Усиление колонн углеволокном: Усиление железобетонных колонн углеволокном — Статьи — Интернет-магазин строительной химии mpkm.org

стен, колонн, железобетонных плит, перекрытий, балок и отверстий в Москве

Технология проведения работ

Усиление углеволокном стен, фундамента, проёмов, плит проводится подрядчиком в несколько этапов:

1. Подготовка обрабатываемой поверхности. С армируемого участка удаляют выкрошенные частицы, счищают пыль, грязь. Избавляются от следов лакокрасочного слоя, шпатлёвки, штукатурки. Выступающие стальные элементы зачищают от ржавчины, при необходимости — заделывают в бетон.

2. Устранение геометрических дефектов. Чтобы композитная панель легла ровно, глубокие трещины, впадины зачеканивают, возвышающиеся выступы — нивелируют с защищаемой поверхностью.

3. Полное удаление пыли. После второго этапа остаются частички загрязнений. Перед началом основной работы колонны, стены, перекрытия снова очищают.

4. Раскрой холста, ламели из углеродного волокна. Мастер вырезывает согласно проектной документации укрепляющие фрагменты, подготавливает их к установке.

5. Разметка области нанесения подготовленных армирующих элементов. Без этого шага могут образовываться некрасиво выглядящие, снижающие прочность «пересечения» холстов — или отдельные участки останутся незащищёнными.

6. Нанесение на одну или обе стороны углеволокна адгезионного (клеящего) слоя. Для создания прочной связи «Вармастрой» применяют эпоксидную смолу с присадками. Вещество малотоксично, быстро сохнет, отлично схватывается со всеми поверхностями, заполняет поры, мелкие трещины. Для равномерного распределения слоя используют строительный валик.

7. Наклеивание полимерного холста, разглаживание посредством шпателя или валика. Последнее позволяет выгнать из-под фрагмента скопившиеся воздушные пузырьки. Сразу после нанесения вырезанный участок можно свободно перемещать на эпоксидном слое, стыкуя с соседними кусками.

8. Нанесение запечатывающего слоя. Внешнее покрытие предотвращает повреждение композитной панели, ускоряет процесс окончательного сцепления клеящего материала, восстанавливаемой и армирующей поверхностей.

Монтаж системы холстов

После высыхания эпоксидной смолы холст или ламель затвердевают, приобретают требуемую жёсткость. Все применяемые материалы сохраняют гибкость: не трескаются, не раскрашиваются, не ломаются при наложении изгибающих усилий.

Усиление колонн углеволокном – цена услуги в Москве – РусКомпозит

Оглавление страницы

1. 1.Когда применяют
2. 2.Преимущества
3. 3.Цены

Углеволокно применяют для укрепления колонн из кирпича, камня, дерева, армированного и монолитного железобетона. Технология подразумевает обвязку конструкции углеродной тканью, при этом волокна должны быть ориентированы в сторону максимальной нагрузки. Чтобы обеспечить надежное усиление колонн углеволокном, необходим грамотный расчет и правильный выбор материала. Подбор типа углеволокна зависит от факторов и степени разрушения сооружения.

Наша компания занимается изготовлением и продажей всех необходимых материалов для усиления колонн. Мы предлагаем своим покупателям услугу расчета количества и подбора комплектации всех необходимых материалов. При этом, наши специалисты не только предложат вам оптимальные варианты укрепления конструкции с учетом технических задач, но также подберут лучший по цене-качеству комплект.

Углеволокно — оптимальный способ усилить колонны

Усиление железобетонных колонн углеволокномпозволяет улучшит такие показатели конструкции:

• повысить несущую способность;
• оптимизировать жесткость;
• улучшить устойчивость материала к внешним воздействиям;
• увеличить допустимый уровень нагрузки.

Преимуществами такого способа укрепления колонн являются следующие особенности материала:

• Углеволокно не увеличивает вес колонны и не меняет ее форму.
• Нет необходимости проводить сложные сварочные или монтажные работы, использовать специальную дорогостоящую технику. Работу по монтажу углеволокна выполняет небольшая бригада специалистов, что обеспечивает экономию средств.
• Усиление с помощью углеволокна позволяет восстановить несущую способность колонны на 90%.
• Нет необходимости останавливать эксплуатацию здания или основные ремонтные работы.

В нашей компании вы сможете решить вопрос усиления колонн быстро и просто. Мы сформируем заказ сразу после заключения договора и оперативно доставим материалы прямо на ваш объект. При этом, вы можете рассчитывать, что покупка материала у нас обойдется на 7-12% дешевле, чем у конкурентов. Для консультации и заказа материала звоните по телефону: +7 499 348 82 52.

Сколько стоит обследование, проектирование и усиление колонн

Вид объекта	Срок выполнения работы (в днях)	Объём работ	Цена за единицу	Метод укрепления
Колонны	5-7	от 100 до 5 000 кв.метр	от 500 до 4 500 руб/пог.м	Создание стальных обойм, применение композитных материалов.
Проёмы	5	от 1 до 50 шт.	от 9 000 до 25 000 руб/шт.	Использование углепластика, карбоновых лент, сеток, ламелей.
Стены и пилоны	7-10	от 100 до 5 000 кв.метр	от 500 до 3 700 руб/кв.метр	Укрепление углеволокном.

Усиление бетонных и железобетонных конструкций углеволокном

Усиление бетонных и железобетонных конструкций – это процесс, путем которого достигается наибольшая прочность, надежность конструкции, увеличивается продолжительность срока службы. Это необходимо для строительства новых объектов и для укрепления старых. В случае, если полная замена еще не требуется, но конструкция имеет какие-либо нарекания – применяют метод усиления углеволокном.

Применение данного метода обходится гораздо дешевле, нежели менять и строить заново.

Важным критерием является то, что эксплуатация помещения или производство при выполнении строительных работ не останавливается. Использовать помещение разрешено в обычном режиме, возможны только не продолжительные остановки производства или использования помещения.

Характеристики, которые должны присутствовать в качественном углеволокне:

• Гибкость полотна, легкость разрезания;
• высокая термостойкость, достигающая температур 2000 градусов по цельсию;
• хорошая теплоемкость, коррозионная стойкость;
• правильное сплетение волокон в структурном элементе;
• соблюдение всех правил и технологий в производстве;
• прочность порядка 0,5—1 ГПа и модуль 20—70 Гпа.

Соблюдая вышеупомянутые пункты, углеродное волокно будет наделено свойствами, которые стоят внимания в строительном мире. К ним относятся: высокая прочность, увеличение механических характеристик, уменьшение нагрузки на конструкцию, не изменяя при этом геометричность сооружения.

Прочность данного элемента как у стального изделия, но с весом в 5 раз меньше. Это по праву дает ему возможность называться композитным материалом (КМ).

Преимущества и недостатки углеродного материала

При таких характеристиках невозможно не поговорить о достоинствах представленного материала. Из основных преимуществ можно выделить:

• Простота и высокий темп монтажа – одни из важных критериев производства. Для установки углеродного полотна не потребуется дополнительной силы в виде громоздкого оборудования. Предприятие не придется закрывать и останавливать производство или эксплуатацию сооружения. Такие результаты достигаются благодаря малому весу композитного материала.
• Повреждения и любое другое силовое воздействие не влечет за собой острые сколы, глубокие трещины.
• КМ не подвергается деформированию при воздействии с высокими температурами (до 2000 градусов по цельсию).
• Имеет хорошую теплоемкость, значение которой достигает 10 Дж/кг-К.
• Снижает воздействие вибрационных волн.
• За счет своего состава не подвергается коррозионным изменениям и другим воздействиям внешних факторов.
• Срок службы продолжительный, может достигать 80 лет.
• Материал обладает свойствами упругости, прочности. Не повышает нагрузки на сооружение из-за своего маленького веса.
• Представленный композитный материал существенно сокращает последствия силовых воздействий на месте применения углеволокна. Здания меньше подвержены повреждениям.
• Влагостойкость углеродного волокна защищает бетонную конструкцию, обеспечивая влагоотталкивающей оболочкой.

Недостатки не серьезные, но и без них никак не обходится. Из минусов можно выделить следующие:

• Достаточно восприимчивы к точечным ударам, могут образовываться вмятины. На несущие характеристики конструкции это не влияет.
• Если видимые дефекты образовались, то они трудно устранимы.
• Процесс изготовления материала занимает продолжительное время в связи со сложностями производства.
• Необходимо применение дополнительных элементов при соединении с металлами для профилактики и предотвращения разрушительного процесса коррозией. Обычно в этой роли выступает стекловолокно.
• Повышенная стоимость и полная невозможность вторичной эксплуатации, утилизации.

Монтаж углеродного волокна для усиления бетона

Усиление сооружений необходимый этап для возведения долговечного и качественного здания. Главной целью применения усилителей является повышение показателя прочности несущих характеристик. Такие технологии необходимы для строительства и реставрации сооружений после воздействия на них внешних раздражителей.

В том числе, при локальных повреждениях нет смысла проводить демонтаж конструкции и возведение новой. Гораздо проще исправить положение, умея применять углеродное полотно.

