Усиление композитными материалами

Строительные конструкции любого здания испытывают огромные механические нагрузки. Не говоря уже о разрушающем влиянии влаги, коррозии, химически активных сред, вибраций. Все это приводит к прогрессирующему со временем ухудшению несущих свойств, изначальных проектных характеристик. Если не принимать меры, ситуация может привести сооружение к физическому износу, аварийному состоянию — значительно повышается вероятность обрушения. Усиление композитными материалами – это строительная услуга, которая позволяет восстанавливать и улучшать указанные в проекте свойства, несущую способность конструкций, нивелировать все риски.

Что такое усиление композитными материалами?

Композитные материалы в строительстве (композиты) имеют неоднородную составную структуру. Как минимум в композите два компонента: матричная основа, которая становится связующим элементом для арматуры и наполнитель (арматура). Неорганический наполнитель в составе композитных материалов обеспечивает все их необходимые физические свойства композитов.

Усиление конструкций композитами относится к инновационным строительным технологиям. Они прочно вошли в практику строительных компаний, практически полностью заменив традиционное усиление металлическими элементами. На рынке стройматериалов для профессионалов сегодня широко представлены композиты для усиления. Как правило, они на тканевой основе. 

При усилении такие хосты из композита накладываются на проблемный участок конструкции, плотно притираются. После затвердевания, по необходимости, проводится финишная отделка. Достаточное сцепление обеспечивают связующие составы (адгезивы). Применяющиеся в строительной отрасли композиты созданы из полимеров. Застывая, они становятся жесткой и монолитной пластиковой структурой, на порядок превосходящей сталь по прочности. Усиление композитами получило большое распространение, благодаря следующим свойствам композитным материалов:

• механической устойчивости своих компонентов, то есть прочности композитных материалов;
• химической инертности (иногда полной);
• способности композитов отталкивать влагу;
• коррозионной стойкости.   

ФСК «СТС» проводит такие работы, следуя самым передовым неразрушающим технологиям. В нашем распоряжении комплексы, композитов, прошедшие все требуемые испытания. Как правило, это изделия с очень высоким модулем упругости – ламели, ленты, тканевые структуры, сетки, композитная арматура. Основой композитов служат разные виды волокон:

•  стеклянных;
•  арамидных;
• базальтовых;
• на основе углеродного волокна.

Усиление композитными материалами немыслимо без применения связующих составов, которые выполнены на основе эпоксидных смол, полимеров или цементных минеральных растворов.

Преимущества усиления композитами

Появление инновационных композитов практически полностью вытеснило другие методики усиления. Речь идет, преимущественно, о традиционном усилении металлом. По сравнению с этим методом, усиление композитами проводится гораздо быстрее. Важно, что производство приостанавливать не надо. Ограничивать посещение вашего объекта также не нужно. Вот некоторые свойства композитных материалов, благодаря которым применение композитных материалов в строительстве стало таким удачным:

• легкость – небольшая удельная плотность композитов не приводит к тому, что усиленные конструкции утяжеляются;
• сверхмалая толщина – монтаж композитов не приводит к изменениям в геометрии конструкций;
• высокий предел прочности композитных материалов, а, значит, устойчивость композитов к множеству факторов, разрушающих конструкции, делает их применение эффективным и выгодным, причем в любых климатических условиях;
• долговечность композитов, которая может достигнуть (по расчетам) нескольких десятков лет – столь же долго здание может безопасно эксплуатироваться;
• влагостойкость – полимерные компоненты делают композиты непроницаемыми для воды, поэтому параллельно с укреплением проводится гидроизоляция конструкций;
• не токсичность — композиты являются экологически чистыми материалами, они безопасны для человека.

Монтаж композитов на поверхность проблемных участков очень прост. Усиление композитами делает конструкции прочными, жесткими, надежными и безопасными. Не требуется арендовать специальную технику, нанимать дополнительных специалистов – работы оперативно выполнят небольшие рабочие бригады.

Области применения композитов и усиления композитами

Усиление композитным материалами проводится сейчас при износе и повреждениях бетона, кирпичной и каменной кладки, металлоконструкций, для усиления железобетонных конструкций. При внешних и внутренних работах по усилению эффективно с использованием композитных материалов восстанавливаются свойства

• сборных и монолитных плит перекрытий;
• несущих стен;
• фундамента и плит основания;
• опорных колонн;
• ригелей и балок;
• пролетов мостов и эстакад (в дорожном строительстве);
• элементов ферм, включая их оболочки.

Усиление композитными материалами – верное (с точки зрения практичности и экономии)  решение, помогающее во многих ситуациях:

• физический износ или аварийное состояние;
• ошибки, которые были допущены еще на этапе строительства;
• повреждения в конструкциях (обрыв арматурного стержня или коррозионное поражение, раскрытие трещин, нарушение сцепления между поясом арматуры и несущей конструкцией;
• нужно устранить с помощью композитов последствия аварии, пожара, обрушения;
• требуется защита стен, перекрытий, колонн от вездесущей воды (капиллярного подъема грунтовых вод);
• возросли фактические нагрузки на конструкции (после перепланировки или модернизации — потребуется усиление композитами;
• необходимо повысить сейсмологическую устойчивость основания сооружения;
• здание относится к архитектурному наследию, представляет историческую ценность.

