Wszystko o wzmocnieniu z włókna węglowego

Wzmocnienie konstrukcji to jeden z głównych (jeśli nie najbardziej podstawowy) etap każdego procesu budowlanego, który wiąże się ze stabilizacją i zwiększeniem ogólnej wytrzymałości konstrukcji. Wzmacnianie konstrukcji włóknem węglowym to technologia mająca niewiele ponad 20 lat i słusznie uważana za progresywną.

Ta prosta, ale super skuteczna metoda ma imponującą listę zalet, które wyjaśniają właściwości materiału. Do wykonywania działań wzmacniających nie trzeba używać specjalnego sprzętu o dużym udźwigu, ponieważ włókno węglowe jest lekkie. Sama praca jest wykonywana 10 razy szybciej niż inne technologie. Jednocześnie włókno węglowe nie tylko wzmacnia konstrukcję, ale także poprawia nośność.

Włókno węglowe to poliakrylonitryl (poddany obróbce cieplnej). Podczas wzmacniania włókno jest impregnowane dwuskładnikową żywicą epoksydową, po czym mocowane jest do powierzchni samego przedmiotu. Ta sama żywica epoksydowa wykazuje bardzo skuteczną przyczepność do zbrojonego betonu, a gdy zachodzi reakcja chemiczna, włókno węglowe staje się twardym tworzywem sztucznym, które jest 6, a nawet 7 razy silniejsze niż stal.

Włókno węglowe jest również cenione za to, że nie boi się korozji, odporny na agresywne czynniki środowiskowe... Masowe obciążenie obiektu nie wzrasta, a wzmacniacz może działać przez 75 lat lub dłużej.

Wymagania dotyczące włókna węglowego:

• włókna powinny być równoległe;
• w celu zachowania struktury elementów wzmacniających stosuje się specjalną siatkę z włókna szklanego;
• Włókno węglowe jest produkowane ściśle według wymagań technologicznych i spełnia standardy jakości.

Wśród innych niezwykłych właściwości materiału jest ochrona konstrukcji przed wilgocią. Fibre doskonale sprawdza się w tworzeniu gęstej wodoodpornej warstwy. Jest to materiał o dużej wytrzymałości, pod względem wytrzymałości na rozciąganie wartość włókna węglowego sięga 4900 MPa.

Przyciąga ich również prostota, naprawdę duża szybkość procesu instalacji, czyli każdy obiekt można wzmocnić w krótkim czasie, bez wydawania pieniędzy na wynajem sprzętu i wzywanie dużej liczby specjalistów. A te oszczędności w zasobach pracy, czasu i pieniędzy sprawiają, że włókno węglowe jest topowym produktem w swoim segmencie.

Oddzielnie należy odnotować skuteczność technologii wzmacniania włóknami węglowymi. Będzie tak, jeśli zostanie spełnionych kilka warunków: jest to naturalna wilgotność konstrukcji, która nie przeszkadza w samej możliwości zainstalowania materiału wzmacniającego i niezawodności mocowania oraz właściwościach zarówno włókna, jak i kleju, które są stabilne pod względem parametrów czasowych.

Głównym kierunkiem zastosowania jest zbrojenie konstrukcji żelbetowych. Włókno układa się na tych odcinkach konstrukcji, które mają największe naprężenia.

Jakie można wyróżnić podstawy wzmacniania konstrukcji budowlanych:

• fizyczne starzenie się obiektu, faktyczne zużycie materiału i poszczególnych elementów konstrukcyjnych (płyty stropowe, słupy itp.);
• takie uszkodzenie konstrukcji betonowej, które zmniejszyło jej nośność;
• przebudowa pomieszczeń, w których dokonywane są korekty nośnych jednostek konstrukcyjnych;
• sytuacje, w których pojawia się prośba o zwiększenie liczby kondygnacji w budynkach;
• wzmocnienie struktur podyktowanych stanem wyjątkowym i jego pilne rozwiązanie;
• ruchy naziemne.

