Реконструкция

В настоящее время существует большое количество способов

усиления несущих элементов  зданий и сооружений. При выборе способа усиления несущих конструкций  и элементов должны быть учтены

многие факторы. Прежде всего, необходимо обеспечить такие условия:

1. минимальную длительность остановки технологического процесса,
2. максимальное выполнение подготовительных работ за пределами зоны

ремонта,

3. технологичность конструктивных решений усиления,
4. серийность и простоту изготовления новых конструкций,
5. ремонтопригодность новой конструкции и пр.

 

Однако большинство используемых методов усиления несущих

железобетонных конструкций  имеет ряд существенных недостатков:

они трудоемки, зачастую сложны и связаны с большим расходом материалов.

 

Метод усиления, предполагающий наклеивание на железобетонные конструкции  дополнительной стеклопластиковой  арматуры не

имеет вышеуказанных недостатков. В основе применения этого метода

лежит возможность увеличения несущей способности железобетонной

конструкции за счет включения  в ее растянутую зону дополнительных

армирующих элементов из стеклопластика.

Преимуществами данного  метода по сравнению с остальными являются следующие показатели:

1. незначительное уменьшение высоты помещения при усилении перекрытий,
2. производство ремонтно-строительных работ в меньший период времени,
3. незначительные и несущественные изменения в имеющейся несущей структуре усиливаемого элемента,
4. меньшие затраты при производстве работ.

 

Важнейшим показателем, характеризующим  железобетонную

конструкцию, является количество расходуемого материала. Сталь –

один из наиболее дорогих  и вместе с тем один из самых  важных конструктивных элементов, снижение ее расхода является важной экономической  задачей.

Существенный интерес  для реконструкции представляет перспектива использования стеклопластиковой  арматуры при усилении железобетонных конструкций. Стеклопластиковая арматура более чем в

3 раза легче стальной, а ее удельная прочность в  3,5-4 раза выше.

Стремление заменить сталь  другим материалом, вызвано еще и  тем,

что в ряде случаев требуется  создать конструкцию с высокой  коррозионной стойкостью, антимагнитными и диэлектрическими свойствами.

Вопросам использования  стеклянного волокна в качестве арматуры бетона посвящены исследования В.П.Пустовойтова, А.К.Бурова,

И.Г.Романенкова, Ю.М.Тарнопольского, В.М.Бондаренко, Г.Ш.Салия и др.

 

Согласно исследованиям, ленточная стеклопластиковая арматура, которую рекомендуется применять в качестве элемента усиления железобетонных конструкций, имеет ряд преимуществ перед другими видами арматуры.

Этот вид арматуры позволяет  методом намотки легко формовать

сплошные покрытия, оболочки и др. Ленточная форма арматуры в

наибольшей мере позволяет  осуществить многослойное наложение

стеклопластикового слоя однородной структуры. Применение ленточной  стеклопластиковой арматуры (ЛСА) целесообразно  еще и потому,

что при применении в наибольшей степени используются ее специфические  свойства, такие как высокая прочность  при растяжении, коррозионная стойкость  и др.

Основные характеристики ленточной стеклопластиковой арматуры следующие:

- толщина 0,2 мм;

- полимерное связующее  ЭД-20, ПН-1, ФАЭД, АСТ-Т и др.;

- содержание связующего 20% по массе;

- разрушающее напряжение  при растяжении 900-1100 МПа.

В качестве связующего при склеивании стеклопластиковых лент с

бетонной поверхностью необходимо применять те смолы, которые,

обладая хорошей адгезионной способностью, могут длительное время

находиться в условиях воздействия на них химически  активных сред.

Для соединения стеклопластиков как между собой, так и с другими материалами чаще всего применяется эпоксидно-диановая смола

ЭД-20. Однако данный вид смолы  имеет ряд недостатков. К ним  можно отнести сложность регулирования  длительности отверждения, хрупкость, высокую стоимость по сравнению с другими полимерами и др.

 

Анализ исследований показал, что наиболее перспективными

являются акриловые полимерные связующие АСТ-Т (ТУ 64-2-226-95).

Компаунд данных связующих  состоит из двух компонентов: полимера

в порошке (суспензионного полиметилметакрилата, содержащего в

качестве инициатора 1% бензоила) и жидкого мономера (метилового

эфира метакриловой кислоты), в котором растворено 3% диметиланилина и инициатора (0,02% гидрохинона).

Исследованиями установлено, что данная композиция обладает высокой и регулируемой прочностью при сжатии, растяжении и изгибе. Определены оптимальные составы акрилового связующего. Изучены прочностные свойства акриловой композиции при широком варьировании его состава.

 

Важными характеристиками, определяющими свойства полимерного связующего и возможностью его применения, являются такие факторы, как адгезия связующего к бетону и металлу, наполняемость, вязкость, жизнеспособность, время отверждения, способ приготовления.

Эти параметры, а также  прочность клеевого соединения «металл - бетон» и «бетон - бетон» уже в  достаточной степени рассмотрены.

В то же время малоизученными остаются такие факторы, как адгезия  клея на основе акрилового полимера к  стеклопластиковой ленте и прочностные показатели соединения «стеклопластик - бетон», которые в значительной степени влияют на работу усиливаемой конструкции.

 

Эти факторы создают предпосылку  для дальнейшего проведения

научно-исследовательских  работ, а именно: разработка физической и

математической моделей  клеевого соединения «стеклопластик - бетон» с целью исследования напряженно-деформированного состояния

и совместной работы клея и  стеклопластика, а также для расчета  необходимого количества стеклопластиковой  арматуры и определения оптимального состава клея (связующее + наполнитель).

Изучение технологических  параметров (давление, температура,

время выдержки), влияющих на качество клеевого соединения, исследования физико-механических свойств железобетонных конструкций,

усиленных стеклопластиковыми полосами методом наклеивания на

основе акрилового компаунда, являются темами для дальнейших научных  изысканий.

 

Предлагаемый метод усиления изгибаемых железобетонных конструкций  и элементов наклеиванием стеклопластиковой  арматуры в виде лент (полос) является более перспективным (по сравнению с традиционными способами) и позволяет в свою очередь экономить как

расход стали, так и  другие материалы, а также уменьшить  трудоемкость процесса реконструкции.

 

Основные положения расчета  метода усиления железобетонных конструкций  поверхностно- оклеечным стеклопластиком производят на основе «РУКОВОДСТВО по усилению ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ КОМПОЗИТНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ». Настоящее Руководство разработано в развитие Свода Правил СП 52-101-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры».