Крепление карбона в строительстве: виды и особенности

Работа с карбоном — относительно новый, но уже востребованный метод в строительстве. Монтаж углеволокна применяют для укрепления строительных конструкций из разных материалов, повышая их прочность, стойкость к статическим и динамическим нагрузкам. Углеродное полотно имеет высокую прочность, воспринимает на себя часть нагрузки, увеличивая несущую способность элемента.

Есть несколько различных технологий монтажа карбона на поверхность строительного объекта. В зависимости от его состояния, назначения, целей работ профессионалы могут выбрать оптимальный способ.

Особенности работы с углеволокном

Углеродное волокно — это композитный материал из углеродных нитей очень маленькой толщины (5-16 микрон). Оно имеет особую атомную структуру, которая преобразуется в невидимые человеческому взгляду кристаллы. Усиление строительных объектов карбоном популярно по причине высочайшей прочности материала. Он в 3-5 раз прочнее стали, при этом укрепить сооружение можно, не уменьшая его площадь и не меняя геометрию помещения.

На вопрос, как клеить карбон, ответ универсален для зданий из различных стройматериалов: бетона, железобетона, металла, кирпича. Углеволокно может заменить стальные или бетонные обоймы, рубашки, поскольку оно имеет малый вес, не нагружает фундамент.

Другие преимущества карбона:

• Стойкость к действию химически активных сред;
• Устойчивость к действию микробов, грибка, плесени;
• Коррозионная стойкость, отсутствие окисления;
• Длительный срок службы без потери свойств.

При этом важно понимать, что высокотехнологичный карбон требует знания технологии монтажа. В другом случае углеродное волокно не будет выполнять свои задачи.

Инженерные решения для армирования углеволокном

Усиливать конструкции композитами надо, опираясь на Свод правил СП 164.1325800.2014. документ содержит основные правила монтажа углеволокна.

Если армировать нужно перекрытия и балки, то усиление выполняют за счет монтажа углеродного материала в зонах с наиболее высоким напряжением. Часто это центральная часть пролета по нижней границе строительного элемента. Укрепление увеличит несущую способность по изгибающим моментам. Использовать для армирования возможно разные виды композитных материалов: ленты, ламели, сетки.

Для балок можно усилить приопорные зоны, чтобы повысить несущую способность при воздействии поперечных сил (по наклонной трещине). С этой целью выполняют монтаж U-образных хомутов из углеродного полотна. Разные виды изделий из углеродного волокна (сетки, ламели, ленты) могут использоваться вместе, поскольку для них используют схожие методы и адгезивные смеси. При этом углеродные сетки не применяются с лентами, ламелями из-за «мокрых» работ при монтаже.

Колонны усиливают посредством обклеивания композитными лентами или сетками в поперечном направлении. Так появляется эффект бондажирования, за счет чего поперечные деформации бетонных элементов сдерживаются. Этот принцип похож на эффект «бетона в трубе» или «трехосного сжатия».

Какие компоненты применяют для наклеивания карбона

Чаще всего карбоновый клей — это двухкомпонентный состав, в котором в конкретных пропорциях смешивают два ингредиента. Обязательно четкое соблюдение инструкции от производителя адгезивов, применять весы, мерные емкости. Ингредиенты смешивают, понемногу добавляя один в другой, перемешивают дрелью или строительным миксером на низких оборотах. Если при дозировании допущены ошибки либо нарушается процесс вмешивания компонентов, раствор может оказаться некачественным или вовсе закипеть.

Чтобы упростить работу над приготовлением адгезива, многие производители продают готовые объемы компонентов, не требующих дозирования.

Полимерцементные адгезивы, предназначенные для углеродных сеток, продаются в мешках, смешиваются с водой по инструкции, как стандартная сухая ремонтная смесь.

Важно! Адгезивные материалы имеют лимитированный срок использования после приготовления. Как правило, это 30-40 минут. Если на улице температура более 20 градусов, то срок жизни состава сокращается. Поэтому готовить смесь нужно для небольшого объема композитных материалов.

Как провести монтаж карбона на клей

Углеродное полотно поставляется в смотанном виде в полиэтиленовой упаковке. Важно, чтобы материал не загрязнялся пылью, которой может быть много после шлифовки бетонного основания под армирующий слой. Зону для заготовки углеволокна застилают плотной пленкой, на ней отматывают нужное количество усиливающего полотна. Ленты, сетки легко обрезаются под нужный формат канцелярским ножом, ламели режут угол-шлифовальной машинкой.

