г Нижний Новгород Сормовское шоссе 1Б

+7 [ 831 ] 424 07 03

Компания «Арамид»

Строительство и инжиниринг

Общая информация

Усиление конструкций углеволокном, что это?

Что скрывается за этим понятием?

Если вы искали ответы на эти вопросы, то вы попали на нужный вам ресурс. В данной статье мы постараемся сжато, но конструктивно осветить ответы на эти вопросы, расскажем о том, что из себя представляет данный метод восстановления и усиления строительных конструкций, опишем суть технологии, возможности её применения и используемые материалы.

Возможно вы так же использовали один из приведённых ниже поисковых запросов:

  • Усиление конструкций углеволокном — это?
  • Усиление конструкций углепластиком — это?
  • Усиление конструкций композитами — это?
  • Усиление конструкций методом внешнего армирования — это?
  • Усиление конструкций фиброармированными пластинами (ФАП) — это?

В любом случае, речь идёт об одном и том же. Однако, для начала в целях избежания путаницы в формулировках, считаем полезным отметить, что непосредственно одним лишь углеволокном или углепластиком строительные конструкции не усиливаются, более корректно будет говорить об усилении конструкций композиционными материалами (композитами) или об усилении конструкций фиброармированными пластинами (ФАП) — это определение встречается в некоторых пособиях и рекомендациях по усилению железобетонных конструкций. Понятия «усиление конструкций углеволокном или усиление конструкций углепластиком» — это лишь наиболее прижившиеся поисковые запросы в российском сегменте глобальной сети. По нашему же субъективному мнению, наиболее полно отражает данный метод формулировка: внешнее армирование конструкций композиционными материалами, её мы и будем использовать далее.

Но всё же о чём именно идёт речь, что означают все вышеперечисленные понятия? И так:

Что это такое?

кратко:

Внешнее армирование композиционными материалами — это высокоэффективный метод восстановления и усиления строительных конструкций.

более развёрнуто:

Внешнее армирование композиционными материалами — это конструктивное мероприятие, актуальное для большинства строительных конструкций вне зависимости от материала их изготовления. Использование данного метода позволяет эффективно восстанавливать и увеличивать несущую способность существующих строительных конструкций, а также повышать их надёжность и долговечность.

Как это работает?

Восстановление и усиление эксплуатационных характеристик строительных конструкций обеспечивается за счёт создания армирующих оболочек из композиционных материалов, которые монтируются непосредственно на заранее подготовленную поверхность практически любой строительной конструкции и работают совместно с усиливаемым элементом, существенно повышая способность конструкции сопротивляться напряжениям, которые испытывает тот или иной элемент строительной конструкции под действием нагрузок и воздействий.

Максимальный эффект от применения метода внешнего армирования достигается при устройстве таких силовых оболочек, которые позволяют наиболее полно реализовать потенциал прочности армирующего материала, то есть работают преимущественно на растяжение.

Каковы возможности применения?

На сегодняшний момент можно с уверенностью заявлять, что внешнее армирование конструкций композиционными материалами является наиболее универсальным и бережным методом восстановление и усиления эксплуатационных характеристик строительных конструкций из ныне известных мировому профессиональному сообществу. Тем не менее применение этого метода на территории РФ хотя и находится в стадии бурного роста, но к сожалению, пока не является массовым.

Данный метод применим для железобетонных, каменных, металлических и деревянных конструкций.

Наиболее эффективно применение композитов для усиления конструкций, работающих на растяжение, то есть усиление композиционными материалами балок, перекрытий, покрытий, консолей, ферм и тому подобное.

Однако весьма часто по средствам внешнего армирования усиляют сжатые и сжатоизогнутые элементы, то есть выполняют усиление композиционными материалами колонн, оголовков и капителей колонн, фундаментных стаканов (подколонников), простенков и т.п., в этом случает усиление происходит с помощью косвенного армирования за счёт создания эффекта обоймы.

Не редко встречаются применение внешней углеродной арматуры для усиления перекрытий и стен при устройстве проёмов.

Необходимо упомянуть и о возможностях повышения трещиностойкости стен и диафрагм жесткости с помощью композиционных материалов.

Данный метод сверхактуален для усиления сооружений, то есть усиление труб, градирен, различных резервуаров, в том числе силосов и чашей бассейнов методом внешнего армирования композиционными материалами не имеет альтернатив с точки зрения коэффициента полезного действия.

Частным случаем рационального применения метода в.а.к.м. отметим усиление композиционными материалами различных сложных конструкций покрытий, в том числе куполов и железобетонных оболочек.

Какие материалы используются?

Как мы уже выяснили, усиление строительных методом внешнего армирования реализовано с помощью композиционных материалов. Композиционными материалами или композитами (от лат. compositio — составление) называют материалы, образованные из двух или более разнородных исходных материалов и обладающие характеристиками, не присущими исходным компонентам. В нашем случае композиционный материал, формирующий поверхностную армирующую оболочку, состоит из двух компонентов: армирующий материал и связующий материал.

Армирующий материал — это внешняя арматура. Именно армирующий материал воспринимает часть напряжений, возникающих в конструкциях под влиянием нагрузок и воздействий. В качестве внешней арматуры используют тканные полотна из высокопрочных волокон в виде холстов и сеток, либо гибкие пластины из спрессованных волокон, так называемые ламели или ламинаты.

Наибольшее распространение на практике на территории РФ в настоящее время получили углеродные ткани за счёт более высоких, стабильных прочностных и упругих характеристик по сравнению с аналогами, но в международной практике присутствует и опыт применения внешней арматуры из тканей на основе арамидных волокон и стекловолокон. Отличительными характеристиками всех вышеперечисленных материалов является высокая прочность в сочетании с легкостью и уникально малой площадью поперечного сечения.

Связующий материал — это пропиточный адгезионный состав, который обеспечивает совместную работу системы усиления и усиливаемой конструкции. В качестве связующего материала используют специальные клеи в большинстве своём на эпоксидной основе, либо полимерцементные растворы. В системе усиления они служат матрицей, в которую погружается армирующий материал в результате чего по мере набора связующим прочности образуется композит. Связующий материал так же выполняет монтажную функцию, обеспечивая необходимую прочность сцепления внешней арматуры с поверхностью усиливаемой конструкции.