и набора прочности, после чего можно производить отделочные работы.
Усиление бетонных конструкций можно производить как в один, так и в два слоя. Целесообразность применения конкретного типа материала зависит от того, какие нагрузки действуют на элемент конструкции, подлежащий усилению методом композиционного армирования. Стоит также учитывать, что для сопротивления искривляющим нагрузкам лучше использовать ламели, для компенсации изгибающего момента оптимальным вариантом являются сетки, а на противодействие нагрузкам центрального сжатия наиболее эффективно работают холсты и ленты.
Использование метода композитного армирования для усиления железобетонных конструкций зданий и сооружений сокращает сроки ремонтных работ и позволяет сэкономить значительные средства. Среди преимуществ данной технологии можно также назвать следующие:
реальное увеличение несущей способности бетонных конструкций;
простота реализации метода: бригада из нескольких человек проведет необходимые работы без привлечения тяжелой строительной техники и демонтажа конструкций, установленных ранее;
малый вес композита — не более 320 граммов на квадратный метр (минимальная дополнительная нагрузка на несущие конструкции и фундамент;
незначительное изменение геометрии ЖБИ, так как толщина углеволокна не более 1 мм;
высокая прочность армирующих элементов на растяжение;
химическая неактивность (отсутствие химических реакций при контакте со щелочами, кислотами, органическими соединениями);
устойчивость композитного волокна к влаге вплоть до возможности эксплуатации в постоянном контакте с водой;
долговечность композитного материала 100 лет и более.
Применять технологию композитного армирования можно также для конструкций, выполненных из кирпича, дерева, камня.
Фундамент может изнашиваться с годами из-за естественного старения, осадочной влаги, попадания в почву щелочей или кислот, а также из-за характерной для ряда регионов повышенной сейсмической активности. При усилении фундамента по технологии композитного армирования сетки, холсты и ленты из углеродных волокон наклеиваются на поверхность поврежденных участков основания (предварительно открытые для проведения работ, очищенные и просушенные). Несущая способность фундамента в результате восстанавливается, так как композит принимает на себя часть основной нагрузки. Метод применяется также при увеличении этажности здания против проектной.
Плиты перекрытия отличаются большой массой и отсутствием равномерной опоры. При этом они воспринимают большую нагрузку от находящихся внутри здания объектов (например, тяжелого оборудования, мебели, скопления людей) и от других элементов конструкции. Снижение прочностных характеристик плит перекрытия и их частичное разрушение может происходить вследствие ошибок, допущенных в процессе строительства здания, а также из-за старения материалов и вибрационных нагрузок. В конечном итоге может произойти обрушение, которое приведет к невозможности эксплуатации объекта и к необходимости капитального ремонта. Своевременное усиление плит перекрытия углеволокном позволит предотвратить эти тяжелые последствия. Если же в ряде помещений планируется установка тяжелого оборудования, то армирование необходимо произвести заблаговременно.
Усиление по технологии композитного армирования практикуют также по отношению к ригелям и балкам, являющимся изгибаемыми строительными конструкциями. Их армируют углеродными холстами, накладываемыми на расположенные вдоль внутренней арматуры «растянутые зоны», а для более качественного усиления устанавливают поперечные ламели из углеволокна. По сравнению с традиционным способом усиления балок с помощью металлоконструкций, армирование стекловолокном обойдется значительно дешевле и обеспечит ресурс надежности, на порядок превышающий тот, что можно получить, используя классический метод.