Так сложилось, что строительные технологии на территории стран Таможенного союза планомерно достигают мирового уровня, а иногда даже опережают его на 2-3 года. Не является исключением и применение так называемых композиционных материалов (на основе ITECWRAP ®), которые активно используются в России вот уже более 10 лет.

ВСУ — высокопрочная система усиления (композиционные материалы на основе стеклянных, углеродных и армидных и других высокопрочных волокон) — нашли свое применение в области усиления железобетонных, деревянных, металлических, каменных конструкций. Причем, как неповрежденных конструкций, так и конструкций, получивших, под воздействием эксплуатационных и коррозионных процессов, некоторые повреждения, и, соответственно, потерявших частично свою несущую способность.

 

Для проверки эффективности метода внешнего армирования железобетонных конструкций с применением ВСУ в испытательном центре в 2008 году были проведены испытания строительных конструкций (железобетонных плит и перемычек), усиленных углеволокном.

Эксперимент заключался в следующем: сначала испытывались на прочность неповрежденные конструкции до их разрушения (трещины и разломы). Затем они усиливались в один слой холстами углеволокна и вновь испытывались на прочность.

Все степени нагрузки и сопровождающие их разрушительные процессы фиксировались и отражались в соответствующих таблицах.
Какие же выводы сделали экспериментаторы?

Цифры, полученные в ходе испытаний, впечатляют. Например, для железобетонной перемычки, которая без усиления разрушилась при достижении 135 % от контрольной (предельно допустимой по требованиям ГОСТ) нагрузки. То есть, запас прочности составил 35 %. После усиления эта же перемычка разрушилась при достижении 124 % от контрольной нагрузки. То есть восстановление несущей способности разрушенной перемычки произошло с запасом прочности в 24 %!

Еще эффективнее произошло восстановление прочностных характеристик железобетонной плиты, которая без усиления разрушилась при 119 % допустимой нагрузки, а после усиления — при 169 %. То есть она не только восстановила свою прочность, но и стала в полтора раза крепче, чем была до испытаний.

Таким образом, в зависимости от сечения применяемых ВСУ, они способны, как восстанавливать несущую способность железобетонных конструкций до нормативных нагрузок, так и увеличивать её почти в 2 раза.

Если же учесть, что трудоемкость и стоимость усиления зданий ВСУ ниже традиционных способов реконструкции, применение этой технологии в строительстве сулит значительные выгоды для строительных и эксплуатирующих организаций.

Суть метода усиления, та же, что и при усилении металлом:

1. Расчет¹ композитной арматуры производится так же, как и в случае с металлической, однако за счет более высоких прочностных характеристик получаемого усиления, его расчетное сечение в разы меньше. Кроме того, вес самого материала, в сравнении с металлом, мизерно мал. Все это позволяет отказаться от дополнительных затрат:

• на расчет и устройство опорных точек для металлического профиля
• на расчет и строительство дополнительных колонн
• на выискивание необходимого пространства под сечение профиля арматуры (балки, швеллера, двутавра), см рис. 1-2

 
 

  2. Разработанная технология так же, как и при усилении металлом, начинается с подготовки реконструируемой конструкции: с поверхности тщательно удаляются продукты коррозии (старый бетон, гнилая древесина, ржавчина металла). Специальными составами останавливается дальнейшая коррозия элементов конструкции и восстанавливается геометрия. После этого конструкцию можно усиливать.

   3. Существует два вида конструкционной арматуры: в виде пластика (волокна и клей) и в виде ткани. Нанесение клеевого состава на материал может осуществляться двумя способами:

• механизированное нанесение
• ручное нанесение.

    4. Укладка материала на усиливаемую поверхность производится вручную. После полимеризации клеевой массы проверяется качество работ.

• ослабление несущей способности существующих конструктивных элементов здания, вплоть до случаев, когда дальнейшая эксплуатация невозможна из-за опасности их разрушения
• проведение реконструкции старых сооружений, когда увеличивается проектная эксплуатационная нагрузка (например, повышение этажности)
• реконструкция без повышения проектных нагрузок, но при изменениях в схеме работы железобетонных конструкций (при перепланировке и перепрофилировании зданий)
• исправление строительного брака при сдаче госкомиссии задания и сооружения в эксплуатацию
• предписания Ростехнадзора

На данный момент технология усиления композитной арматурой использована более чем на 100 предприятиях для восстановления и усиления несущих конструкций зданий и сооружений. Имеется опыт эксплуатации и сервисного обслуживания данных систем усиления.

 

1. При расчете композитной арматуры применяется программный комплекс ITECWRAP®CAD