Все об усилении углеволокном

Усиление конструкции – один из основных (если не самый основной) этапов любого процесса строительства, который связан со стабилизацией и ростом общей прочности сооружения. Усиление конструкций углетканью – технология, которой чуть больше 20 лет и которая справедливо считается прогрессивной.

У этого простого, но супердейственного метода внушительный перечень преимуществ, который объясняется свойствами материала. Чтобы выполнить действия по усилению, не нужно пользоваться специальной техникой с большими возможностями грузоподъемности, так как углеродное волокно маловесно. Сами работы ведутся в10 раз быстрее по сравнению с другими технологиями. При этом углеткань не только делает конструкцию прочнее – она улучшает и несущую способность.

Углеродное волокно – это полиакрилонитрил (обработанный высочайшими температурами). В ходе армирования волокно подвергается пропитке двухкомпонентной эпоксидной смолой, после чего фиксируется на поверхность самого объекта. Та же эпоксидная смола демонстрирует очень эффективную адгезию относительно железобетона, и когда случается химическая реакция, углеродное волокно становится жестким пластиком, который по своей прочности в 6, а то и 7 раз превышает прочность стали.

Углеволокно ценится и за то, что оно не боится коррозии, устойчиво к агрессивным факторам окружающей среды. Нагрузка на объект по массе не растет, а эксплуатироваться усилитель способен 75 лет и более.

Требования к углеволокну:

• волокна должны располагаться параллельно;
• чтобы сохранить структуру элементов армирования, используется особая стеклосетка;
• углеволокно производится строго по требованиям технологий и соответствует стандартам качества.

Среди других замечательных свойств материала – защита конструкции от влаги. Волокно прекрасно справляется с такой функцией, как создание плотного водонепроницаемого слоя. Это высокопрочный материал, если дело касается характеристик растяжения, значение углеродного волокна достигает 4900 МПа.

Привлекают и простота, действительно высокая скорость монтажного процесса, то есть всякий объект можно усилить в сжатые сроки, не тратясь на аренду техники и вызов большого числа специалистов. И эта экономия на трудозатратах, на ресурсах временных и денежных делает углеродное волокно топовым продуктом в своем сегменте.

Отдельно стоит отметить эффективность технологии армирования углеволокном. Она будет таковой, если соблюдено несколько условий: это и естественная влажность сооружения, не препятствующая самой возможности монтажа армирующего материала, и надежность крепления, и стабильные по временным параметрам свойства как волокна, так и клея.

Основное направление применения – усиление железобетонных конструкций. Укладывается волокно на те участки конструкции, на которые приходится наибольшее напряжение.

Какие основания для усиления строительных конструкций можно выделить:

• физическое старение объекта, фактический износ материала и отдельных элементов конструкции (плит перекрытия, колонн и т. д.);
• такое повреждение бетонной конструкции, которое снизило ее несущую способность;
• перепланировка помещения, при которой в несущие конструктивные узлы вносятся коррективы;
• ситуации, когда поступает запрос на увеличение этажности зданий;
• усиление конструкций, продиктованное аварийной ситуацией и ее срочным разрешением;
• грунтовые подвижки.

Но не только с железобетоном так удачно взаимодействует углеволокно. То же относится и к металлоконструкциям, обладающим родственным к углеродному волокну модулем прочности и упругости. Можно работать и с каменными конструкциями, например столбами, стенами домов из кирпича.

Деревянные балки перекрытия тоже нужно усиливать, если состояние балочной системы требует вмешательства, если несущая способность очевидно снижена.

Рекомендации – это теоретическая основа процесса, не очень трудоемкого, но все же требующего внимания ко всем деталям.

До начала внешнего армирования углеродным волокном нужно осуществить конструкционную разметку, то есть надо очертить участки, где будут зафиксированы укрепляющие элементы. Замеры производятся вместе с очищением поверхности от старой отделки, от цементного молочка. Для этого используется углошлифовальный прибор с алмазной чашкой. Другой вариант – водо-пескоструйный аппарат. И очищение происходит до того момента, пока не будет обнаружен крупный бетонный заполнитель.

Все вышеуказанные действия нуждаются в очень ответственном исполнении, так как уровень подготовки основания к армированию напрямую влияет на конечный результат. Работа по эффективности усиления начинается еще с подготовительных действий.

На что надо обратить внимание:

• каковы характеристики целостности/прочности материала объекта, который предстоит усиливать;
• ровной ли является поверхность, куда будет монтироваться углеродное волокно;
• каковы температурные и влажностные показатели поверхности, куда фиксируют усиливающий материал;
• есть ли на месте наклеивания пыль, грязь, достаточно ли она очищена перед предстоящими процедурами, не будет ли недостаточная очистка мешать адгезии основания и углеродного волокна.