На фото выше наглядным образом можно восстановить полную картину всего вышесказанного. Монтаж углеволокна достаточно прост, чтобы выполнить его даже самостоятельно. Главное знать методы установки и основные принципы перед выполнением установки:

• Перед монтажными работами необходимо выровнять ремонтируемую поверхность, затем снять с нее верхние слои пыли.
• Устранить все видимые вмятины, трещины, прочие дефекты на рабочей плоскости. Плотно замазывая их цементными составами.
• Выполнить выравнивание, сгладить все выступающие неровности.
• Рекомендуется начертить разметку для аккуратного и простого наклеивания.

Существует два метода установки

• «Сухой метод». В качестве клеящего вещества применяются материалы с адгезионными составами. Первым делом смешивают связующие составы для монтажа. Раскраивают углеволокно с учетом необходимого размера. Нанесение адгезива производится на ремонтируемую поверхность. Раскроенное полотно наклеивается на адгезивный состав, сверху накладывается укрывающий слой полимерцементного состава. При желании посыпается песком для лучшего сцепления.
• «Мокрый метод» несколько отличается от первого. После смешивания связующих составов для установки, раскраивается волокно в соответствии с необходимыми размерами и формами. Адгезивный состав наносится на ремонтируемую поверхность. Кроме того, им производится пропитывание полотна с двух сторон. После чего полотно аккуратно наклеивается, посыпается песком. Заключительный этап – нанесение защитного покрытия полимерцементным составом. Выполнить заключительную отделку.

Усиление конструкций при помощи углеродного волокна находит применение для улучшения прочности зданий, построенных из разных материалов. Подойдут для укрепления бетонные, железобетонные здания, сооружения, выполненные из деревянных, металлических, каменных материалов.

Методом усиления можно укрепить конструкции любой сложности и геометричности (арки, колонны, несущие стены, потолочные проемы и др.).

Как понять в каком случае монтаж усиливающего полотна необходим? Существует несколько основных причин, по которым желательно усиление конструкций:

• Просчеты, неточности в изначальном проектировании здания.
• Грунт под построенным объектом оказался склонным к подвижности.
• Здание возведено давно, появились первые признаки износа материалов, отдельных деталей. Ранний износ возможен в случае агрессивного воздействия внешних факторов.
• Перепланировка, которая влечет за собой изменения несущих стен и других фундаментальных конструкций.
• Требуется увеличение уровня безопасности, чтобы избежать неприятных исходов возможных аварийных случаев.
• Несущая конструкция помещения была значительно повреждена. В таком случае необходимо увеличить уровень прочности этого элемента.
• Возведение дополнительных этажей, их перестройка требуют повышения надежности нижней части здания.
• Для профилактических мероприятий при реконструкции старого объекта. Использование усиления углеродным волокном в качестве внедрения нового технологического метода.
• Любые случайные повреждения

Основные способы усиления бетонных объектов

Усиление углеродными полотнами основывается на двух способах:

Инновационный – способ, про который не раз упоминалось по тексту (делится на «сухой» и «мокрый» метод). Он заключается в использовании композитного материала (углеродное, карбоновое волокно или кевлар) с использованием адгезионных составов для прочного скрепления. Путем закрепления, как правило, цементными материалами.

Комбинированный – по самому названию понятно, что он совмещает в себе несколько способов. Из них инновационный и традиционный. Второй метод заключается в наращивании уровня прочности путем использования других материалов, отличающихся от углеволокна. Такие материалы менее удобны в строительстве, так как имеют вес сравнительно больше.
Таким образом, комбинированный метод заключается в использовании углеродного полотна и других усилительных материалов. Обычно применяется такой способ в зонах повышенной нагрузки.

На что следует обратить внимание при создании проекта на усиление:

• В первую очередь следует обратить внимание на итоги анализа, экспертизы сооружения. Такой анализ проводится в случае видимых дефектов, при уменьшении уровня прочности.
• Какая продолжительность эксплуатации здания. Старые сооружения больше подвержены разрушительному процессу.
• Необходим сбор информации о грунте, на котором планируется строительство объекта. Важно указать имеются ли в наличии водоемы, которые могли бы создать подтопление, другие имеющиеся природные особенности (агрессивное воздействие внешних факторов)
• Информация об аварийных ситуациях, положениях. Необходимо указать на имеющиеся дефекты.
• Действительные характеристики всех используемых материалов (бетон, сталь и т. д.).
• Информация об усиленных ранее деталях.
• Данные о возможных увеличительных нагрузках.

Как усилить перекрытие

Чаще остальных усиление углеродным полотном производится для перекрытий. Для этого элемента очень важно, что углеродный материал не добавляет дополнительную нагрузку, за счет своего веса, защищает от коррозионных разрушительных процессов. Так же он не меняет геометричность объекта, так как толщина полотна 1-5 мм.

Усиленное перекрытие таким способом прослужит долгий срок. Монтируется очень легко, стоит только приклеить и закрепить полотно. Дополнительной рабочей силы в лице большой бригады работников и громоздкого оборудования не требует.

Каким образом выполняется усиление перекрытий:

• Первым дело необходимо тщательно осмотреть, проанализировать элемент на наличие слабых участков, которые требуют упрочнения. Любые вмятины и трещины подвергаются скрупулезному исследованию.
• После выявления недостатков необходимо приступить к созданию проекта по усилению ослабленных участков.
• Затем формируется окончательная смета.
• При необходимости поверхность перекрытия выравнивается. Все дефекты, включая трещины, заделываются цементным составом. После застывания шлифуются для создания идеально ровной плоскости. Заключительный этап – избавление от излишней пыли и других частиц. Это важно для лучшего скрепления клеящего вещества с поверхностью.
• Чертятся разметки на месте крепления будущей углеродной ленты. Не стоит избегать этого пункта, важно прикрепить волокно аккуратно. Подробнее все этапы монтажа были разобраны в главе «монтаж углеродного волокна для усиления бетона».
• В заключение посыпать кварцевым песком для наиболее надежного соединения.

Какие необходимо вести расчеты

Конечно, для таких непростых проектных работ должны вестись внушительные расчеты. Производить их самостоятельно не имеет смысла, возникает высокая вероятность ошибочных итоговых значений. Это задание весьма ответственное и трудоемкое, которое будет разумнее доверить высококвалифицированным профессионалам. Как правило такая работа предоставляется целому отделу проектной организации.

Для расчета потребуются следующие данные:

• Информация о результатах экспертизы и анализа имеющихся ослабленных мест в конструкции. Соответственно без этих данных невозможно произвести расчеты.
• Рекомендуется сделать фотографии поверхности, где предполагаются ремонтные работы.
• Детальные пояснительные комментарии относительно ослабленной поверхности.

Период выполнения расчетных работ варьируется от сложности и объемов строительного процесса, от занятости специалистов и других немаловажных причин. Как правило, это занимает от одного дня до недели. Поэтому лучше уточнять заранее о сроках сдачи итоговых расчетов.

09.01.2020

Как сделать усиление бетона углеволокном (бетонных и железобетонных конструкций)

Усиление бетона углеволокном – сравнительно новый для отечественной ремонтно-строительной сферы метод, который в России впервые был реализован в 1998 году. Суть метода заключается в наклеивании на поверхность нуждающейся в укреплении конструкции высокопрочного углеволокна, которое забирает часть усилий на себя и существенно повышает несущую способность упрочненного элемента/конструкции.

В качестве клеящего вещества обычно применяют специальные конструкционные связующие с высокой адгезионной способностью, сделанные на базе эпоксидных смол или минеральных составов.

Благодаря тому, что углеволокно обладает высокими физико-механическими свойствами, несущая способность конструкции повышается без потери полезного объема коробки и увеличения собственной массы здания. Обычно толщина усиливающих элементов варьируется в диапазоне 1-5 миллиметров.

Чаще всего реализуют усиление железобетонных конструкций, что объясняется высокими технико-экономическими показателями выполнения работ подобного типа. Но сама технология может применяться к зданиям/сооружениям из металла, дерева, камня и других материалов.

Применение углеродного волокна наиболее оправданно, так как материал считается самым недорогим и эффективным для исправления ошибок в проектировании, выполнении разного типа строительных работ.

Каким требованиям должно отвечать углеволокно:

Параллельное расположение волокна в структуре материала.
Для сохранения структуры армирующих элементов применяется специальная стеклянная сетка.

Углеволокно должно производиться в точном соответствии с технологией, соответствовать высоким стандартам качества.

Изготовленный по правилам материал демонстрирует уникальные свойства – обладает небольшим весом, не дает дополнительной нагрузки по весу, при минимальной толщине дает максимальную прочность. Армирующие углеволоконные элементы используются для усиления уже созданных конструкций и тех, что находятся еще в процессе строительства.

Преимущества композитных материалов

Содержание статьи:

Усиление конструкций углеволокном представляет собой современный эффективный метод, демонстрирующий целый ряд явных преимуществ. Технология внешнего армирования ЖБ конструкций композитными материалами дает возможность выполнить процесс быстро и увеличить несущую способность конструкции в среднем в 4 раза (если сравнивать с иными материалами).

Основные достоинства усиления углеволокном:

Отсутствие необходимости привлекать для выполнения работ специальную технику благодаря малому весу материала.
Длительный срок эксплуатации (до 75 лет) – углеволокно не боится коррозии, агрессивного воздействия внешних факторов.
Нагрузка на здание не увеличивается, так как вес волокна минимален.
Возможность исключить серьезные эксплуатационные проблемы, появляющиеся в случае повреждения конструкций, минимизировать последствия повреждений.