Если говорить о композитах в целом, такие материалы нашли себе много различных областей применения. Вот некоторые из них:

• авиационно-космическая промышленность;
• трубопроводы;
• стволы артиллерийских орудий;
• автомобилестроение;
• химические машиностроение;
• производство яхт, судов, подводных лодок;
• резервуары для хранения жидкостей;
• медицинское оборудование;
• стоматология – здесь широко применяются композитные материалы химического отверждения;
• спортивный инвентарь;
• городской наземный транспорт;
• туристическое снаряжение и экипировка;
• бытовые товары, например, кухонные непромокаемые фартуки на основе композитного материала (фартук — участок стены между мойкой, плитой и навесными шкафчиками).

Технология усиления 

Процедура усиления композитами часто является частью работ по реконструкции здания. Она предполагает первичный осмотр объекта. Каждая дефект и повреждение фиксируется и описывается. Определяется степень износа конструкций, ведутся поверочные расчеты на прочность. Составляется проект реконструкции, все работы будут проводится согласно этому документу. Расходы, в том числе на усиление композитными материалами, указываются и обосновываются в сметной документации.

Начинается подготовка поверхности к нанесению стройматериалов из композита. На подготовительном этапе следует:

• освободить поверхности от следов разрушения методом пескоструйной или ручной очистки;
• провести очистку и заделку мелких дефектов;
•  смыть посторонние частички и грязь;
• придать поверхности небольшую шероховатость после выравнивания – это важно для монтажа композита.

Затем наступает черед разметки областей нанесения. Изделия из композита разрезаются, согласно нужным размерам (указанным в проекте), их пропитывают связующим составом для надлежащего сцепления. Можно приступать к усилению бетона — монтажу холстов из композита. При этом должно соблюдаться следующее:

• располагать холсты композита нужно так, чтобы полимерные волокна были должным образом ориентированы относительно осей;
• нужно учесть температурный режим — разницу в горючести между композитом и связующим;     
• размещенные элементы композита выравнивают и прокатывают валиком или шпателем, чтобы выпустить образовавшиеся мешающие пузырьки воздуха;
• наносится пропитка — запечатывающий слой (грунтовка или шпатлевка) нужный для ускорения высыхания пропитки слоя композита;
• иногда необходимо выполнить финишную отделку поверх композита, которая предохранит усиленную конструкцию от открытого огня, действия высоких температур или ультрафиолетового излучения.

Крайне важным пунктом в этом перечислении является самый первый. Когда ведется усиление композитными материалами, для максимальной эффективности при сжимающих нагрузках волокна композита располагают вдоль направления действия сил нагрузки. Если усиливается колонна (объект, сжатый вне центра нагрузки), то вдоль нее устраивается система бандажей (эффект «обоймы»). Волокна композита должны быть перпендикулярными продольной оси. Несколько другие принципы монтажа характерны при усилении композитами фундамента, плит перекрытия, а также мостовых балок (и других объектов при значительных нагрузках на изгиб). Расчет композитного материала на прочность при изгибе входит в проект усиления моста.

Наши услуги по усилению композитными материалами

ФСК «СТС» оказывает целый комплекс услуг, связанных с усилением композитами. Стройматериалы из композитов предварительно проходят несколько тестов. При обследовании мы выясняем прочность и марку бетона, а также степень его неровности. Эти факторы влияют на процесс усиления композитами. В ходе ремонтно-восстановительных работ ведется проверка на наличие пустот и полостей после монтажа каждого рабочего слоя композита.

Быстрее всего выполняются работы по усилению балок и ригелей (от 3 до 5 дней). В работах используется стройматериалы из углеродного волокна, а именно сетки и ламели. Дополнительно выполняется наращивание сечения. Усиление колонн не обходится без традиционной технологии – монтажа стальных обойм. Композит тоже накладывается, но это дополнительная мера. 

Чтобы усилить дверные, оконные и арочные проемы, нужно перераспределить нагрузку. Здесь тоже подчас не обходится без внедрения дополнительных стальных арматур. Комбинация методов применяется и при усилении покрытий и перекрытий, железобетонных ферм. Стены и пилоны усиливаются сейчас только композитами, в частности, сетками, из которых формируется поддерживающий бандаж.   

Наша компания проводит работы по усилению композитами любой сложности. Мы соблюдаем государственные стандарты, предписания строительных правил. О цене на услуги ФСК «СТС» заказчику сообщается заранее. Стоимость всех работ содержит проектная смета. 

Если у вас уже есть проектное решение — ФСК «СТС» может выступить в роли подрядчика. Цена на услуги образуется согласно нашему прозрачному прайсу. Она зависит от выбранной методики усиления композитами, полного состава работ, их сложности, стоимости материалов из композитов и связующих составов.

Компания ФСК «СТС» сотрудничает с частными и юридическими лицами. После вашего звонка или обращения через форму на сайте, наш менеджер уточнит конкретику, обсудит все подробности. После инженерного осмотра объекта заключается договор на наши строительные услуги по укреплению конструкций композитами.

Почему для усиления композитами стоит выбрать именно ФСК «СТС»?

Специалисты ФСК «СТС» протестировали, проверили на практике каждую применяемую методику. Более того:

• наши инженеры предварительно обследуют объект;
• на основе осмотра мы составляем проект усиления композитами, обладающий юридической силой;
• мы закупаем только проверенные стройматериалы, оснащены продвинутым техническим оборудованием;
• на каждый вид работ дается наша гарантия;
• мы не допускаем просрочек, работы выполняем без задержек;
• все требования ГОСТов и профильных регламентов строго соблюдаются.

Вопросы и ответы — FAQ