Композиционный материал — это неоднородный сплошной материал, состоящий из двух или более компонентов, среди которых можно выделить:
- армирующие элементы, обеспечивающие необходимые механические характеристики материала,
- матрицу (или связующее), обеспечивающую совместную работу армирующих элементов.
Усиление конструкций
Для бетонных, железобетонных и каменных конструкций целесообразно усиление:
- несущих конструкций,
- железобетонных конструкций,
- стен,
- перекрытий
- конструкций внешним армированием композитными материалами.
Наиболее рациональным является применение композитов на основе углеродных волокон.
Принцип усиления конструкций заключается в наклейке с помощью специального эпоксидного клея на поверхность конструкций высокопрочных холстов или ламинатов. Возможно усиление как изгибаемых конструкций в растянутых зонах и на приопорных участков в зоне действия поперечных сил, так и сжатых и внецентренно сжатых элементов.
При расположении элемента внешнего армирования со стороны наиболее растянутого волокна в пролетной зоне изгибаемых конструкций, наклеенный элемент внешнего армирования работает совместно с металлической арматурой и воспринимает растягивающие усилия, тем самым повышая предельный изгибающий момент для балок, ригелей, плит перекрытий.
Применение углепластиков для усиления несущих, сжатых и внецентренно сжатых конструкций - колонн, пилонов, простенков - производится двумя способами.
- Первый – устройство бандажей из углехолста для создания «эффекта обоймы», по типу косвенного армирования, которое приводит к увеличению прочности при сжатии.
- Второй – монтаж углехолста вдоль сжатого элемента, внешняя арматура в этом случае работает как дополнительная арматура на растяжение при изгибе.
При осевом растяжении также возможно использование системы внешнего армирования для обеспечения дополнительной прочности на растяжение железобетонных конструкций.
Усиление железобетонных конструкций
Усиление железобетонных конструкций углеродными волокнами имеет ряд преимуществ по сравнению с усилением консервативными методами:
- Сохраняется первоначальное сечение элемента конструкции;
- Усиление стен, несущих конструкций и перекрытий не влечет увеличение массы конструкций;
- Композитные материалы имеют высокую коррозионную стойкость;
- Простое применение, сжатые сроки при производстве работ;
- Возможно избежать возведения сложных подмостей, не требуется грузоподъемное оборудование;
- Отсутствуют размерные ограничения – длина холстов и ламинатов составляет не менее 50 метров.
В большинстве случаев, усиление конструкций (в том числе и несущих) углепластиками оказывается конкурентноспособно по сравнению с традиционными методами как по срокам производства работ, так и по стоимости. Мы производим предварительную оценку возможности применения углепластиков на конкретном объекте и просчитываем ориентировочную стоимость работ.
Усиление несущих конструкций
Необходимость в усилении несущих конструкций чаще всего возникает из-за увеличения нагрузки или при появлении каких-либо дефектов в элементах конструкций. Усиление зачастую оказывается экономически более выгодным, чем замена или возведение новых элементов.
В некоторых случаях усиление несущих конструкций (колонн, пилонов, стен, перекрытий и др.) вызвано другими причинами, например необходимость сохранения сооружения, имеющего архитектурную или историческую ценность, или невозможность остановить действующее в здании производство.
Усиление перекрытий
Необходимость в усилении перекрытий, так же как стен и несущих конструкций, может быть вызвана изменением назначения помещений или перепланировкой помещений. При усилении перекрытий производят комплекс различных мероприятий, направленных на восстановление несущей способности перекрытий или их отдельных частей.
При усилении перекрытия уменьшают нагрузку на него, обеспечивая надежность на время проведения работ, увеличивают площадь поперечного сечения несущих элементов или изменяют конструктивную схему работы перекрытий.