Защита бетона от влаги, арматуры внутри монолита от коррозии благодаря способности волокна создавать водонепроницаемый плотный слой.
Высокая прочность на растяжение – материал демонстрирует значения в диапазоне 4900 МПа.
Простота, высокая скорость монтажа, что позволяет усилить любую конструкцию в малые сроки и без существенных затрат на привлечение людей, техники.
Работы можно проводить без остановки производства, движения транспорта.
Существенная экономия на трудозатратах, времени, финансах.

Общий принцип технологии простой – углеволокно наносят на участки бетонной или железобетонной конструкции в местах наибольшего напряжения. Решение конкретных задач может выполняться с применением сеток, ламелей, лент.

Работы проводятся эффективно и быстро. Любой бетонный или железобетонный элемент восстанавливает свои несущие характеристики, становится защищенным от влаги и коррозии, механических воздействий.

Работы по усилению железобетонных конструкций

Усиление конструкций является очень важной задачей любого ремонтно-строительного процесса, связанного с повышением показателей общей прочности здания. Благодаря усилению удается продлить время эксплуатации элементов и конструкций, возвратить им утраченную несущую способность, улучшить свойства. Часто усиление углеволокном актуально при реставрации железобетонных изделий из-за износа, механических повреждений.

Углеродное волокно – это линейно-упругий полимерный композитный материал, который производится из углеродных нитей толщиной 5-15 микрон. Тонкие волокна выровнены и объединены в микроскопические кристаллы, способные успешно противостоять растяжению. Углеродное волокно по техническим свойствам превосходит металл в несколько раз, поэтому используется в аэрокосмической сфере, оборонной промышленности, строительстве.

Одно из основных преимуществ усиления конструкций углеволокном считается простота реализации задачи. Материал просто нужно правильно наклеить на поверхность упрочняемых элементов на специальные адгезионные составы. Ленты из волокна можно крепить на сжатые/растянутые элементы, пролетные зоны изгибаемых конструкций, короткие стойки, консольные системы, гибкие колонны.

После того, как на конструкцию наклеено волокно, на поверхность наносят специальный полимерцементный состав, делают финишную отделку и красят акриловыми покрытиями.

Усиление углеволокном может применяться для бетонных, железобетонных, металлических, каменных, деревянных конструкций. Метод хорошо подходит для стеновых/потолочных проемов, строительных ферм, стен построек/зданий, плит перекрытия, колонн, иных элементов.

Усиление железобетонных конструкций

Любая конструкция со временем может приходить в негодность либо же изначально быть спроектированной с ошибками. Поэтому появляется необходимость в упрочнении.

Когда нужно выполнять усиление строительных конструкций:

Естественный процесс физического старения и износа материалов, элементов.
Перепланировка помещений с внесением изменений в разного типа несущие конструктивные узлы.
Повреждение конструкции с понижением уровня несущей способности.
Потребность в увеличении этажности здания.
Ошибки в первичном проекте.
Усиление для исключения последствий аварийных ситуаций.
Подвижки грунта.

Железобетонные конструкции могут укрепляться такими способами:

Традиционные методы – устройство обойм и рубашек, наращивание сечения блок, монтаж металлических порталов, установка разгружающих стоек и дополнительной арматуры.
Инновационные – включают укрепление несущих узлов композитными материалами (не только углеволокно, но и кевлар, карбоновое волокно), инъектирование специальными составами (на базе полиуретана, эпоксидной смолы, полимерцементных материалов), технология преднапряжения канатной арматуры (после бетонирования, набора прочности монолитом натягивается напрягаемая арматура и воспринимает нагрузки).
Комбинированные методы – включают одновременно несколько разных способов по индивидуально созданному проекту.

В процессе упрочнения важно отыскать зоны наибольших нагрузок, разметить конструкцию, правильно выполнить подготовительные работы. Участки, на которые планируется клеить композит, нужно тщательно очистить шлифовальным оборудованием. Выбор подходящих методов и решений по упрочнению конструкций осуществляется по проектной документации, созданной на базе исходных данных.

Что учитывается при составлении проекта на усиление ЖБ конструкций:

Результаты обследования, экспертизы объекта (ищут зоны с дефектами и потерей прочности).
Документы по проекту уже созданной конструкции.
Срок эксплуатации объекта.
Информация про гидротехнические и инженерные характеристики участка, которая учитывалась при первичном проектировании, прогнозы возможных подтоплений.
Данные про отличия проектных и реальных значений исполнения узлов, указание отступлений от проекта.
Технологические нагрузки при эксплуатации.
Информация про положение железобетонных конструкций, которая была получена в процессе геодезической съемки.
Реальные характеристики бетона, стали конструктивных узлов.
Все данные про аварийные режимы конструкций, имеющиеся деформации и их причины, про усиленные ранее элементы и узлы.
Сведения про возможные новые нагрузки, ожидания агрессивности среды, особенности эксплуатационного режима.

Как осуществляется усиление конструкций углеволокном:

Ленты и ламели – с применением адгезивов, с монтажом по общим принципам, поэтому часто данные методы комбинируют.
Углеродная сетка – ее применяют отдельно, так как монтируется с выполнением работ «мокрого» типа.

Поверхность бетона должна быть хорошо подготовлена к композитному усилению – все детали шлифуют по технологии, исключают возможность попадания влаги, удаляют после грязь и пыль. Углеродную ленту можно монтировать сухим/мокрым способом – разница заключается в технологии: в случае применения сухого метода ленту прикладывают к поверхности основания, пропитывают адгезивом.

Если используется мокрый метод – сначала пропитывают, потом монтируют. В таком случае состав наносят на всю поверхность армирующего компонента, дожидаются полного проникновения вещества в структуру и выхода его наружу с бока бетонного основания.

Ламели монтируют так же, но адгезивный состав в таком случае наносят как на бетонную поверхность, так и на армирующий элемент. Сетка углеродная армируется на влажную поверхность бетона.

Усиление перекрытий

Усиление перекрытий углеволокном осуществляется очень часто ввиду того, что материал демонстрирует высокую коррозийную стойкость, не дает дополнительной нагрузки, не меняет внутреннюю геометрию зданий (так как толщина пластины составляет всего 1 миллиметр), долго служит, дает максимальную прочность, не требует применения дополнительного оборудования в процессе выполнения работ. Консервировать объект не нужно, все работы может реализовать небольшая группа работников.

Как выполняется упрочнение перекрытий:

Перекрытия обследуются с целью поиска мест, которые требуют усиления и выполнения расчетов нагрузок.
Создается проект упрочнения перекрытия.
Утверждается итоговая смета.
Все перекрытия очищаются от пыли и мельчайших частиц, чтобы обеспечить максимальную адгезию.
В случае необходимости перекрытие ремонтируется: заделываются трещины, удаляются возможные дефекты.
На перекрытия клеятся листы или ламели углепластика, сверху наносится запечатывающий слой.
В случае необходимости можно присыпать всю поверхность кварцевым песком, что даст лучшее сцепление с материалами отделки.

Расчет усиления железобетонных конструкций

Расчет упрочнения железобетонных конструкций (стен, перекрытий, фундаментов, колонн) и иных систем зданий предполагает ответственную и сложную работу, которая может быть выполнена исключительно профессионалами высокой квалификации. Самостоятельно выполнять расчеты не рекомендуется однозначно. Обычно задачу поручают целым отделам проектных организаций – отыскать специалистов в пределах Москвы и дальних регионов не составит труда.

Какие данные нужны для расчета усиления ЖБ конструкций:

Результаты экспертизы, обследований тех строительных конструкций, что планируется усиливать – без них расчеты осуществить невозможно.
Подробные фото поверхности – очень желательны.
Детальные пояснения, что и как нужно делать.

Обычно расчеты усиления конструкций проводят в течение 1-5 дней, но желательно уточнить, так как срок может зависеть от объемов работ, загруженности специалистов и других не менее важных параметров.

Усиление бетона углеволокном – современный и эффективный метод повышения несущей способности конструкций, устранения последствий аварий, реконструкции старых элементов и упрочнения новых.

Источник

Усиление углеволокном конструкций зданий: цена в Москве

Наша компания выполняет усиление строительных конструкций, промышленных, коммерческих комплексов и сооружений углеродным волокном. Это современный композитный материал на основе карбона. Выпускается он в виде холста, ленты, сетки; подходит для укрепления внутренних или внешних элементов здания: плит, несущих колонн, арок. Компания сертифицирована, имеет необходимые допуски. Выезд на объект — по Москве и Московской области. Стоимость армирования композитной тканью — в прайс-листе на сайте.

Когда необходимо укрепление углеродным холстом

Мы проводим усиление ж/б конструкций углеволокном с применением неразрушающих технологий. Подрядчик выполняет работы по армированию:

• В ходе реконструкции, перепланировки, генерального ремонта. Компания выявляет слабые участки, для укрепления использует листы углеродного волокна соответствующей геометрии.
• После долгой эксплуатации здания. При использовании торгового или производственного комплекса, жилого здания неизбежно снижаются прочностные характеристики бетона. Армирование композитным холстом помогает предотвратить разрушение сооружений.
• При выявлении ошибок проектирования или строительства. Неправильно проведённый прочностной расчёт приводит к быстрому падению характеристик бетона. Метод армирования углеродной тканью позволяет исправить допущенные строителями недочёты, локально увеличить прочность конструкций.
• После аварий, пожаров, сильных повреждений здания. Усиление конструкций углеволокном поможет предотвратить окончательное разрушение, быстрее восстановить работоспособность объекта.

