Усиление углеволокном и композитными материалами с углепластиком - обертками, листами, бинтами и др. - все еще считается инновацией, хотя технология усиления углеволокном уже разработана. Углеволокно - высокопрочное и гибкое, имеющее прочность в несколько раз превышающее прочность стали, и невероятно легкое, - не нагружает конструкции физически, и, что порой очень важно, не вредит внешней эстетике сооружения. С помощью углеволокна и композитов на его основе выполняют реставрационные работы исторических зданий и памятников архитектуры. Востребованы бинты и полотна из углеволокна и в частном строительстве для ремонта и усиления конструкций.
Углеволокно получают методом карбонизации полиэфиров, полиакрилонитрила и т.д., диаметр получаемых волокон всего 5-10 мкм. При такой тонкости и легкости углеволоконные композиты способны увеличивать не только прочность, но и жесткость конструкций. Основные материалы для усиления конструкций, получаемые методами карбонизации:
- Углеволокно.
- Кевлар.
- Арамидное волокно.
- Углепластик - композит из углеволокна и смол.
Усиление кирпичной кладки углеволокном
Усиление кирпичной кладки углеволокном производят наклеиванием бинтов, полотен, лент, ламелей или оболочек из углеволоконного композита на тщательно очищенное основание стены, плиты перекрытия, балки, проема и др. Композитное полотно перед наклейкой пропитывают эпоксидным или аналогичным по прочности и вязкости составом.
Композит из углеволокна очень тонкий и работает в плоскости соединения, но сверху слой углепластика необходимо защищать. Углеволокно огнестойко, но композит в пламени быстро разрушается. Изоляционные покрытия для углеволоконных обклеек также предотвращают повреждение композита из плоскости нагрузок, что позволяет сделать усиливаемую конструкцию монолитной и значительно увеличить ее несущую способность при работе на сжатие, сдвиг и срез. При этом нагрузки на фундамент нет, визуально сооружение остается неизменным.
Что можно сделать для усиления кирпичной кладки
- Заделать трещины, восстановить швы.
- Укрепить цоколь.
- Выполнить усиление кладки на стабильных участках и перекладку кирпича на сильно поврежденных с последующим усилением.
- Увеличить жесткость стоек, прогонов, каркасных элементов.
- Инъектированием добиться стабильности кладки и восстановить ее структуру.
- Усилить проемы и перемычки, стойки, простенки.
Практически все перечисленное, кроме инъектирования, оптимально выполнять с углеволоконным композитом.
Технология армирования углеволоконными композитами
- Подготовка основания под обклейку улеволоконным полотном выполняется очень тщательно. Нужно обеспечить прочность основы и сцепление с композитом, а для этого требуется зачистить поверхность от пыли, жиров и масел, грязи всех видов. Дефекты можно оставить только очень мелкие, все крупные трещины, раковины и выбоины заделывают раствором.
- Далее - грунтовка и пропитка специальным составом с качествами усиления структуры (аналог проникающей грунтовки под эпоксидный состав).
- Углебинт, полотна, обкладки заготовленных форм и размеров по месту наклеивают на основание эпоксидным высокоадгезивным клеем. Требуется максимально плотно и прочно соединить тонкий углепластик с ремонтируемой поверхностью. Сделать это на так уж сложно - композит очень тонкий, гибкий и легко повторяет форму основания, фиксировать углебинт на стене, перекрытии, перемычке получается сразу же, без опыта. Главное не делать пропусков и плотно стыковать композит с поверхностью.
- После схватывания и полного закрепления углекомпозит гидроизолируют, штукатурят, окрашивают - то есть восстанавливают финишную отделку.
Плюсы усиления углеволокном
- Экологически чистый и безопасный материал и технология.
- Усиление можно проводить при эксплуатации здания, рабочий процесс практически "без шума и пыли", во всяком случае без электросварки и мокрых процессов.
- Срок усиления еще не проверен, но по расчетам - около ста лет.
- Дополнительно не нагружаются нижележащие конструкции, включая фундаментные. Усиление вообще никак не сказывается на сумме нагрузок, усилия просто перераспределяются в конструкции здания.
Усиление не съедает полезной площади и объема помещений. Визуально оно незаметно под защитной изоляцией и восстановленной отделкой.