Конечно, производится и расчет усиления конструкций, на основании которого и осуществляются работы. Этим делом должны заниматься только высококвалифицированные специалисты. Безусловно, любые самостоятельные расчеты чреваты непростительными ошибками. Обычно такие задачи решают профи проектных организаций.

Для расчета усиления объекта углеволокном нужны:

• результаты экспертиз и обследования самих объектов усиления;
• качественные, детализированные фото поверхности объекта;
• детальные пояснения.

Само углеволокно реализуется рулонами, запакованными в полиэтилен. Важно, чтобы в ходе подготовки рабочей поверхности на материал армирования не попадала пыль. А она будет – и чаще всего в ходе бетонной шлифовки. Если поверхность не обеспылить, не защитить от ее попадания, материал просто не сможет пропитаться веществом – работа будет бракованной.

Потому перед раскроем сетки/ленты рабочая поверхность всегда застилается полиэтиленом, и лишь затем можно приступать к замерам. Чтобы обрезать углеводородную сетку и ленту, подготовить надо или ножницы по металлу, или канцелярский нож.

Адгезивом служат составы из двух компонентов, потому придется самому эти компоненты смешивать в нужных пропорциях. Чтобы эти пропорции не нарушить, в процессе дозирования надо пользоваться весами. Правило железное, и оно такое: смешиваются компоненты плавно, постепенно соединяясь, масса перемешивается дрелью со специальной насадкой. Если в этом процессе допущены ошибки, это может стать причиной закипания адгезива.

Важно! На стройрынке сегодня можно найти адгезивный материал, который продается в двух ведрах. Нужные пропорции двух компонентов уже отмеряны, их просто останется перемешать по инструкции.

Еще одно средство, которое берется в процессе приготовления смеси, – это полимерцементный адгезив.

Монтажная технология зависит от того, какой тип материала выбран. Углеродная лента крепиться к базе может двумя способами: сухим либо мокрым. Технологии имеют общее свойство: на поверхность базы наносится адгезивный слой. Но при сухом методе лента крепится к базе и пропитывается адгезивом исключительно после прикатки валиком. При мокром способе эта же лента изначально пропитывается адгезивным составом и уже потом прикатывается валиком к обрабатываемому основанию.

Особенности монтажа:

Чтобы пропитать углеволокно адгезивом, слой этого состава наносят на поверхность волокна, проходятся валиком, добиваясь следующего: верхний слой адгезива попадает вглубь материала, а нижний – появляется снаружи.

Углеродную ленту клеят и в несколько слоев, но все же больше двух делать не стоит. Это чревато тем, что при фиксации к потолочной поверхности материал просто сползет под своим же весом.

Когда адгезив полимеризуется, он будет идеально гладким, то есть отделка в дальнейшем фактически исключена.

Когда монтируются углеродные ламели, связующий состав наносится не только на тот объект, который предстоит усилить, но и на сам монтируемый элемент. Ламель после фиксации нужно прикатить шпателем/ валиком.

Углеродная сетка крепится на бетонную, изначально увлажненную базу. Как только нанесен адгезив (вручную или механически), тут же нужно раскатить сетку, не дожидаясь высыхания состава сцепления. Сетка должна немного вдавиться в адгезивный состав. Специалисты предпочитают на этом этапе пользоваться шпателем.

После этого надо дождаться, пока состав первично схватится. А понять это можно путем надавливания – это не должно быть легко. Если палец продавливается с большими усилиями, значит, материал схватился.

Адгезив, сделанный на базе эпоксидных смол, является горючим веществом. Под ультрафиолетовым воздействием он еще и рискует стать очень хрупкими. Потому использовать такие составы нужно с предусмотренной огнезащитой объектов, которые предстоит усилить.

В целом усиление сооружения углеродным волокном – это прогрессивный, со многих точек зрения экономичный способ упрочнения сооружения и его элементов. Композиты, которые применяются при усилении, гораздо легче и гораздо тоньше более привычных материалов. К тому же внешнее армирование – это универсальная современная методика. Она используется как на этапе строительства здания, так и при ремонте, при реставрационных работах, то есть чтобы усилить конструкцию, во многих случаях даже нет необходимости приостанавливать ее эксплуатацию.

Углеродное волокно усиливает элементы жилых и производственных зданий, архитектурных сооружений, транспортных и гидротехнических объектов и даже объектов атомной промышленности.

Ну а те, кто считает, что использование новых материалов и технологий – это всегда дороже традиционных решений, априори ошибаются в расчетах. Прочность конструкций повышается в разы, здание не перестает эксплуатироваться во время ремонта (а это могло бы вызвать финансовые потери более серьезных размеров), по времени такой ремонт очень быстр.

О том, как усилить доски углеволокном, вы можете узнать из видео ниже.