Застосування вуглецевого волокна в укріпленні будівельних конструкцій та інженерних споруд

Останні інженерні розробки показують, що технологія підсилення полімерами, армованими вуглецевим волокном (CFRP), завдяки високоефективному будівництву та суттєвим комплексним перевагам , стала важливим вибором для укріплення та реконструкції будівельних конструкцій. Ця технологія застосовується для підсилення й ремонту різноманітних конструктивних елементів, таких як балки, плити, колони, ферми дахів, тунелі та інші бетонні конструкції.

Основні властивості матеріалу
Карбонове волокно, як високоякісний композитний матеріал, має наступні виняткові характеристики:

1. Надзвичайна міцність: Межа міцності може перевищувати у 10 разів аналогічний показник вуглецевих сталевих листів.

2. Легкість та висока міцність: Низька питома вага, практично не додає додаткового навантаження на конструкцію.

3. Виняткова довговічність: Висока стійкість до корозії та втомлення, гарна експлуатація при температурних коливаннях (холод/тепло), стабільні властивості, що ефективно подовжує термін служби після посилення конструкцій.

4. Висока адаптивність у будівництві: Гнучка текстура, що дозволяє легко розрізати та приклеїти на місці навіть до складних криволінійних поверхонь.

Основні технічні переваги

1. Зручність та ефективність у будівництві: Відносно прості процедури; не вимагає великих механізмів або стаціонарного обладнання; переважно базується на ручній роботі; швидке виконання будівельних робіт; мінімальні порушення на місці виконання.

2. Простота забезпечення якості: Матеріал має м’яку структуру та добре прилипає, забезпечуючи щільне прилягання до основи та високу якість виконання робіт.

3. Висока водонепроникність: Система епоксидного клею має високу проникність, ефективно запечатуючи мікротріщини в бетонній основі та підвищуючи водонепроникність.

4. Виняткова стійкість до корозії: Як сам вуглецевий волокно, так і система на основі епоксидної смоли володіють винятковою стійкістю до хімічного корозійного впливу, що робить їх придатними для використання в агресивних середовищах.

Стандартизований процес будівництва

1. Розвантаження: За можливості, зменшити або повністю розвантажити елемент, який підлягає пісиленню, до початку підсилення.

2. Розмітка та виставлення осей: Точне позначення місць склеювання деталей з карбону або сталевих пластин (наприклад, низ балки, бік балки, діафрагма зсуву) на ділянках, які потребують підсилення, відповідно до проектних вимог.

3. Підготовка поверхні основи:

   • Збити штукатурний шар: Видалити поверхневий штукатурний шар у межах позначеної ділянки до якісного шару бетону.

   • Шліфування та вирівнювання: Використовуючи кутову шліфувальну машину з абразивним диском, зашліфувати поверхню бетонної основи, видаливши вершковий шар і розпушений матеріал, щоб забезпечити рівність поверхні.

   • Очищення та видалення пилу: Ретельно видалити пил, утворений під час шліфування (рекомендовано: стиснене повітря або промисловий пилосос), щоб забезпечити чистоту та сухість основи.

4. Нанесення грунту: Рівномірно нанести тонкий шар епоксидного грунтовки з низькою в’язкістю на підготовлену поверхню основи, щоб забезпечити його повне проникнення в пори бетону.

5. Вирівнювання основи: Заповніть заглибини, отвори та нерівні ділянки на основі за допомогою епоксидного розчину (або шпаклювальної маси) для забезпечення рівної поверхні склеювання.

6. Приклеювання вуглецевого волокна:

   • Нанесіть рівномірний шар епоксидного просочувача / смоли на вирівняну та загартовану поверхню основи.

   • Розмістіть заздалегідь вирізану тканину з вуглецевого волокна плавно на шарі смоли. Прокотіть міцно уздовж напрямку волокон щоб видалити бульбашки повітря, забезпечуючи просочення смолою волокон і досягнення повного контакту.

   • Повторіть цей крок для кількох шарів, якщо це необхідно