Получите оценку объекта и расчет коммерческого предложения

Современная технология против устаревших методов усиления

Углеродный холст — высокопрочный, нетоксичный, эластичный полимерный материал. Армирование, проведённое углехолстом, способно заменить традиционные способы укрепления в строительстве:

• Торкретирование. На поверхность повреждённой колонны, стены или плиты наносится новый слой бетона, что приводит к изменению массогабаритов элемента.
• Инъектирование. Внутрь плиты, перекрытия, фундамента под давлением вводится быстросхватывающийся ремонтный раствор. Такой метод также связан с утяжелением усиливаемых зданий.
• Внешнее армирование, установка дополнительных поддерживающих элементов. Отнимают жизненное пространство, трудны в исполнении, часто требуют предварительного разрушения старых элементов.

Усиление железобетонных конструкций композитным волокном, выполняемое нашей компанией, лишено перечисленных недостатков. Цена материала позволяет заменить углехолстом любой из этих способов — и завершить работу значительно быстрее.

Преимущества армирования углеволокном

Полимерный высокомолекулярный материал, укрепление которым мы предлагаем, имеет принципиальные преимущества:

• Малый вес. Карбоновое волокно тонко, легко, практически не изменяет массогабариты укрепляемого элемента.
• Гибкость. Материал легко гнётся, после высыхания сохраняет пластичность. Может использоваться на поверхностях сложной геометрии.
• Химическая инертность. Усиление углеволокном можно применять в агрессивных средах, в условиях обильных осадков. Материал не ржавеет, не разъедается кислотными или щелочными соединениями.
• Простота крепления. Чтобы выполнить армирование карбоновой тканью, не придётся останавливать производство, выводить людей из всего здания. Укрепление проводится быстро, может быть выполнено одним-двумя работниками.
• Огромный запас прочности. Композитная ткань показывает лучшие характеристики на скручивание, растяжение, изгиб, разрыв, чем сталь.
• Доступность. Стоимость углеволокна даёт возможность полностью заменить им устаревшие методы армирования.

Цены на

усиление углеволокном

Колонны	от 3000 руб/м²
Стены и пилоны	от 3000 руб/м²
Балки и ригели	от 74 000 руб/т
Покрытия и перекрытия	от 7000 руб/м²
Проёмы и отверстия	от 2800 руб/м²
Ж/б фермы	от 3000 руб/м²

Усиление колонн углеволокном: цена в Москве

«КомпозитПрофСтрой» предлагает усиление колонн углеволокном. Подрядчик сертифицирован, имеет необходимые для работы лицензии и допуски. Выезжает на строительные объекты Москвы и Московской области. Проводит армирование внешних и внутренних отдельно стоящих конструкций, балок, плит перекрытий, стен, фундаментов. Применяет безопасные для зданий технологии, высококачественные материалы. Стоимость укрепления элементов упругим углеродным полотном — в прейскуранте «КомпозитПрофСтрой».

Когда требуется армирование колонн углехолстом

Компания выполняет усиление железобетонных колонн углеволокном, укрепляет конструкции из других стройматериалов. Для каждого объекта использует наиболее подходящие методы, определяет, как должны располагаться полосы: линейно, сеткой или спиралевидно. Нанесение на поверхность углепластика помогает исправить такие дефекты:

• Деформации. Углеродное полотно восстановит прочность несущих конструкций, утерянную из-за нарушения геометрии стальных элементов, всевозможных осевых отклонений.
• Износ поверхности. В ходе эксплуатации бетонные, ж/б, кирпичные колонны теряют выносливость, выкрашиваются, а стальные стержни — корродируют. Углехолст защитит здание от дальнейшего разрушения.
• Строительные ошибки. Нанесение углеродного полотна предотвратит обрушение, вызванное некорректными расчётами, неправильно выполненной заливкой или установкой.
• Разрушения, вызванные аварией, пожаром, сейсмическими толчками. Прочный, гибкий полимерный материал вернёт пострадавшим конструкциям исходные характеристики.

Получите оценку объекта и расчет коммерческого предложения

Плюсы укрепления колонн углепластиком

«КомпозитПрофСтрой» выполняет усиление кирпичных колонн углеволокном, армирование элементов из прочих материалов с соблюдением ГОСТов, СНиПов, техники безопасности. В работе использует эластичный высокопрочный полимерный материал. Преимущества углехолста:

• Малые массогабариты. Композитное полотно тонко, отличается минимальным весом по сравнению с металлической арматурой. При нанесении на поверхность почти не утолщает и не утяжеляет сооружение. Наружная и внутренняя геометрия здания остаётся без изменений.
• Химическая устойчивость. Полотно не подвергается коррозии, не вступает в реакции с агрессивными кислотными, солевыми, щелочными средами. Может применяться в любом климате.
• Великолепные прочностные показатели. По прочности на растяжение, изгиб, перекручивание углеродное волокно превосходит стальные конструкции. При этом материал в течение всей эксплуатации сохраняет гибкость.
• Простота монтажа. Полимерные ламели, полотна, сетки крепятся на адгезивном слое, без сверления усиливаемой поверхности, применения сварки или пайки.

Порядок армирования колонн композитами

«КомпозитПрофСтрой» выполнит усиление колонны углеволокном в несколько основных шагов:

• Выбор способа укрепления. Специалисты компании осмотрят конструкцию, проведут прочностные расчёты, подберут метод армирования: горизонтальный, вертикальный или комбинированный. Перед проведением замеров строительный элемент освобождают от нагрузки.
• Предварительные работы. При необходимости ж/б или кирпичные конструкции инъецируют ремонтным составом, торчащую стальную арматуру — очищают от следов ржавления. Поверхность очищают от грязи и остатков покрытий, выравнивают, грунтуют, на острых гранях создают фаски.
• Нанесение углеволокна. Материал раскраивают, подготавливая «заплаты» нужной геометрии. На поверхность наносят адгезивный состав (обычно6 это эпоксидный клей), на него — слой углехолста.
• Отделочные работы. Усиленную поверхность выравнивают, защищают водоотталкивающим слоем, покрывают штукатуркой или краской.

Достоинства усиления колонн с «КомпозитПрофСтрой»

Наша компания — надёжный лицензированный подрядчик. Мы используем в работе современные неразрушающие технологии и высокоточные инструменты. Наши поставщики — лучшие производители из России и ЕС. На все работы мы даём расширенную гарантию. Перед началом укрепления проведём необходимые расчёты, подберём самый подходящий метод. Выезд на объект для предварительного осмотра — за наш счёт. Чтобы задать вопросы или согласовать время первичного посещения специалистом, позвоните нам или закажите обратный звонок. Сделайте свой объект безопаснее!

Усиление конструкций углеволокном, материалы для усиления железобетонных конструкций композитными материалами, технология

Современные промышленная и строительная сферы постоянно развиваются и совершенствуются. Поэтому для решения постоянно возникающих новых задач используются новые возможности. Одна из современных инноваций в этих сферах — использование для усиления конструкций и композитных материалов углеволоконного нетканого полотна.

Особые свойства материала

Чтобы усиление конструкций углеволокном имело смысл, материал обязательно должен отвечать определенными требованиям:

• все волокна должны быть строго параллельными;
• для сохранения структуры необходимо использовать стеклянную сетку или эпоксидный биндер.

Добиться этого удается только при условии изготовления углеволокна в соответствии со строгой технологией. Высокое качество материала возможно, но только при соблюдении технологии производителем.

Если технологический процесс соблюден, углеволокно приобретает уникальные свойства. При своей легкости и минимальной толщине материал очень прочен. Усиление углеродным волокном позволяет существенно улучшить характеристики несущих конструкций уже готовых зданий. А если необходимо добиться повышения прочности несущих конструкций нового строящегося здания, то помогает обеспечить усиление углепластик.

Задания на расчет усиления конструкций углеволокном просим направлять по адресу электронной почты [email protected] или используя форму обратной связи в разделе Контакты.

Консультации о применении материалов осуществляются по телефону: +7 (495) 787-88-28.

Преимущества использования материалов

Ремонтные работы старых зданий, а также строительство новых при условии использования углеволоконных материалов, углепластика или фибробетонов возможно существенное сокращение расходов на работы, сокращение срока их выполнения.

К преимуществам использования этих материалов относится:

• отсутствие необходимости привлекать тяжеловесную технику для работ, так как материалы легкие;
• с применением технологии внешнего армирования время, за которое выполняется усиление бетона углеволокном, сокращается до 10 раз;
• конструкция приобретает способность выдерживать нагрузки, которые в 4 раза превышают допустимый уровень для других материалов;
• конструкция не становится тяжелее;
• материал не подвергается коррозийным изменениям;
• если при проектировании, а также предварительных строительных работах, были допущены ошибки, их вполне можно исправить;
• новые материалы прослужат не менее 75 лет.