Поверхность под укрепление, прежде чем клеить карбон, очищают от грязи, пыли, масла, следов отделочных материалов. Зоны, где будут размещать слой укрепления, размечают.

Если в конструкции есть крупные трещины, выбоины, сколы, их необходимо заделать, а поверхность очистить и выровнять перед укреплением.

Качество основания конструкции напрямую влияет на то, насколько эффективным будет усиление карбоном. Поэтому в процессе работ специалисты контролируют ряд параметров:

• отсутствие неровностей основания;
• прочность, целостность стройматериала строительного элемента;
• температуру основания;
• отсутствие грязи, пыли;
• влажность.

Методики наклеивания композитов

Есть два варианта, как склеить карбоновые ленты или ламели с основанием, требующим укрепления, — мокрый или сухой метод.

При мокром методе адгезивный состав наносят на основание, предварительно очищенное и размеченное. При сухом способе углепластик сперва наносят на поверхность, а затем покрывают адгезивом.

И с мокрым, и с сухим способом  монтажа используют эпоксидную смолу. Это вещество гарантирует высокую адгезию, крепко фиксирует карбон на поверхности строительного объекта. Эпоксидное связующее вступает в реакцию с композитом, что увеличивает прочность армирующего слоя. Когда слой углеволокна вместе с эпоксидной смолой застывает, он становится прочнее стали при минимальной толщине.

На высыхание клея для карбона нужно не менее 48 часов при температуре около 20 градусов. После этого усиленную поверхность покрывают гидроизолирующим материалом. Так конструкцию защищают от негативного влияния влаги.

Как укладывать разные виды композитных изделий

В зависимости от типа изделий из углеволокна порядок операций при их наклейке различается.

Углеродные ленты можно монтировать по мокрому или сухому методу. На основание строительной конструкции, которую нужно усилить, наносят слой эпоксидного клея. Но если применять мокрую технологию, то лента сначала пропитывается связующим, а потом прикатывается к основанию с помощью валика. При сухом способе материал сначала прикатывают к строительному элементу, а сверху наносят клей. Валик, шпатель используют в данном методе, чтобы пропитка прошла вглубь углеволокна.

Укладка может проводиться в несколько слоев, но за один подход не рекомендуется клеить более двух слоев. Причина в том, что под своим весом пропитанный адгезивом материал может начать «сползать».После застывания клеевой смеси поверхность будет гладкой, поэтому на него не получится нанести отделочные материалы. По свежей эпоксидной клеевой массе для придания шероховатости наносят слой крупного песка.

При монтаже углеродных ламелей клей наносится и на конструкцию, и на армирующее полотно. Для прикатывания к поверхности тоже применяют валик либо шпатель.

Монтаж углеродной сетки выполняют на поверхность бетона, которую заранее увлажняют. Вначале наносят первый слой состава из полимерцемента. Его могут наносить вручную или с помощью механизированных методов – торкретом. Пока бетонный слой еще свежий, по нему раскатывают углеродную сетку, немного вдавливая ее в смесь. Делать это удобно шпателем. После этого требуется небольшая пауза, за которую бетонный раствор успеет немного схватиться. Когда раствор будет с трудом продавливаться пальцем, наносят еще один слой, закрывающий сетку внутри.

Как продлить срок службы композитов

При использовании усиления углеволокном надо помнить, что адгезивы на базе эпоксидных смол горючи. Также они становятся хрупкими под действием ультрафиолетовых лучей. По этой причине после застывания слоя композитного материала с эпоксидным клеем обязательно покрывать конструкцию огнезащитными материалами. «Закрывающий» слой также предохранит углеволокно от влияния УФ излучения.

Укрепление карбоном в Москве

Работа с углеволокном требует безупречного знания технологии и нюансов усиления зданий из разных материалов. Кроме того, перед началом армирования нужно провести обследование сооружения, выявить его дефекты, оценить состояние. Наши инженеры быстро выполнят эти задачи на любом объекте в Московской области, разработают проект усиления. А сами работы будут выполнены с учетом всех технологических нюансов.

Чтобы подробнее узнать о наших услугах, получить консультацию и заказать усиление карбоном в Москве или Московской области, оставьте заявку на сайте. Мы ответим на ваши вопросы, поможем сделать строительный объект надежнее.