Ale włókno węglowe tak dobrze współdziała nie tylko ze zbrojonym betonem. To samo dotyczy konstrukcji metalowych, które mają moduł wytrzymałości i sprężystości związany z włóknem węglowym. Możesz również pracować z konstrukcjami kamiennymi, takimi jak filary, ceglane ściany domów.

Drewniane belki stropowe również wymagają wzmocnienia, jeśli stan systemu belek wymaga interwencji, jeśli nośność jest wyraźnie zmniejszona.

Rekomendacje stanowią teoretyczną podstawę procesu, który nie jest zbyt pracochłonny, ale wymaga dbałości o wszystkie szczegóły.

Przed przystąpieniem do zbrojenia zewnętrznego włóknem węglowym konieczne jest wykonanie oznaczeń konstrukcyjnych, czyli zaznaczenie miejsc, w których zostaną zamocowane elementy wzmacniające. Pomiary wykonujemy łącznie z oczyszczeniem powierzchni ze starego wykończenia, z mleczka cementowego. W tym celu stosuje się szlifierkę kątową z miseczką diamentową. Inną opcją jest maszyna do piaskowania wodą. A czyszczenie trwa do momentu znalezienia dużego kruszywa betonowego.

Wszystkie powyższe działania wymagają bardzo odpowiedzialnego wykonania, ponieważ poziom przygotowania podłoża do wzmocnienia bezpośrednio wpływa na wynik końcowy. Prace nad skutecznością amplifikacji rozpoczynają się od działań przygotowawczych.

Na co musisz zwrócić uwagę:

• jakie są cechy integralności / wytrzymałości materiału przedmiotu, który ma być wzmocniony;
• czy powierzchnia, na której będzie montowane włókno węglowe, jest płaska;
• jakie są wskaźniki temperatury i wilgotności powierzchni, na której mocowany jest materiał wzmacniający;
• czy w miejscu sklejenia jest kurz, brud, czy jest dostatecznie oczyszczone przed kolejnymi zabiegami, czy niewystarczające czyszczenie zakłóci przyczepność podłoża i włókna węglowego.

Oczywiście wykonuje się również obliczenia zbrojenia konstrukcji, na podstawie których prowadzone są prace. Tym biznesem powinni zajmować się wyłącznie wysoko wykwalifikowani specjaliści. Oczywiście wszelkie niezależne obliczenia są obarczone niewybaczalnymi błędami. Zazwyczaj takie problemy rozwiązują profesjonaliści z organizacji projektowych.

Aby obliczyć zbrojenie obiektu włóknem węglowym, potrzebujesz:

• wyniki badań i badania samych obiektów amplifikacji;
• wysokiej jakości, szczegółowe zdjęcia powierzchni obiektu;
• szczegółowe wyjaśnienia.

Samo włókno węglowe sprzedawane jest w rolkach zapakowanych w polietylen. Ważne jest, aby podczas przygotowania powierzchni roboczej kurz nie dostawał się na materiał wzmacniający. I będzie - i to najczęściej podczas szlifowania betonu. Jeśli powierzchnia nie zostanie odpylona, ​​nie zabezpieczona przed jej wnikaniem, materiału po prostu nie da się zaimpregnować substancją - praca będzie wadliwa.

Dlatego przed otwarciem siatki/taśmy powierzchnia robocza jest zawsze pokryta polietylenem i dopiero wtedy można rozpocząć pomiar. Aby przeciąć siatkę i taśmę węglowodorową, należy przygotować nożyczki do metalu lub nóż biurowy.

Kompozycje dwóch składników służą jako klej, dlatego będziesz musiał sam wymieszać te składniki w odpowiednich proporcjach. Aby nie zaburzyć tych proporcji, w procesie dozowania należy użyć odważników. Zasadą jest żelazo i jest to: składniki miesza się gładko, stopniowo łącząc, masę miesza się wiertłem ze specjalną dyszą. Błędy w tym procesie mogą spowodować zagotowanie kleju.

