В последние годы стремительно растет использование композитных материалов для строительных потребностей. Армированные конструкции способны придать необходимую прочность и устранить последствия разрушения бетона. На сегодняшний день на рынке представлено несколько разработок по защите железобетонных конструкций:

Система внешнего армирования из полимерных композитов CarbonWrap предназначена для усиления бетонных, железобетонных, каменных, армокаменных и стальных конструкций зданий и сооружений. Известно, что конструкции разрушается под воздействием природных факторов и агрессивных сред. Система внешнего армирования позволяет устранить негативные последствия этих воздействий, повысить надёжность, несущую способность и долговечность зданий и сооружений, подготовить их к чрезвычайным нагрузкам (например, в сейсмоопасных регионах). По данным обследований, около 25% эксплуатируемых строительных конструкций имеют повреждения, затрудняющих использование и приводящих к снижению несущей способности. 

На стадии строительства и эксплуатации система внешнего армирования позволяет решить следующие задачи:

  • устранить ошибки проектирования или исполнения работ (смещение арматуры, несоответствие фактического армирования проекту, использование некачественных материалов);
  • увеличить несущую способность конструкций при увеличении расчётных нагрузок;
  • устранить повреждения несущих конструкций, возникшие в ходе эксплуатации;
  • усилить перекрытия при устройстве новых проёмов и других значительных изменениях здания.
  • снизить затраты на производство работ, временные и трудовые затраты

Система внешнего армирования CarbonWrap применяется для восстановления плит перекрытий, балок, колонн, элементов ферм, фундаментов, железобетонных каркасов, пролётов лестниц и др. Они активно (и главное, эффективно) используются в капитальных ремонтах и реконструкциях зданий, восстановлении сооружений после пожаров и аварий. Система внешнего армирования CarbonWrap проста в применении. После подготовки усиливаемой конструкции, на поверхность с помощью эпоксидных двухкомпонентных связующих CarbonWrap Resin наклеивают высокопрочные элементы системы CarbonWrap (углеродные ленты, ткани, сетки, углепластиковые ламели, мультиаксиальные ткани) в соответствии с проектным решением и особенностями объекта. Далее поверх усиления наносят защитный слой, выбор которого определяется условиями эксплуатации. В результате заметно повышаются характеристики сооружения и межремонтный срок их эксплуатации. При применении системы внешнего армирования появляется ряд преимуществ: при усилении и сейсмоусилении строительных конструкций не требуется громоздкая техника или специальное оборудование; работы можно проводить без остановки эксплуатации зданий и сооружений. По сравнению с традиционными методами усиления конструкций системы внешнего армирования более эффективны. Они позволяют восстанавливать и увеличивать несущую способность в сжатые сроки и с меньшими трудозатратами. Внешнее армирование полимерными композитами – это значительное увеличение срока службы конструкции при относительно небольшом расходе материала. Технология особенно актуальна при восстановлении уникальных строений (памятников архитектуры, гидротехнических и транспортных сооружений, объектов атомной промышленности), когда применение других способов недопустимо или в значительной степени затруднено. Однонаправленные углеродные ленты — это углеткань, в которой не менее 85% волокон расположено в одном направлении, за счет чего достигаются оптимальные эксплуатационные свойства для нагрузок в заданном направлении. В качестве утка (поперечных волокон) используются тонкие стеклянные, арамидные или термоклеевые нити. Такая структура обеспечивает высокую прочность углеродной ленты на разрыв, что делает ее востребованным материалом для строительства в качестве системы внешнего армирования (СВА). Производство продукции осуществляется в соответствии с системой менеджмента качества, сертифицированной на соответствие требованиям стандарта ISO 9001.

Системы внешнего армирования углеродными волокнами:

По сравнению с обычными конструкционными материалами (алюминием, сталью и др.) композиционные материалы на основе УВ (углепластики) обладают экстремально высокими характеристиками – прочностью, сопротивлением усталости, модулем упругости, химической и термической стойкостью, в разы превышающими аналогичные показатели стали, при существенно меньшей массе. Система внешнего армирования FibARM.

Предназначена для ремонта и усиления строительных конструкций с целью устранения последствий разрушения бетона и коррозии арматуры в результате длительного воздействия природных факторов и агрессивных сред в процессе эксплуатации. Технология применяется:

Преимущества усиления конструкций углеволокном:

Внешнее армирование углеволокном – это практичный и выгодный способ усиления конструкций, который широко используется российскими и зарубежными строительными компаниями. Несмотря на более высокую стоимость комплекса из углеродных материалов и полимерных смол по сравнению с металлом, повышение несущей способности конструктивных элементов зданий и сооружений с помощью углеволокна обходится дешевле за счет простой технологии усиления конструкций и сокращения сроков выполнения работ в несколько раз. Ткани на основе углеродного волокна — это высокотехнологичный текстиль с превосходными эксплуатационными качествами. Углеродные ткани и ленты изготавливаются на основе углеродных волокон и нитей (3К-48К). Углеродные ткани UMATEX имеют высокие показатели прочности на растяжение, устойчивы к воздействию большинства химически агрессивных реагентов. Углеродные ткани UMATEX позволяют достигнуть высоких механических свойств в пластике и создавать изделия со сложной геометрией. Углеродная ткань на основе углеродных волокон UMT подходит для армирования различных поверхностей, используется при производстве сверхпрочных пластиков и применяется во всех отраслях промышленности.   

Другие преимущества внешнего армирования конструкций углеволокном:

  • Прочность на растяжение волокна в разы выше чем у металлов;
  • Низкий вес (система не утяжеляет конструкцию);
  • Увеличивает срок службы (углеволокно не корродирует в отличие от металлов);
  • Скорость выполнения работы (нет необходимости в тяжелой грузоподъемной техники, сварных работах, итд.);
  • Срок службы материалов (50-75 лет);
  • И множества других (например, если промышленное здание, то можно проводить работы без остановки производства).

Недостатки усиления конструкций углеволокном:

  • Высокая стоимость материалов (но зато низкая стоимость работы, и как правило, в совокупности всех факторов, усиление конструкций углеволокном выгоднее);
  • Адгезивы (клея) не стойкие к УФ-лучам (решается при помощи присыпке кварцевым песком по свежеуложенному материалу);
  • Необходима огнезащита усиляемых конструкций (как и при усиления металлом).

С помощью системы внешнего армирования вы сумеете значительно увеличивается прочность несущих конструкций. Такая возможность позволяет значительно увеличить расчетные нагрузки для уже возведенного объекта. Кроме того внешнее армирование помогает заметно снизить стоимость проведения строительных работ. Современные композиты позволяют создавать элементы с заданными параметрами, то есть те, что будут наиболее полно отвечать характеру и условиям эксплуатации конструкций. Именно этим обусловлено их быстрое распространение и широкое применение в строительстве зданий и сооружений.

В статье используются материалы из следующих источников:

https://dipchel.ru/store/sistema-vneshnego-armirovaniya/

https://www.pretor-road.ru/produktsiya-iz-polimernykh-kompozitnykh-materialov/sistemy-vneshnego-armirovaniya-carbonwrap.html

https://sroppk.ru/download/Building_materials/prezentetion_kompozit.pdf

https://www.nccrussia.com/ru/sva.html

https://compositescluster.ru/products/uglekompozitnye-materialy-i-izdeliya/sistema-vneshnego-armirovaniya-na-osnove-uglerodnogo-volokna/