Усиление углеволокном проводится быстро и является очень эффективной технологией. При повреждении несущих конструкций усиление углепластиком или углеволокном незаменимо, так как оно помогает существенно уменьшит последствия повреждений, не только вернуть несущие способности конструкции, но и повысить их. В дальнейшем железобетон будет защищен от влияния влаги и возникновения коррозии арматуры. А также от большинства возможных механических повреждений.

Усиление несущих конструкций рационализирует строительство. Но доверить любые работы в этой сфере можно только профессионалам. Ведь огромное значение в достижении необходимого результата имеет технология.

Наша компания гарантирует высокое качество материалов. Усиление железобетонных конструкций композитными материалами нашего производства отвечает заявленным характеристикам. Большое количество успешно законченных проектов — неоспоримое подтверждение этого.

В ходе производства используется исключительно качественное сырье. Техническая база производства — это исключительно современное исправное оборудование, которое не дает сбоев, чтобы усиление железобетонных конструкций композиционными материалами могло принести желаемый результат.

Усиление композитами становится все более распространенной и часто применяемой технологией, поэтому и технология производства отдельных композиционных материалов и систем внешнего армирования — это та ниша, попасть в которую стремится все больше предприятий. Но только при условии технически грамотного подхода и отказа от чрезмерной экономии на материально-технической базе возможно создание конкурентоспособного материала.

За соблюдением требований к технологическому процессу при изготовлении материалов для усиления композитом на производстве мы следим очень строго. Контроль качества — это гарантия того, что усиление железобетонных конструкций с применением наших композитных материалов принесет необходимое улучшение несущих способностей и продлит срок службы железобетона.

Не стоит забывать и о том, что снижение затрат ресурсов при выполнении усиления конструкций углепластиком или углеволокном приводит к существенной экономии. Причем качество работ не страдает, а оказывается только лучше, чем при использовании устаревших технологий усиления.

Обращайтесь для дополнительных консультаций, если по теме усиления углепластиком по технологии внешнего армирования у вас еще остались вопросы. Сделайте современный выбор в пользу усиления конструкций композитными материалами!

Обертка из углеродного волокна для железобетонной колонны

В многоэтажной железобетонной каркасной конструкции было обнаружено, что прочность бетона 9 колонн каркаса не может соответствовать проектным требованиям при приемке конструкции, что приводит к чрезмерной степени осевого сжатия, которая не может соответствовать требованиям пластичности, требуемым предельное значение степени осевого сжатия. С одной стороны, упаковка из углепластика может в определенной степени повысить прочность бетона на осевое сжатие.С другой стороны, эффект поперечного сдерживания углеродного волокна на колоннах может также значительно улучшить пластичность колонн при горизонтальных нагрузках и удовлетворить требованиям пластичности, предъявляемым к степени осевого сжатия.

Посчитав несущую способность и пластичность, три колонны с более низкой прочностью обернуты тремя слоями углепластика по всей высоте колонны. Для остальных 6 колонн 2 слоя углеродного волокна будут обернуты по высоте колонны.

Анализ несущей способности и пластичности арматуры из углепластика

После армирования углеродным волокном сопротивление сдвигу и пластичность колонн каркаса могут быть значительно улучшены.

Исходная конструкция представляет собой каркасную колонну 800 x 800 мм высотой 3,6 м. Согласно результатам соответствующих исследований, сдвиговая способность обертки из углепластика может быть улучшена путем расчета прессования.

Для всей схемы обертывания проекта формула:

Расчетная прочность бетона C40.Согласно этому расчету, прочность на сдвиг одной колонны должна составлять 1312 кН. Для трех колонн с более низкой прочностью самая низкая прочность бетона составляет 28,3 МПа, а сопротивление сдвигу составляет 1031 кН без армирования. Когда три слоя углепластика обернуты, увеличение несущей способности составляет 319 кН, а общая несущая способность составляет 1350 кН, что выше расчетной несущей способности. Для остальных 6 колонн минимальная прочность бетона составляет 35 МПа, а прочность на сдвиг 1209 кН не усилена.Когда два слоя углеродного волокна обернуты, увеличение несущей способности составляет 246 кН, а общая несущая способность составляет 1455 кН, что выше расчетной несущей способности.

Согласно результатам испытаний, когда определяется степень осевого сжатия, коэффициент пластичности оберточных колонн из углепластика линейно увеличивается с увеличением прочности на сдвиг и коэффициента слабого изгиба V _s / V _м . Когда степень осевого сжатия составляет 0,48, существует следующая формула подгонки.

μ = -1,278 + 5,233V _s / V _M

Из верхней формулы видно, что чем больше прочность на сдвиг углеродного волокна, тем больше V _s / V _M и больший коэффициент пластичности.

Кроме того, согласно литературным данным, когда коэффициент пластичности остается неизменным, характеристический коэффициент хомутов имеет следующую взаимосвязь со степенью осевого сжатия:

Верхняя формула показывает, что при увеличении степени осевого сжатия обруч соотношение должно быть увеличено соответствующим образом, чтобы сохранить неизменным коэффициент пластичности.

Согласно консервативной оценке, если предположить, что степень осевого сжатия колонн увеличивается на 0,3 из-за снижения прочности бетона, соответствующее приращение характеристического коэффициента хомутов составляет 0,066, а новый характеристический коэффициент хомутов из углепластика равен 0,097, что полностью соответствует требования.

Из приведенного выше анализа видно, что количество наматывания углепластика должно определяться в соответствии с несущей способностью и индексом пластичности, когда колонны RC усилены оберткой углепластика для повышения сейсмической способности.

(PDF) Усиление RC-колонн с использованием эпоксидных композитов, армированных углеродным волокном, модифицированных углеродными нанотрубками

 Аннотация — В данной статье исследуется жизнеспособность использования углеродных

эпоксидных композитов, армированных волокном, модифицированных углеродными нанотрубками, для усиления

армированного бетона (RC) столбцы. Шесть колонн RC

были спроектированы и изготовлены в соответствии со стандартами ASCE. Колонки

были обернуты листами из углеродного волокна, пропитанными

либо чистой эпоксидной смолой, либо эпоксидной смолой, модифицированной УНТ.Эти колонки были затем испытаны

при концентрической осевой нагрузке. Результаты тестов показывают это;

по сравнению с неупакованными образцами; обертывание бетонных колонн

листом из углеродного волокна, внедренным в эпоксидную смолу, модифицированную УНТ, привело к

к увеличению сопротивления осевой нагрузке, максимального смещения,

и значений ударной вязкости на 24%, 109% и 232% соответственно. Эти результаты

показывают, что добавление УНТ в эпоксидную смолу усиливает эффект удержания

, в частности, увеличивает сопротивление осевой нагрузке, максимальное смещение

и значения ударной вязкости на 11%, 6% и

на 19% соответственно по сравнению с усиление колонн углеродным волокном

, залитым чистой эпоксидной смолой.

Ключевые слова: УНТ, эпоксидная смола, углеродное волокно, RC-колонки.

I. ВВЕДЕНИЕ

УКРЕПЛЕНИЕ бетонных конструктивных элементов, таких как

колонн, может потребоваться во многих случаях, таких как

разрушение конструкции из-за воздействия окружающей среды, повреждение

в результате несчастных случаев, повышенные требования к нагрузке, пересмотр

в загрузке стандартное и сейсмическое переоборудование. Наиболее распространенный метод усиления

колонн RC — это использование материалов из армированных волокном полимеров (FRP)

.FRP

подходят для упрочнения колонн RC из-за их превосходной стойкости

к коррозии, высокой прочности и соотношения жесткости к весу, хороших механических свойств

, быстро и легко наносятся, и

минимально влияют на геометрию колонн [1 ], [2]. В течение последних

двух десятилетий было проведено множество исследований для изучения поведения

железобетонных колонн, усиленных листами из углепластика. Было обнаружено, что уровень упрочнения колонн из железобетона с использованием углепластика

зависит от многих факторов: прочности бетона, соотношения поперечного сечения и гибкости колонн

, количества

слоев углепластика

, ориентации волокон, типа матрица и связка

граница раздела между бетоном и композитным листом

[3] — [8].С другой стороны, нанокомпозиты обладают превосходными механическими, термическими, электрическими, магнитными и электромагнитными свойствами

, которые могут быть использованы для лучшей замены FRP

MR Иршидат и М. Аль-Шубаки работают с отделом гражданского строительства

Департамент Иорданского университета науки и технологий, Ирбид 22110,

Иордания (электронная почта: mrirshidat @ just.edu.jo).

М. Х. Аль-Салех работает на кафедре химического машиностроения, Иордания

Научно-технический университет, Ирбид 22110, Иордания (электронная почта:

mhsaleh @ just.edu.jo).

в качестве материалов для переоборудования. Чтобы воспользоваться преимуществами нового поколения нанокомпозитов

, в ходе этого исследования использовалась эпоксидная смола

, модифицированная УНТ, в процессе упрочнения колонок RC

. Шесть колонок RC были отлиты, а затем усилены

с использованием листов углеродного волокна, пропитанных чистой эпоксидной смолой и модифицированной углеродными нанотрубками

. Колонны были испытаны под концентрической нагрузкой

, чтобы исследовать эффективность использования этих материалов для повышения их сопротивления осевой нагрузке, жесткости и ударной вязкости

.

II. ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ

Были изготовлены шесть прямоугольных образцов колонн RC

длиной 1,5 м и поперечным сечением 150×200 мм. Все колонны

армированы четырьмя стальными стержнями диаметром 10 мм в продольном направлении

и хомутами диаметром 6 мм через каждые

10 см. Кроме того, для текущего теста

использовался радиус закругления 10 мм. Общая компоновка и детали усиления образцов для испытаний

показаны на рис.1.

Рис. 1 Расположение колонн и детали армирования испытательных образцов

Различные схемы использовались для исследования эффективности

использования MWCNT на ограничивающий эффект листа углепластика

, укрепляющего колонны RC следующим образом: Две колонны были

спроектированные как неупакованные контрольные образцы, восемь образцов

были полностью обернуты с использованием однослойного листа углеродного волокна

(два с чистой эпоксидной смолой, два с MWCNT, заполненными

Усиление колонн RC с использованием углеродного волокна

Армированные эпоксидные композиты, модифицированные с помощью

Углеродные нанотрубки

Mohammad R.Иршидат, Мохаммед Х. Аль-Салех, Махмуд Аль-Шубаки

S

Всемирная академия наук, инженерии и технологий

Международный журнал гражданского, структурного, строительного и архитектурного проектирования Том: 9, №: 1, 2015

19 Международные научные исследования и инновации 9 (1) 2015

Международный научный индекс Том: 9, №: 1, 2015 waset.org/Publication/10000236

Газовый завод использует армированную углеродным волокном полимерную пленку для усиления бетонных колонн

Разработчики проекта столкнулись с неожиданной проблемой во время строительства нового газового завода (рис. 1) в Колорадо в конце 2014 года.

После 56 дней строительства бетон в 20 круглых колоннах, поддерживающих одно из зданий управления завода, еще не достиг своей запланированной проектной прочности в 4000 фунтов на квадратный дюйм (27,6 МПа). Поскольку контрольное оборудование планировалось установить в здании, строительной группе проекта требовалось решение, которое можно было бы реализовать как можно быстрее для усиления этих колонн.

Каждая колонна имела диаметр 30 дюймов (762 мм) и была монолитной.

На основании испытаний цилиндра, бетон достиг прочности на сжатие около 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа) только через эти 56 дней. Инженер проекта повторно проанализировал конструкцию и определил, что колонны по-прежнему способны выдерживать нагрузки, но с меньшим запасом прочности. Инженер хотел защитить и ограничить колонны, чтобы снизить риски любого будущего растрескивания, которое может возникнуть в результате повреждения из-за замораживания-оттаивания или ударов во время работы завода. Инженер был знаком с линейкой продуктов Pipe Wrap от Milliken Infrastructure Solutions (MIS), используемых для усиления стальных труб, и считал, что эти продукты могут быть хорошим решением для бетонных колонн (рис. 2).

Компании быстро определили, что наиболее подходящим продуктом для защиты и усиления колонн является система усиления из армированного углеродным волокном полимера (FRP), которую Грегг Бласзак, менеджер по развитию бизнеса в MIS из Спартанберга, Южная Каролина, описывает как FRP из углепластика / эпоксидной смолы используется в основном для усиления бетонных конструкций. FRP имеет толщину 0,05 дюйма (1,27 мм) на слой и практически непроницаем для данного конкретного применения.

«FRP оказался простым и недорогим методом», — говорит Блашак. «В качестве альтернативы, подрядчик мог бы покрыть колонны дополнительным бетоном для достижения той же цели, но для реализации этого подхода потребовалось бы гораздо больше времени». Для завода в Колорадо компания предложила инженеру трехслойный стеклопластик.

«Обертывание недостающих колонн тремя слоями углеродного волокна не только защитит бетонные колонны, но и обеспечит дополнительное ограничение для восстановления прочности колонны на сжатие почти до 4000 фунтов на квадратный дюйм [27.6 МПа] », — поясняет Блашак. «Это похоже на то, как стальной цилиндр удерживает масло в гидравлическом домкрате», — добавляет он.

Приложение было «критичным к контакту», что означает, что для того, чтобы усиленная колонна работала должным образом, стеклопластик должен контактировать с поверхностью бетона. FRP не нужно было связывать с бетоном, только с самим собой. Колонны были гладко отшлифованы, а большие отверстия и пустоты были заполнены эпоксидной пастой.

Каждый из трех слоев наносился отдельно и последовательно, при этом материал укладывался методом мокрой укладки.Целью мокрой укладки было полное пропитывание сухой углеродной ткани эпоксидной смолой. Хотя есть разные способы добиться этого, для этого случая сухая ткань была предварительно нарезана до необходимой длины, а затем смочена двухкомпонентной эпоксидной смолой. Это было сделано путем распределения смолы по ткани с помощью комбинации валиков и ракелей, а затем втирания ее в сухую ткань. Затем предварительно пропитанную ткань наносили непосредственно на колонны. В качестве дополнительного преимущества FRP служит гидроизоляционной мембраной, которая помогает уменьшить и замедлить возникновение любой коррозии.

В случае с Колорадо установка оболочки была запланирована на двухнедельный период в ноябре, чтобы не повлиять на общий график строительства. Строительная бригада начала с раскопок от 3 до 4 футов (от 1 до 1,2 м) по периметру колонн до опор, таким образом обнажая бетон, который нужно обернуть.

К сожалению, в этот момент на проектную площадку обрушилась зимняя буря со снегом и ветром, превышающим 40 миль в час (64,4 км / ч). К счастью, строительная бригада заранее предвидела эту погоду и построила временные палатки вокруг выступающих колонн.Команда также закачивала тепло пропана для повышения температуры в рабочей зоне до 60 ° F (15,5 ° C) и держала резервные нагреватели в режиме ожидания. Это был критический компонент процесса, так как отказ любого нагревателя поставил бы под угрозу установку FRP. «В идеале мы хотели бы наносить продукт при температуре, близкой к 70 ° F (21 ° C), чтобы смола затвердела быстрее», — говорит Блашак. «Однако нагревание места для хранения перед нанесением позволило углеродному волокну достичь желаемой прочности».

«Мы обеспечили изоляцию путем обертывания, что привело как к дополнительной осевой прочности, так и к защите», — добавляет он.«Подрядчик проделал отличную работу в самых экстремальных условиях, которые я видел».

Затем обертка была покрыта стойким к ультрафиолетовому излучению покрытием (рис. 3), и подрядчик нанес мелкий песок на влажную эпоксидную смолу последнего слоя для улучшения адгезии краски.

Срок службы оболочки (рис. 4) значительный, и Блашак отмечает, что проекты FRP эксплуатируются более 30 лет без каких-либо явных проблем. Хотя FRP был успешным решением в случае Колорадо, руководители проекта говорят, что его следует в первую очередь использовать в рамках более широкой стратегии ремонта.

«Перед применением FRP необходимо устранить источники ухудшения или дефектов в рамках общей стратегии ремонта», — говорит Блашак. «Это настолько хорошо, насколько хороша основа, к которой он приклеен».

Источник: Milliken Infrastructure Solutions, веб-сайт: http://infrastructure.milliken.com/renewwrap-strengtning-system.

A Сравнение армирования колонн обычным бетоном и углеродным волокном / эпоксидной смолой, подверженным сжатию

[1] М.Карбхари и А.Е.Дуглас, Влияние кратковременного воздействия окружающей среды на осевую упрочняющую способность композитного бетона с оболочкой, Американское общество испытаний и материалов, (1995).

DOI: 10.1520 / ctr10472j

[2] М.Демерс и К. В. Нил, Ограничение железобетонных колонн композитными листами, армированными волокном — экспериментальное исследование, Canadian Journal of Civil Engineering, vol. 26, вып. 2, с.226–241, (1999).

DOI: 10.1139 / l98-067

[3] Т.Винсент и Т. Озбаккалоглу, Влияние ориентации волокон и состояния торцов образца на осевое сжатие бетона из стеклопластика, Строительные материалы, вып. 47. С. 814–826, (2013).

DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2013.05.085

[4] Дж.Ли, М.Н.С. Хади, Поведение внешне ограниченных высокопрочных бетонных колонн при эксцентрической нагрузке, Композитные конструкции, Vol. 62, стр 145-153, (2003).

DOI: 10.1016 / s0263-8223 (03) 00109-0

[5] А.Парвин и В. Ван, Поведение бетонных колонн с оболочкой из стеклопластика при эксцентрической нагрузке », Журнал композитов для строительства, август, стр. 146-152, (2001).

DOI: 10.1061 / (восхождение) 1090-0268 (2001) 5: 3 (146)

[6] Ф.Сейбл, М. Дж. Н. Пристли, Г. А. Хегендер и. Иннаморато, Сейсмическая модернизация колонн RC с оболочкой из непрерывного углеродного волокна, Журнал композитов для строительства, вып. 1, вып. 2, стр.52–62, (1997).

DOI: 10.1061 / (asce) 1090-0268 (1997) 1: 2 (52)

[7] Ю.Сяо и Р. Ма, Сейсмическая модернизация круглых колонн RC с использованием сборных композитных оболочек, Journal of Structural Engineering, vol. 123, нет. 10, с.1357–1364, (1997).

DOI: 10.1061 / (asce) 0733-9445 (1997) 123: 10 (1357)

[8] А.Мирмиран и М. Шахоуи, Поведение бетонных колонн, ограниченных волокнистыми композитами, Журнал структурной инженерии, вып. 123, нет. 5, p.583–590, (1997).

