Конструктивно усилване на якост на срязване на греда

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

Необходимост от конструктивно усилване на греди на якост на срязване може да възникне поради различни причини, като:

  • Увеличаване на натоварванията или промяна на експлоатацията.
  • Промяна на проектните нормативни изисквания.
  • Остаряване на строителните материали, корозия на армировъчните елементи и/или конструктивни дефекти.
  • Възстановяване на бетонови елементи след земетресения.

II. РЕШЕНИЕ

Увеличаване на якостта на срязване на греди се постига чрез поставяне на плат от еднопосочни карбонови влакна MEGAWRAP-200 в напречна посока на гредата.

Чрез усилване с композитни материали се подобряват следните характеристики:

  • Увеличаване на якостта на срязване.
  • Драстично намаляване на възможността за поява на дефекти в резултат на трошливост.
  • Значително подобряване на поведението на гредата при подлагане на циклични натоварвания (сеизмични влияния) и увеличаване на дуктилността.

Усилването може да се извърши по два начина:

  • Непрекъснат слой (фигура 2a) или отделни ленти с разстояние между тях (фигура 2b).
  • Затворен слой (напълно обвиващ гредата) или отворен слой (крайщата на плата се закотвят в натисковата зона на гредата).

Въпреки че най-доброто решение по отношение на механичните свойства е затворен слой (фигура 1а), напълно обвиващ гредата, това не винаги е възможно, тъй като в повечето случай съществуват конструктивни елементи (плочи) върху гредата, което не позволява полагане на карбоновият плат върху горната страна на гредата.

Поради това, в тези случай плата се поставя U-образно по страните и долната повърхност на гредата (фигура 1b).

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 пластичността на конструктивни елементи, без промяна на техните размери и геометрия.
  • Висока устойчивост на стареене и умора, влага, алкални и киселинни среди.
  • Много висока якост на опън и модул на еластичност на влакната.
  • 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.

<pОсновата 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.

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

  • 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.
  • 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.
  • За да се осигури добра паропропускливост на конструктивните елементи (така че налична влага в основата да може да се изпари лесно), се препоръчва да се прекъсва слоят напречно на всеки 600 mm.
  • 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.