Композитные материалы

Одной из важных задач строительного комплекса является увеличение несущей способности конструкций (бетонных, кирпичных, деревянных и стальных). В настоящее время существуют различные пути ее решения, в данной статье речь пойдет об усилении строительных конструкций композитными материалами из углеродных волокон системы Sika CarboDur.
В состав системы входят следующие составляющие:
 ленты Sika CarboDur различных типов;
 эпоксидный клей для лент Sikadur 30;
 ремонтный раствор Sikadur 41;
 угольники для усиления сжатых зон Sika CarboShear L;
 холсты SikaWrap;
 эпоксидный клей Sikadur 330.
Ленты с помощью клея приклеиваются к основанию конструкции (см. рис 1).

 

 

Тип ленты выбирается исходя из ее технических характеристик и в зависимости от вида материала усиливаемого объекта. Усиление материалами из углеродистых волокон с высоким модулем линейной упругости уменьшает напряжения в арматурной стали, вероятность появления трещин. Также их целесообразно применять при большом изгибе усиливаемого элемента (например, в случае усиления деревянных конструкций - см. рис. 2) и большой высоте конструкции (при усилении кладки или стены - см. рис. 3 или усилении колонн - см. рис. 4).
Существуют и возможность предварительного напряжения лент непосредственно перед приклеиванием к конструкциям, что приводит: к уменьшению напряжений в арматурной стали, увеличению живучести и безопасности конструкции, более рациональному использованию несущей способности лент, а также уменьшению изгиба и ширины трещин.
Существует возможность усиления за короткий период времени. В нормальных условиях система достигает своей прочности через несколько дней, а в случае применения специального приспособления, подогревающего эпоксидный клей для лент Sikadur 30, можно нагружать конструкцию уже через несколько часов после ее усиления. Такая процедура позволяет достигнуть плановой прочности элемента за несколько часов (например, за ночь).
Угольники выполняют функции дополнительных стремян, приклеиваемых к Т - образным балкам (см. рис. 5) и ребристым конструкциям. Они анкерятся при помощи клея Sikadur 30 в зоне сжатия верхних полок разреза, в специально высверленных отверстиях и приклеиваются к боковой и нижней поверхностям балки.
Холсты применяются везде, где использование лент значительно затруднено или невозможно (например, при усилении больших кирпичных поверхностей или элементов со сложной геометрией - см. рис. 6). Для приклеивания холстов используется клей Sikadur 330.
Основными преимуществами системы являются:
 высокая прочность на растяжение;
 небольшие размеры и собственный вес;
 экстремально высокая прочность на усталость;
 простота перевозки и маневрирования;
 возможность покрытия растворами и красками;
 простое и быстрое применение;
 устойчивость к коррозии;
 возможность предварительного напряжения плит;
 водонепроницаемость материала.
Следует заметить, что качество усиления конструкций композитными материалами системы в большой степени зависит от состояния основания и выполнения требований по его подготовке, а также от соблюдения технологии проведения работ.
Основание должно быть прочным, ровным, обезжиренным и чистым. При наличии раковин или неровностей усиливаемой конструкции их необходимо предварительно выровнять (зашпаклевать) ремонтным раствором.
Технология выполнения работ достаточно проста. Сначала необходимо шпателем втереть тщательно перемешанный клей Sikadur 30 в подготовленную поверхность, выравнивая все дефекты основания. Ленту очистить (желательно фланелью, насыщенной специальным составом. После этого на ленту нанести слой клея Sikadur 30 так, чтобы этот слой в сечении имел вид дуги (высота от 3 до 5 мм). Прижав ленту к подготовленной и покрытой клеем поверхности, дожать ее валиком, чтобы клей по всей длине был выдавлен с двух сторон ленты.
Перед приклеиванием холста необходимо тщательно втереть клеевой раствор Sikadur 330 в подготовленное и выровненное основание. Холст уложить, учитывая направления волокон, и слегка дожать. Затем, используя специальный валик, дожать холст к основанию, направляя валик вдоль волокон. Заканчивается приклеивание нанесением последнего раствора - лучше всего с использованием валика или кисточки. В случае приклеивания очередного усиливающего слоя, необходимо повторить вышеуказанные операции.
Примерами применения композитных материалов из углеродных волокон системы Sika CarboDur являются:
 усиление железобетонной дымовой трубы на электростанции Козенице;
 увеличение несущей способности моста над рекой Вьяр и на международной трасе Via Baltika;
 усиление каменных колонн дворца в Баранове Сандомерском;
 быстрое усиление балки на эстакаде в Гдыни (весь ремонт удалось провести за 6 часов);
 дополнительное усиление фундаментной плиты РРА банка в Гдыни (см. рис. 7);
· усиление поддерживающих водяные трубы балок на электростанции Белхатув и др.
Итак, система приклеиваемых композитных материалов из углеродных волокон обладает целым рядом достоинств (устойчивость к коррозии, высокая прочность на растяжение, водонепроницаемость, удобство и простота в применении, небольшие размеры и вес и др.), что позволяет их широко применять для усиления конструкций различного назначения.

По материалам справочника
"Строительные материалы. Где их можно приобрести"