Конструктивно усилване на колона

НЕОБХОДИМИ МАТЕРИАЛИ

MEGAWRAP-200 Плат от еднопосочни карбонови влакна за конструктивно усилване

EPOMAX-LD Двукомпонентно, епоксидно лепило за импрегнация и лепене на композитен плат

EPOMAX-EK Двукомпонентна епоксидна шпакловка

MEGACRET-40 Високоякостна, циментова смес с фибри за поправки и корекции

 

 

I. СЪЩНОСТ НА ПРОБЛЕМА – ИЗИСКВАНИЯ

При колоните в една конструкция, при определени условия, може да съществува недостиг на якост и/или дуктилност (способност за понасяне на пластична деформация при сеизмични или други неочаквани натоварвания). Ето защо е от съществено значение тези елементи да бъдат усилени.

Необходимост от конструктивно усилване на колони може да възникне поради различни причини, като:

  • Промяна на проектните нормативни изисквания.
  • Остаряване на строителните материали и/или корозия на армировъчните елементи.
  • Съществуващи конструктивни дефекти (например недостатъчен брой колони, неправилно разпределение и/или неправилно армиране).
  • Увеличаване на натоварванията или промяна на експлоатацията.
  • Възстановяване на бетонови елементи след земетресения.

II. РЕШЕНИЕ

Усилване на колони се постига чрез поставяне на плат от еднопосочни карбонови влакна MEGAWRAP-200, чрез което се подобряват следните характеристики:

  • Увеличаване на способността за деформация (например в зоните на пластични връзки).
  • Увеличаване на якостта на натиск.
  • Намаляване на възможността за локално огъване на армираните елементи.
  • Подобряване на кохерентноста на елементите в критичните зони на връзки на армировката.

В сравнение с обикновените методи за конструктивно усилване, като полагане на метални плочи или бетон, карбоновият плат MEGAWRAP-200 притежават следните предимства:

  • Бързо и лесно полагане.
  • Увеличаване на якостта и дуктилността на конструктивни елементи, без промяна на техните размери и геометрия.
  • Висока устойчивост на стареене и умора, влага, алкални и киселинни среди.
  • Защита на армировката от корозия.

III. ПОЛАГАНЕ

Основата трябва да е здрава и чиста, без прах, масла и други замърсявания. Съществуващи стари покрития от мазилка, боя и т.н. трябва да се премахнат.

Съществуващи пукнатини върху основата трябва да се запълнят с епоксидни смоли за инжектиране.

Основата трябва да е максимално равна. Повърхностни неравности трябва да се заравнят с циментова смес с фибри MEGACRET-40 или епоксидна шпакловка EPOMAX-EK.

Външни ъгли на конструктивните елементи, които ще се усилват, трябва да се заоблят с радиус 10-30 mm.

Върху подходящо подготвената основа се нанася епоксидна смола EPOMAX-LD. Карбоновият плат MEGAWRAP-200 се нарязва на желаните размери с ножици. Ивиците се поставят внимателно (добре опънати) върху основата и се притискат със специален пластмасов ролер за да се постигне по-добър контакт с основата, цялостна импрегнация и да се избегне образуване на въздушни мехури. След притискане, при наличие на сухи места по плата, върху тях се нанася външно слой. При обвиване на колони е необходимо двата края на плата да се застъпват 15-20 cm.

В случай при които се полага повече от един слой плат, вторият слой се поставя докато първият все още не е засъхнал.

Върху последният слой се нанася епоксидна смола EPOMAX-LD и докато все още слоя не е засъхнал, върху повърхността се нанася кварцов пясък, за да се осигури подходяща адхезия със следващи защитни, циментови покрития (мазилки).

IV. ЗАБЕЛЕЖКИ

  • Ефективността на усилването зависи от съотношението на страните на напречното сечение на колоната (когато съотношението се увеличава ефективността намалява), както и от радиуса на заоблянето на краищата на колоната (колкото по-голяма е радиуса, толкова, по-ефективно е усилването).
  • Най-добрата възможна адхезия на плата (отлична подготовка на основата), както и тяхното ефективно закрепване (в крайщата) е основна предпоставка за ефективността на усилването.
  • В някои случай е необходимо да се проведе изпитване за якостта на опън на основата, чрез Pull-off метод.
  • Специално внимание трябва да се обърне на процеса на нарязване за да не се допусне разпадане или разнищване на плата.
  • По време на полагане няма нужда от застъпване по дължина на отделните слоеве, но разстоянието между тях не трябва да надвишава 10 mm.
  • Времето за работа с епоксидни материали намалява с увеличаване на околната температура.
  • Температурата на бетоновата повърхност по време на полагане на F.R.P. системата, трябва да е над +5ºС.
  • Тъй като развитието на високи температури в конструкцията (например в случай на пожар) намалява значително ефективността на карбоновата армировка, е необходима външна защита на карбоновите елементи (чрез специални покрития, гипсокартон и др.). Ремонтираната крайна повърхност трябва да бъде защитена и в случай на излагане на UV лъчи.
  • Фирма ISOMAT, в сътрудничество с университета в Патра, Гърция, е разработила компютърна програма “COMPOSITE DIMENSIONING” работеща с Windows 98/2000/XP, за улесняване на процеса на проектиране. Програмата, както и съответната техническа документация, може да се получи от Техническият Отдел на ISOMAT.
  • В повечето случай при усилване с Композитни Материали е необходим инженерен проект, поради което опитът на проектантите, както и супервизията на изпълнението се смятат за абсолютно необходими предпоставки за осигуряване на правилното приложение на системата.