DOI: 10.1061 / (asce) 0733-9445 (1997) 123: 5 (583)

[9] ЧАС.Тутанджи и П. Балагуру, Характеристики долговечности бетонных колонн, обернутых буксировочными листами из стеклопластика, Журнал материалов в гражданском строительстве, вып. 10, вып. 1, с.52–57, (1998).

DOI: 10.1061 / (восхождение) 0899-1561 (1998) 10: 1 (52)

[10] Дж.Г. Тенг и Л. Лам, Поведение при сжатии ограниченных эллиптических бетонных колонн из углепластика. 128, нет. 12. С. 1535–1543, (2002).

[11] Н.А. Сиддики, С.Х. Алсайед, Ю.А. Аль-Саллум, Р.А. Икбал и Х. Аббас, Экспериментальное исследование тонких круглых колонн из RC, усиленных композитами из стеклопластика, Строительные и строительные материалы, т. 69, p.323–334, (2014).

DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2014.07.053

[12] ГРАММ.Ву, З. С. Ву, З. Т. Лу, Расчетно-ориентированная модель напряженно-деформированного состояния для бетонных призм, ограниченных композитами из стеклопластика, Строительные и строительные материалы, т. 21, нет. 5, с.1107–1121, (2007).

DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2005.12.014

Завершение | Журнал Concrete Construction

Землетрясение в Лома-Приета недалеко от Сан-Франциско в 1989 году и землетрясение в Нортридже недалеко от Лос-Анджелеса в 1994 году вызвали острую необходимость в сейсмическом усилении мостов и зданий по всей Калифорнии.Техника, которая только начинала использоваться в то время, — эпоксидная смола из углеродного волокна, приклеиваемая к внешней стороне конструкционных бетонных элементов, оказалась ценным инструментом в этих усилиях. За последние 20 лет материалы и методы этого подхода были усовершенствованы и адаптированы для использования в других проектах по укреплению и для обеспечения устойчивости к взрывам.

Углеродное волокно обладает очень высокой прочностью на разрыв и при этом очень легким. Когда он прикреплен к внешней стороне бетонной колонны, балки или плиты, он может добавить значительную прочность без добавления веса, который увеличил бы нагрузку на фундамент и другие элементы конструкции.Композитный материал называется пластиком, армированным волокном (FRP). Обертки FRP легко наносятся и могут использоваться на структурных элементах любого размера и формы. Традиционные методы усиления, такие как добавление бетона и арматурной стали вокруг элемента конструкции (часто с торкретбетоном), внешнее последующее натяжение или добавление опор из конструкционной стали (опоры), часто являются более дорогостоящими из-за дополнительной работы, чтобы получить все на место.

Основная причина использования этой техники — добавить прочности существующей конструкции.В некоторых случаях его можно использовать при новом строительстве, хотя в настоящее время это обычно только в ответ на какую-то ошибку при проектировании или строительстве. В соответствующих случаях усиление FRP может быть на 30-50% дешевле, чем традиционное усиление из-за простоты установки.

На рынке существует ряд запатентованных систем усиления FRP, и почти вся эта работа выполняется с использованием одной из этих систем. Производители систем сопоставляют волокна со смолами, чтобы получить необходимое повышение прочности.Углеродное волокно является предпочтительным волокном в этих композитах FRP, хотя иногда используются и другие волокна — в основном стеклянные, базальтовые или арамидные (кевлар). «Единственная причина, по которой мы поставляем стекло или базальт, — это просто стоимость, — говорит Джим Батлер, президент производителя HJ3 Composite Technologies, Тусон, Аризона. — Карбон стоит дорого, и иногда вам не нужно столько прочности, и тогда мы будем использовать стекло или базальт. Мы более благосклонно относимся к базальту как к нашему недорогому волокну, потому что он имеет более высокую стойкость к истиранию и не впитывается.Стекло может впитывать и поглощать влагу и химические вещества, что приводит к поломке ».

«Углеродное волокно используется в работах по укреплению в связи с изменением использования конструкции или из-за дефектов конструкции», — говорит Джей Томас, вице-президент по укреплению подразделения Structural Preservation Systems, Ганновер, штат Мэриленд. «Большинство инженеров не знакомы с усиление существующей структуры, чтобы они представили больше технических характеристик, в которых они определяют существующую мощность и новые требования и просят нас предоставить не только конструкцию, но и резервную копию проекта и материалы.”

«Я люблю называть их строительными аномалиями», — говорит Скотт Арнольд, технический директор производителя FRP Fyfe, Сан-Диего. «Мы поставщик продукции, который в основном взаимодействует с инженерами-строителями, у которых есть проблемы. Мы разберемся с условиями и выясним, возможно ли туда попасть. Затем мы посмотрим, приносит ли углерод ценность по сравнению с другими методами — сэкономит ли он время и деньги по сравнению с более традиционными альтернативами. Примерно в 30% случаев я говорю им, что им действительно нужен новый бетон, а не система из углеродного волокна.Важно понимать преимущества и ограничения любого продукта. Углеродное волокно стоит дорого — из тысяч проектов, в которых я участвовал, никто никогда не говорил, что оно дешевое. Но они сделали это, потому что это сэкономило им деньги по сравнению с альтернативами ».

Quakewrap Все более широкое применение находит усиление бетонных труб и водопропускных труб стеклопластиком с поверхностным склеиванием.

Одним из наиболее популярных способов усиления FRP является укрепление бетонных резервуаров, водопропускных труб и водопроводных труб из предварительно напряженного бетона.Слой FRP не только укрепляет структуру, но и обеспечивает непроницаемый слой. «Защита от коррозии важна, — говорит Мо Эхсани, президент QuakeWrap, Тусон, Аризона. — Если коррозия продолжается в течение некоторого времени, вы теряете большую часть прочности арматуры. Обертка из стеклопластика может не только компенсировать это, но также может обеспечить слой непроницаемых материалов для защиты конструкции от проникновения влаги и дальнейшей коррозии. При однократном применении этих тканей или ламинатов мы можем обеспечить как прочность, так и водонепроницаемость.”

Установка

Нанесение обертки из стеклопластика на конструкционный бетон несложно, но требует опыта. «Стопроцентное качество достигается благодаря мастерству», — говорит Томас. «Есть отдельные шаги из поваренной книги, и вы должны выполнить их все. Когда мы видим проблемы, это обычно от кого-то, кто не делал этого раньше и ему не хватает шагов ».

Все производители систем усиления FRP, с которыми проводились консультации, требуют определенного уровня знаний установщика. «Мы предлагаем двухдневный курс для сертификации подрядчиков на установку нашей продукции», — говорит Эхсани.«Мы продаем только сертифицированным установщикам, устанавливаем сами или требуем, чтобы работа выполнялась под нашим контролем. Мы не продаем материал тем, кто просто размещает заказ, потому что, если вы не знаете, что делаете, вы действительно можете поставить плохую репутацию в отношении продукта и отрасли ».

Quakewrap Когда волокно наматывается вокруг колонны, конструкция может рассматриваться как контактно-критическое применение, где подготовка поверхности не так важна.

Шаг первый — подготовка поверхности, начиная с простой очистки бетона от любых химикатов и грязи.В большинстве случаев за этим следует дробеструйная или водоструйная очистка для получения шероховатого профиля поверхности. Арнольд рекомендует использовать профиль бетонной поверхности (CSP) 2 или 3, «как при легкой пескоструйной очистке». Он отмечает, однако, что есть два типа приложений, которые следует учитывать: критические соединения и критические контакты. В областях применения, где требуется связка, полностью полагается на связь материала с поверхностью бетона для передачи напряжений. Приложения с критичным контактом — это когда FRP соединяется с самим собой и создает ограничение структурного элемента.Примером приложения, критичного к контакту, является столбец, в котором FRP полностью замыкается на себя. В таких ситуациях, говорит Арнольд, «мы можем даже обернуть краску, хотя она должна находиться в непосредственном контакте с бетоном».

