Ремонт и усиление

Одним из направлений деятельности ИПЦ «ИнтерАква» является ремонт и усиление строительных конструкций с применением метода внешнего армирования композитными материалами.

Метод эффективно применяется при:

• увеличении проектных нагрузок,
• перепланировках (в т.ч. при устройстве проёмов в стенах и перекрытиях),
• устранении строительных дефектов (низкопрочный бетон, трещины, «холодные» швы, непроектное армирование и пр.),
• компенсации износа/повреждения конструкций (коррозия, последствия перегрузки, пожара и пр.)

Основные преимущества:

• не сокращает габариты помещений,
• не увеличивает вес конструкций,
• коррозионная стойкость,
• выполняется в сжатые сроки,
• увеличивает несущую способность конструкций до двух раз и более.

За более, чем 25 лет практики нами успешно усилено свыше 400 объектов промышленного и гражданского назначения (в т.ч. в жилых домах и общественных зданиях), гидротехнических и транспортных сооружений и пр.

В 2006 г. «ИнтерАква» совместно с НИИЖБ было разработано «Руководство по усилению железобетонных конструкций композитными материалами».

Ознакомиться с примерами выполненных нами работ можно в разделе «Объекты» или скачав этот Альбом.

Суть метода

Метод усиления композитными материалами предусматривает устройство на растянутых поверхностях конструкций высокопрочных углепластиковых накладок (углепластик, ФАП, ФРП, FRP, CFRP, СВА), являющихся внешним армированием.

Углепластиковые накладки выполняют пропиткой и наклейкой углеродных лент (тканей/холстов) на предварительно подготовленную, отремонтированную поверхность специальным эпоксидным связующим. После полимеризации связующего накладки совместно с конструкцией воспринимают растягивающие усилия, повышая ее несущую способность.

Для защиты от механических повреждений усиливающих элементов при последующих работах, на углепластик наносят полимер-цементное покрытие. Толщина усиливающих элементов с учетом этого покрытия – в пределах ~5 мм.

При необходимости можно выполнить огнезащиту усиленных конструкций (вплоть до R240).

В чем заключается подготовка поверхности

Вне зависимости от выбора метода усиления конструкции, необходимо устранить дефекты и повреждения, предусмотреть антикоррозионные мероприятия.

Слабо держащиеся, «бухтящие» участки бетона расчищают механически (вручную, молотками, перфораторами и пр.) до «здорового» основания. Пластовую коррозию с обнаженных участков арматуры и закладных деталей удаляют щетками с металлическим ворсом. Зачистка «до блеска» не требуется, главное удалить толстый слой ржавчины. Поверхность бетона шлифуют УШМ («болгарками») с насадками-чашками с алмазным напылением по бетону – удаляют цементную плёнку, поверхностный слабопрочный слой, локальные неровности (например, стыки опалубки). Затем зону ремонта обеспыливают сжатым воздухом и промышленными пылесосами.

На обнаженные участки арматуры и закладных деталей наносят грунт- преобразователь ржавчины (типа TecmaOxidND, МаксРестПассив и пр.) на органической основе. Он вступает в реакцию с продуктами коррозии и создаёт эластичную защитную плёнку на обработанной поверхности, препятствуя тем самым повторному ржавлению.

Для антикоррозионной защиты арматуры в толще бетона конструкции, её поверхность обрабатывают мигрирующим ингибитором коррозии (типа ИФХАН-МИК- 80, MCI-2020 и пр.). По порам бетона ингибитор проникает вглубь конструкции к арматуре и образует мономолекулярную пассивирующую плёнку, что резко уменьшает скорость коррозии.

Крупные сколы, каверны ремонтируют безусадочными быстротвердеющими ремонтными материалами с быстрым набором прочности (типа HD-50, Премхор, ИнтерФаст-1000 и пр.). Прочность ремонтного материала должна быть примерно равна прочности ремонтируемой конструкции. Для вертикальных и потолочных поверхностей применяют специальные ремонтные смеси с хорошим «налипанием», которые не оплывают при нанесении слоем до 20 мм и даже более (типа Полифаст, ИнтерФаст-2000 и пр.).

Для улучшения адгезии ремонтных составов к «старому» бетону применяют грунт на основе эмульсии акрилового латекса (например, Примал, J-40 и др.).

Мелкие раковины заполняют эпоксидной шпатлевкой с минеральным наполнителем типа (Манопокс-331). При большом количестве раковин выполняют сплошную шпатлёвку.

Трещины раскрытием 0,2 мм и более инъектируют низковязким эпоксидным связующим (типа HydropoxEP 840, Манопокс 352 ЛВ и пр.).

Подробнее технология работ по усилению внешним армированием композиционными материалами изложена в нашем стандарте организации СТО 11670666-002-2012 «Усиление железобетонных конструкций композиционными материалами. Технология производства работ».

