Структурно подсилване с въглеродни влакна

Главна информация.

Укрепването на конструкции с въглеродни влакна е сравнително нов метод за България - първите обекти, реализирани у нас, са от 1998 г. Този метод се състои в залепване на високоякостни въглеродни влакна върху повърхността на конструкцията, която поема част от усилието, като по този начин увеличава носещата способност на подсиления елемент. Като лепило се използват специални структурни лепила (биндер) на основата на епоксидни смоли или минерален биндер. Благодарение на високите физико-механични характеристики на въглеродните влакна е възможно да се увеличи носещата способност на конструкцията практически без загуба на полезния обем на помещенията и увеличаване на собственото тегло на сградата - дебелината на усилващите елементи обикновено е от 1 до 5 mm.

Трябва да се разбира, че "въглеродни влакна " е материал (като бетон), а не завършен продукт. Въглеродните влакна се използват за направата на цял набор от материали, някои от които се използват в строителството -карбонови ленти, ламели и мрежи.

В преобладаващата част от случаитеармировка от въглеродни влакна се използва за стоманобетонни конструкции - това се дължи на високите технически и икономически показатели за изпълнение на такива проекти. Тази технология обаче е приложима и за метални, дървени и каменни сгради и конструкции.

Конструктивни решения.

Укрепването на подови плочи и греди се извършва чрез залепване на въглеродни влакна в най-натоварените зони - обикновено в центъра на участъка по долния ръб на конструкцията. Това увеличава тяхната носимоспособност по отношение на огъващите моменти. За решаване на подобни проблеми са подходящи всички видове карбонови материали - ленти, ламели и мрежи.

В допълнение, за гредите често се изисква да се извършиподсилване на опорни зони за увеличаване на носещата способност под действието на напречни сили (по наклонена пукнатина). За това са залепени U-образни скоби, изработени от карбонови ленти или мрежи.

Въглеродните ленти и ламелите понякога се използват заедно, тъй като методът им на монтаж и състава на лепилото са сходни. Използването на карбонови мрежи като цяло елиминира използването на ленти и ламели във връзка с производството на "мокри" видове работа.

Укрепването на колони става чрез залепването им с карбонови ленти или решетки в напречна посока. По този начин се постига ефектът на „залепване” и се ограничават напречните деформации на бетона по подобен принцип с „бетон в тръба” или „триосно свиване”.

Изпълнение на работата. Подготовка на повърхността.

При армиране на стоманобетонни конструкции с въглеродни влакна, работата започва с маркиране на конструкцията - начертават се зони, в които ще бъдат разположени армировъчни елементи. След това тези зонисе почистват от довършителни материали, мръсотия и циментово мляко, докато се разкрие голям бетонов агрегат. За това се използват или ъглошлайфи с диамантени чаши, или машини за водно пясъкоструене.

Качеството на подготвената основа (повърхността, върху която са залепени въглеродни влакна) пряко влияе върху съвместимостта на конструкцията с усилващия елемент, поради коетопри подготовката на основата, задължително контролирайте следните параметри:

• равномерност на повърхността;
• здравина и цялост на материала на подсилената конструкция;
• температура на повърхността на структурата;
• липса на замърсяване и прах;
• влажност на въздуха;
• и други (пълен списък и допустими стойностиконтролираните параметри са дадени в блок-схеми за строителни работи).

Подготовка на компонентите.

Карбоновите материали се доставят навити и опаковани в полиетилен. Много е важно да не ги зацапвате с прах, който ще бъде много изобилен след смилането на бетона, в противен случайвъглеродните влакна не могат да бъдат импрегнирани със свързващо вещество, т.е. ще има производствен дефект. Следователно, зоната на подготовка трябва да бъде покрита с плътен полиетилен и по него да се развие необходимата дължина на въглеродния материал. Нарязването на карбонови ленти и мрежи става с канцеларски нож или ножица за метал, а карбоновите ламели с ъглошлайф с режещо колело за метал.

Лепилата обикновено се използват двукомпонентни - т.е. изисква се смесване на два материала в определено съотношение. Необходимо е стриктно спазване на инструкциите на производителя ипри дозиране да се използва кантар или мерителни прибори. Смесването на съставите става чрез постепенно добавяне на един компонент към друг при постоянно разбъркване с бормашина с ниска скорост.Грешки в дозирането или неправилно смесване на един компонент с друг могат да причинят кипене на лепилото.

През последните години повечето производители доставят лепило в комплекти - т.е. в две кофи с вече дозирани обеми компоненти. По този начин можете просто да смесите съдържанието на една кофа в друга (кофата е специално доставена с по-голям обем (полупразна)) и да получите готов лепилен състав.

Полимерциментовите лепила (за карбонови мрежи) се доставят в чували и се смесват с вода според инструкциите, както всеки ремонтен материал.

Трябва да се помни, челепилото има ограничен живот - около 30-40 минути и торязко намалява при повишаване на температурата над 20°C, така че обемът на приготвеното лепило не трябва да надвишава физическите възможности за неговото производство.

Монтаж на карбонови материали.

В зависимост от вида на материала от въглеродни влакна, технологията на неговото инсталиране се различава значително:

Поставянето на карбонови ленти може да се извърши по "мокър" или "сух" метод. И в двата случая върху основата се нанася слой лепило, но при „мокрия“ метод карбоновата лента първо се импрегнира с лепило и след това се навива към основата с ролка, а при „сухия“ метод лентата се навива към основата и след това се импрегнира със слой лепило отгоре. Импрегнирането на карбоновата лента се извършва чрез нанасяне на слой лепило върху нейната повърхност и притискане с бояджийски валяк или шпатула, като се гарантира, че горният слой на свързващото вещество прониква дълбоко във въглеродните влакна, а долният слой на свързващото вещество излиза навън. Карбоновите ленти могат да се полагат на няколко слоя, но когато се залепват към повърхността на тавана, не се препоръчва да се изпълняват повече от 2 слоя на една смяна - материалът започва да „пълзи“ под собственото си тегло.

Трябва да се помни, че след полимеризация на лепилото, повърхността му ще бъде гладка и ще бъде невъзможно да се нанесе висококачествено покритие върху него. Следователно, дори върху „свежия“ армировъчен елемент е необходимо да се нанесе слой от едър пясък.

Примонтиране на карбонови ламели лепилото се нанася както върху конструкцията, така и върху армиращия елемент. След това ламелата се навива до основата с бояджийски валяк или шпатула.

Монтажът на карбоновата мрежа се извършва върху мокра бетонна повърхност. Първо се нанася първият слой полимерциментов състав. Може да се полага както ръчно, така и механизирано - торкрет бетон. от„Свеж“ слой от полимерен цимент се разточва с въглеродна мрежа с лека вдлъбнатина в състава. Най-удобно е да направите това с шпатула. След това е необходимо да издържите технологична пауза, докато композицията започне да се втвърдява. Времето за втвърдяване зависи от избрания състав и температурата на околната среда, но необходимото състояние - полимерциментът почти не се притиска с пръст. След това се полага покриващ слой от полимерцимент.

Защитни покрития.

Трябва да се помни, чеепоксидните лепила са запалими и в допълнение, те са обект на крехкост, когато са изложени на ултравиолетови лъчи. Следователно при използването им е необходимо да се осигури противопожарна защита на армировъчните елементи за клас на огнеустойчивост не по-нисък от обявения за армираната конструкция.

Ако имате нужда от Усилване на конструкции с карбон - обадете ни се и ние ще Ви консултираме и ще Ви помогнем да съставим план за решаване на Вашия проблем.

---