Ważny! Na dzisiejszym rynku budowlanym można znaleźć materiał klejący sprzedawany w dwóch wiaderkach. Wymagane proporcje obu składników zostały już zmierzone, wystarczy je wymieszać zgodnie z instrukcją.

Innym narzędziem, które jest wykorzystywane w procesie przygotowania mieszanki, jest klej polimerowo-cementowy.

Technologia montażu zależy od wybranego rodzaju materiału. Taśma węglowa może być przymocowana do podłoża na dwa sposoby: na sucho lub na mokro. Technologie mają wspólną właściwość: na podłoże nakładana jest warstwa kleju... Natomiast metodą suchą taśmę mocuje się do podłoża i impregnuje klejem dopiero po nawinięciu wałkiem. W metodzie mokrej ta sama taśma jest wstępnie impregnowana masą klejącą, a dopiero potem jest nawijana wałkiem do obrabianego podłoża.

Cechy instalacji:

Aby zaimpregnować włókno węglowe klejem, warstwę tej kompozycji nakłada się na powierzchnię włókna, przepuszczając wałkiem, uzyskując następujące efekty: górna warstwa kleju wnika głęboko w materiał, a dolna pojawia się na zewnątrz.

Taśma węglowa jest również sklejona w kilku warstwach, ale nadal nie należy robić więcej niż dwie. Jest to obarczone faktem, że po przymocowaniu do powierzchni sufitu materiał po prostu ślizga się pod własnym ciężarem.

Po utwardzeniu klej będzie idealnie gładki, co oznacza, że ​​w przyszłości wykończenie jest praktycznie wyeliminowane.

Podczas montażu lameli węglowych spoiwo nakładane jest nie tylko na wzmacniany przedmiot, ale także na montowany element. Po zamocowaniu lamelkę należy przewałkować szpachelką/wałkiem.

Siatka węglowa mocowana jest do betonowego, wstępnie zwilżonego podłoża. Natychmiast po nałożeniu kleju (ręcznie lub mechanicznie) należy natychmiast rozwałkować siatkę, nie czekając na wyschnięcie masy klejącej. Siatka powinna lekko wcisnąć się w klej. Na tym etapie eksperci wolą używać szpatułki.

Następnie musisz poczekać, aż kompozycja początkowo się złapie. I możesz to zrozumieć naciskając - nie powinno być to łatwe. Jeśli palec zostanie naciśnięty z dużym wysiłkiem, materiał się zaciął.

Klej na bazie żywicy epoksydowej jest palny. Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego istnieje również ryzyko, że stanie się bardzo delikatna. Dlatego konieczne jest stosowanie takich kompozycji z zapewnioną ochroną przeciwpożarową obiektów, które mają być wzmocnione.

Ogólnie rzecz biorąc, wzmacnianie konstrukcji włóknem węglowym jest postępującym, z wielu punktów widzenia, ekonomicznym sposobem na wzmocnienie konstrukcji i jej elementów.... Kompozyty używane do zbrojenia są znacznie lżejsze i znacznie cieńsze niż bardziej konwencjonalne materiały. Ponadto zbrojenie zewnętrzne jest wszechstronną nowoczesną techniką. Wykorzystywany jest zarówno na etapie budowy budynku, jak i podczas remontów, podczas prac konserwatorskich, czyli w celu wzmocnienia konstrukcji, w wielu przypadkach nie ma nawet konieczności wstrzymywania jej eksploatacji.

Włókno węglowe wzmacnia elementy budynków mieszkalnych i przemysłowych, konstrukcje architektoniczne, obiekty transportowe i hydrauliczne, a nawet obiekty jądrowe.

Ale ci, którzy uważają, że stosowanie nowych materiałów i technologii jest zawsze droższe od tradycyjnych rozwiązań, a priori mylą się w swoich obliczeniach. Wytrzymałość konstrukcji znacznie wzrasta, budynek nie przestaje być używany podczas remontu (a to może spowodować większe straty finansowe), takie naprawy są bardzo szybkie w czasie.

Z poniższego filmu dowiesz się, jak wzmacniać deski włóknem węglowym.