Принципиальные технические решения 

Усиление многопролётных плит перекрытия

Для усиления изгибаемых элементов, таких как, например, неразрезные монолитные плиты перекрытия, внешнее армирование выполняют на нижней поверхности в пролётной части конструкции (в зоне положительных изгибающих моментов) и на верхней поверхности на приопорных участках (в зоне отрицательных изгибающих моментов).

Обычно усиливающие элементы устраивают в двух взаимно перпендикулярных направлениях (вдоль разбивочных осей) с определённым шагом. 

Усиление балок

Усиление балок на действие изгибающего момента осуществляют аналогично усилению плит (см. выше). Усиливающие элементы устраивают в продольном направлении балки на её растянутой поверхности (на нижней – в пролётной части и на верхней – в зоне отрицательных моментов).

Для увеличения несущей способности на действие поперечных сил, а также для дополнительной анкеровки продольных усиливающих элементов, устраивают замкнутые либо, при ограниченном доступе, U-образные или II-образные поперечные «хомуты». Как правило, основное поперечное внешнее армирование располагают вблизи опор, в зоне максимальных значений поперечных сил, а в пролётных частях – с большим шагом.

Усиление сборных ребристых плит

В сборных ребристых плитах главную роль играют их продольные рёбра, а полки собирают и передают на них нагрузку. Поэтому, при необходимости повысить несущую способность такой плиты основными элементами усиления будут продольные углепластиковые накладки и L-образные «хомуты» на главных рёбрах. Продольные усиливающие элементы увеличивают несущую способность рёбер по изгибающим моментам, а «хомуты» - по поперечной силе. При необходимости усиливают также полку устройством внешнего армирования в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Обычно сборные ребристые плиты работают по однопролётной шарнирной схеме. Полки плит работают аналогично; опорами для них являются рёбра. Поэтому продольное внешнее армирование рёбер таких плит и внешнее армирование их полок осуществляется с нижней стороны. 

Усиление сборных многопустотных плит

Усиление сборных многопустотных плит на действие изгибающих моментов осуществляют устройством на их нижней поверхности продольных элементов внешнего армирования. Последние располагают в зонах стенок между пустотами. Для распределения усилий между продольными элементами устраивают конструктивное поперечное внешнее армирование.

Усиление проёмов в плитах

Для усиления плит перекрытий в зоне устройства проёмов по их контурам на нижней и верхней поверхности плиты выполняют продольные и U-образные усиливающие элементы внешнего армирования.

Продольные усиливающие элементы воспринимают концентрации напряжений вблизи проёма.

Для проёмов, расположенных в пролётной части плиты основными продольными усиливающими элементами будут нижние, а верхние устраивают конструктивно; для проёмов вблизи опор (в зоне отрицательных изгибающих моментов) – наоборот.

U-образные компенсируют перерезанную при выпиливании (пробуривании) стержневую стальную арматуру (ее не заанкерованные концевые участки) и дополнительно анкеруют продольные элементы.

Усиление проёмов в стенах

Для усиления стен в зонах устройства дверных проёмов по их контурам выполняют продольные вертикальные, горизонтальные и наклонные, а также U-образные усиливающие элементы внешнего армирования.

Продольные усиливающие элементы воспринимают концентрацию напряжений вблизи проёма, а U-образные компенсируют перерезанную при выпиливании (пробуривании) стержневую стальную арматуру (ее не заанкерованные концевые участки) и дополнительно анкеруют продольные элементы.

При устройстве проёмов значительной ширины описанную схему усиления дополняют горизонтальными усиливающими элементами на потолочной поверхности внутри проёма для восприятия перемычкой проёма (элемент «балка-стенка») изгибающего момента.

Усиление колонн

Усиление колонн на сжатие осуществляют устройством кольцевых замкнутых элементов внешнего армирования (обоймы). Бандажи воспринимают растягивающие усилия от поперечных деформаций бетона под нагрузкой, ограничивая их и создавая условия 3-х осного сжатия в элементе. При этом условная прочность бетона на сжатие в условиях стеснённых деформаций повышается.

При необходимости усиления колонн на действие изгибающих моментов выполняют продольные усиливающие элементы (под обоймой).

Приведённые выше принципиальные схемы усиления – это частные случаи наиболее часто встречающихся нам задач. Не стоит воспринимать их как универсальные решения на все случаи жизни. Часто для усиления применяют комбинированные решения, в том числе с «общестроительными» методами (например, наращивание плиты перекрытия железобетоном сверху одновременно с внешним армированием композитными материалами с нижней стороны).

Смело обращайтесь за помощью к нашим специалистам – разработаем проект, поставим материалы, выполним работы или просто проконсультируем.