Использование полимерных листов, армированных углеродным волокном, в качестве поперечной арматуры в колоннах моста

Abstract:

Работа мостов во время предыдущих землетрясений показала, что многие структурные разрушения могут быть приписаны сейсмическим недостаткам в колоннах моста.Отсутствие поперечной арматуры и неадекватное соединение продольной арматуры в потенциально пластиковых шарнирных областях колонн являются основными причинами их плохой работы. В прошлом были разработаны и испытаны ряд методов модернизации колонн. Эти методы включают стальную оболочку, железобетонную оболочку и использование поперечного предварительного напряжения (RetroBelt) для удержания бетона, усиления сдвига и зажима стыков. Новая технология модернизации с использованием оболочки из армированного волокном полимера (FRP) стала удобной и конструктивно прочной альтернативой с повышенной прочностью.Новая технология, хотя и получила признание в строительной отрасли, должна быть полностью разработана как жизнеспособная методология сейсмической модернизации, подкрепленная надежными процедурами проектирования и строительства. Успешное применение наружных кожухов из стеклопластика к существующим колоннам в сочетании с ухудшением инфраструктуры моста повысило возможность использования арматуры из стеклопластика для нового строительства. Несъемная опалубка в виде труб из стеклопластика исследуется на предмет ее целесообразности.Стойкие трубы из стеклопластика обеспечивают простоту конструкции, удобную опалубку и, если оставить на месте, защиту бетона от воздействия окружающей среды, включая защиту стальной арматуры от коррозии, а также служат в качестве поперечной арматуры колонны. Комбинированные экспериментальные и аналитические исследования были проведены в текущем проекте для i) улучшения характеристик оболочки колонн из стеклопластика для существующих мостовых колонн и ii) для разработки опалубки из стеклопластика для новых колонн моста.Экспериментальный этап включал проектирование, строительство и испытания 7 натурных железобетонных мостовых колонн при моделировании сейсмической нагрузки. Колонны представляли собой как существующие сейсмостойкие мостовые колонны, так и новые колонны в несъемной опалубке. Существующие колонны были недостаточны в сдвиге или изгибе, где недостатки изгиба проистекали из недостатка бетона и / или использования неадекватно соединенной продольной арматуры. Параметры испытаний включали форму поперечного сечения (круглую или квадратную), сращивание арматуры, диапазон сдвига колонн для изгиба и доминирующего сдвига, толщину оболочки из стеклопластика, а также использование труб из стеклопластика в качестве несъемной опалубки, с или без внутренне заделанные шпалы FRP.Колонны подвергались постоянному осевому сжатию и постепенно увеличивающимся реверсам неупругой деформации. Результаты, представленные и обсуждаемые в этой диссертации, показывают, что методология модернизации FRP обеспечивает значительное ограничение круглых и квадратных колонн, существенно улучшая пластичность колонны. Домкрат из стеклопластика также улучшил способность колонн к диагональному растяжению, изменив поведение колонны с преобладанием хрупкого сдвига на реакцию с преобладанием пластичного изгиба. Кожухи, когда контролируются поперечные деформации, способны улучшить характеристики неправильно соединенных круглых колонн, в то же время остаются в некоторой степени неэффективными в улучшении характеристик соединенных квадратными колоннами.Опалубка из стеклопластика обеспечивает отличную пластичность круглых и квадратных колонн в новых бетонных колоннах, предлагая огромный потенциал для использования на практике. Аналитическая фаза проекта демонстрирует, что текущие аналитические методы анализа колонн могут быть использованы для колонн с внешним армированием из стеклопластика при условии, что соответствующие модели материалов используются для замкнутого бетона, композитов из стеклопластика и арматурной стали. Пластический анализ на изгиб, начиная с анализа момента сечения и кривизны и продолжая анализом стержня, включающим формирование пластического шарнира, обеспечивает превосходное предсказание огибающих неупругой силы и деформации зарегистрированного гистерезисного поведения.Процедура проектирования на основе смещения, адаптированная для колонн с оболочкой из стеклопластика, а также колонн в несъемной опалубке из стеклопластика, обеспечивает надежную процедуру проектирования как для модернизации существующих колонн, так и для проектирования новых железобетонных колонн из стеклопластика.

«Использование армированного углеродным волокном полимера (CFRP), включая листы и стержни», Ясир Матлоб Саид

Название степени

Доктор философии (Ph.D.) в области гражданской и экологической инженерии

Отделение

Гражданская и экологическая инженерия

Субъекты

Пластмассы, армированные углеродным волокном, Бетонные колонны — Техническое обслуживание и ремонт, Прочность материалов, Изгиб — Испытания, Железобетон

Физическое описание

1 онлайн-ресурс (xviii, 174 стр.)

Абстрактные

Использование материалов FRP для усиления и ремонта железобетонных (ЖБ) конструкций увеличилось за последние два десятилетия.В последнее время материалы FRP стали одними из наиболее часто используемых материалов в реабилитационной технике. При сейсмической модернизации железобетонных конструкций процесс обычно включает усиление или ремонт вертикальных опорных элементов зданий или мостов. Несколько исследований были сосредоточены на использовании материалов FRP для усиления и ремонта колонн RC. Листы или ламинаты из стеклопластика с внешней связью (EB) и стержни из стеклопластика, приповерхностные (NSM), использовались для повышения прочности и пластичности колонн RC.Хотя стержни из стеклопластика (GFRP) и базальтового стеклопластика (BFRP) использовались для упрочнения на изгиб колонн из RC, стержни из NSM-CFRP еще не использовались. Кроме того, исследования по использованию канатов из углепластика для упрочнения на изгиб или ремонта железобетонных колонн отсутствуют.

Чтобы устранить эти пробелы, было проведено экспериментальное исследование использования материалов углепластика для усиления и ремонта колонн RC. Расследование состояло из трех основных частей. Три части были сосредоточены на укреплении и ремонте тонких колонн RC с использованием материалов CFRP.Первая часть исследования была сосредоточена на использовании листов, стержней и канатов из углепластика для упрочнения на изгиб колонн RC. Были изготовлены и испытаны RC-колонки с квадратным размером половинной шкалы (150 x 150 мм). Каждый образец состоял из двух колонн длиной 1,065 м, соединенных посередине жестким элементом (бетонной заглушкой). Все столбцы были разработаны на основе старых кодов (до 1970-х годов). Образцы были (1) как построенный образец, (2) усилены только ограничением CFRP, (3) усилены ограничением CFRP и стержнями NSM-CFRP, и (4) усилены ограничением CFRP и канатами NSM-CFRP (два образца).Другой образец был усилен листами EB-CFRP. Результаты показали, что методы EB и NSM могут эффективно использоваться для усиления тонких колонн RC. Кроме того, канаты из углепластика очень эффективны при укреплении колонн RC. Повышение силы колебалось от 35% до 60%. Наконец, была создана теоретическая модель для прогнозирования реакции на смещение нагрузки RC колонн, усиленных листами EB-CFRP и стержнями и веревками NSM-CFRP. Теоретические результаты показали хорошее согласие с экспериментальными результатами.Вторая часть исследования была сосредоточена на использовании листов углепластика и канатов при ремонте поврежденных колонн RC. В последнее время колонны RC были модернизированы и усилены за счет удержания FRP по всему миру. В будущих случаях ремонта, вероятно, встретятся колонны RC, которые ранее были усилены с помощью удержания FRP. Однако исследования по ремонту поврежденных колонн, которые были усилены ограничением до повреждения, в настоящее время недоступны. Более того, существует жизненная потребность в технике аварийного ремонта, которая может быть использована для быстрого ремонта поврежденных колонн основных конструкций после сейсмического события.В этом исследовании время, необходимое для завершения ремонта, было ключевым фактором для предложения метода быстрого ремонта на основе углепластика. Всего было изготовлено и испытано четыре образца, каждый из которых представляет две колонки. Метод был применен к квадратным колонкам RC (150 мм x 150 мм x 1065 мм), подвергнутым комбинированным осевым и циклическим боковым нагрузкам. Процесс нанесения ремонтной техники занял три дня. Результаты испытаний показали, что предложенная методика ремонта эффективна не только за счет восстановления первоначальной прочности, но и за счет значительного повышения прочности.Кроме того, измеренный и идеализированный отклик смещения нагрузки показал, что пластичность отремонтированной колонны была разумно достаточной. Предлагаемая технология выглядит многообещающей и может рассматриваться как метод постоянного ремонта.

Третья часть исследования была посвящена пределу прочности на разрыв канатов из углепластика, закрепленных на бетоне с помощью химической эпоксидной смолы. Одной из основных проблем при использовании армированного волокном полимера (FRP) для усиления железобетонных конструкций (RC) является преждевременное расслоение FRP.Крепление материалов из стеклопластика к бетону стало ассоциироваться с большинством методов усиления. Один из методов анкеровки — использование анкеров ручной работы из стеклопластика. В предыдущих исследованиях большинство анкеров из стеклопластика были изготовлены из прокатных предварительно нарезанных листов из стеклопластика с короткой заделкой (мм), поскольку они использовались для усиления изгиба или сдвига ж / б балок. В настоящем исследовании якоря из стеклопластика были изготовлены из канатов из армированного углеродным волокном полимера (углепластик) и имели длинную заделку, которая использовалась для упрочнения на изгиб колонн RC.Всего было проведено 21 испытание на вытягивание канатных анкеров из углепластика, прикрепленных к бетону с помощью химической эпоксидной смолы. Параметры испытаний включали длину заделки 45 мм, 90 мм, 135 мм, 180 мм, 270 мм и 315 мм; диаметры анкерных отверстий 12,7 мм, 19,1 мм и 25,4 мм; и два типа эпоксидной смолы, Hilti 500 и MasterBrace SAT 4500. Результаты испытаний показали, что прочность на вырыв анкеров из углепластика увеличивалась с увеличением длины заделки, и не наблюдалось значительного влияния диаметра отверстия на прочность на вырыв.Однако прочность сцепления увеличивалась с уменьшением длины заделки и диаметра отверстия. При меньшей длине заделки ожидается, что распределение напряжения сцепления по длине анкера будет более равномерным, чем у анкеров с большей длиной заделки. Среднее напряжение (прочность) сцепления рассчитывается путем деления максимальной силы отрыва на длину заделки. Следовательно, увеличение длины заделки без значительного увеличения усилия отрыва приводит к снижению прочности соединения.Наблюдаемые результаты выдергивания и виды отказов сравнивались с прогнозами с использованием имеющихся моделей. Наконец, модифицированная модель была предложена для прогнозирования силы отрыва канатных анкеров из углепластика.

.