Новости

• Модуль упругости, МПа165000 210000 300000
• Прочность на растяжение, МПа 2800 2400 1300
• Среднее напряжение при отрыве, МПа 3050 2900 1450
• Упругость при отрыве, % 1,70 1,20 0,45
• Плотность, г/см3 1,5 1,6 овода на 24-м километре МКАД

К примеру, зимой покрытия на мостах обрабатывают солью. Но, как показали американские исследования в области разрушения бетона солевыми растворами, такая обработка недопустима. К слову, транспортно-эксплутационное состояние автодорожных мостов и путепроводов считается в Беларуси серьезной проблемой. Около 40% этих сооружений не отвечают нормативным требованиям и требуют, помимо прочего, усиления.
Очевидно, объемы работ по усилению всевозможных конструкций в республике весьма велики. Возникает вопрос, какие технологии использовать. В связи с нехваткой денег часто ограничиваются обычными способами. Среди них усиление железобетонных конструкций с помощью стальных бандажей, тяжей или лент. Но оно далеко не всегда себя оправдывает. И в последние годы внимание специалистов все больше фокусируется на усилении строительных конструкций элементами внешнего армирования из высокопрочных волокон. Эти элементы, как показывает в первую очередь зарубежный опыт, лучше всего выполнять из среднемодульных и высокомодульных углеродных волокон. Модуль упругости последних достигает 640000 МПа, а прочность – 4800 МПа. Отличный вариант для внешнего армирования – композиционные материалы на основе углеродного волокна, разработанные швейцарским концерном Sika. Около полувека назад в Государственном центре испытаний и исследований материалов (EMPA) в Швейцарии для усиления строительных конструкций были применены полимерные ленты, армированные углеродными волокнами. Дальнейшие исследования, выполненные концерном Sika, и привели к рождению фирменных системных материалов для усиления, основными из которых являются ленты (пластины) CarboDur и холсты Sika Wrap. Кроме того, в набор
элементов для усиления от Sika входят клей для лент Sikadur 30, клей для холстов Sikadur 330, ремонтный раствор для бетона Sikadur 41 и углеродные уголки Sika CarboShear L для усиления сжатых зон конструкций.

Указанные материалы предназначены для внешнего армирования бетонных, железобетонных, каменных (кирпичных), стальных и деревянных конструкций.
Причем конструкций, работающих по-разному: и на центральное и внецентренное растяжение и сжатие, и на изгиб, и на срез.

Что касается лент CarboDur, то их следует применять в первую очередь для внешнего армирования мостовых конструкций. С помощью же холстов Sika Wrap целесообразно усиливать прежде всего конструкции различных зданий, работающие на изгиб, срез, а также в условиях плоского напряженного состояния. Это, в частности, плиты перекрытий и покрытий. А просто незаменимы данные холсты в случае поверхностей криволинейных очертаний или большой площади.
Основные преимущества системы Sika CarboDur:

• практически неограниченная долговечность;
• коррозионная стойкость;
• малый собственный вес и как одно из следствий этого – простота транспортировки;
• простой способ монтажа, не требующий применения временных опор, подмостей и тяжелого оборудования;
• высокая прочность лент на растяжение и достаточно высокие модули упругости;
• высокая усталостная прочность;
• водонепроницаемость;
• соединение лент и холстов с усиливаемой конструкцией лишь посредством клея;
• возможность предварительного напряжения перед наклейкой лент и холстов;
• возможность покрытия лент и холстов краской и раствором;

Наличие варианта быстрого ввода усиленной конструкции в эксплуатацию, в том числе при температуре окружающей среды ниже 5°С (специальное нагревательное устройство Sika CarboDur Heating Device способно обеспечить набор клеем необходимой прочности в течение всего лишь 3–4 часов).

Ленты Sika CarboDur шириной от 50 до 150 мм и толщиной 1,2 или 1,4 мм представляют собой углеродные волокна в матрице из эпоксидной смолы. Объемное содержание волокон составляет более 68 %. Существует три типа лент: Sika CarboDur S, SikaCarboDur M, Sika CarboDur H. У них разные физико-механические показатели. Благодаря этому можно подбирать ленты в зависимости от особенностей работы усиливаемой конструкции. Так, ленты типа H с самым высоким модулем упругости рекомендуются для сильно изгибаемых деревянных конструкций.

Холсты Sika Wrap 230С и Sika Wrap 530С (VP) – это ткани из однонаправленного углеродного волокна плотностью 1,8 г/см3. Толщина ткани и ширина рулона для марки 230С – 0,131 мм и 300 или 600 мм соответственно; для марки 530С (VP) – 0,293 мм и 300 мм. Основные физико-механические показатели холстов Sika Wrap 230С и Sika Wrap 530С (VP) соответственно такие: прочность волокон на растяжение – 4300 и 3800 МПа, модуль упругости – 238000 и 231000 МПа, масса – 230 и 530 г/м2 (отсюда и числа в марках), удлинение при разрыве – 1,8 и 1,64 %. Толщина слоя клея Sikadur 330 в случае обоих холстов – 1 мм. В Белорусском национальном техническом университете были проведены сертификационные испытания как лент Sika CarboDur, так и холста Sika Wrap 230С. Ленты марок S, M и H показали соответственно следующие результаты: разрушающее напряжение при растяжении в углепластике – 3193, 3566 и 2493 МПа, модуль упругости – 180450, 242816 и 306343 МПа. У холста разрушающее напряжение при растяжении в углепластике оказалось равным 3680 МПа, а модуль упругости составил 180000 МПа. Sikadur 30 – это двухкомпонентный тиксотропный эпоксидный клей. Его основные физико-механические показатели: плотность (после смешивания компонентов) – 1,77 кг/дм3, срок годности (тоже после смешивания компонентов, при температуре +35 °С) – 40 мин., максимальная толщина слоя (при температуре +35 °С) – 3–5 мм, температура стеклования – +62 °С, адгезия к влажному бетону – 4 МПа, адгезия к стали (после соответствующей очистки поверхности) – 22 МПа.
Sikadur 330 – это тоже двухкомпонентный тиксотропный эпоксидный клей. Его плотность (после смешивания компонентов) – 1,31 кг/дм3.
Sikadur 41 – это трехкомпонентный ремонтный раствор на основе эпоксидной смолы и просеянного кварцевого песка, не содержащий растворителей.
Несмотря на то, что композитные материалы для усиления, если взять в целом Европу и мир, его назначения. Более подробно стоит рассказать об испытаниях пролета № 3 правой полосы моста через р. Неман автодороги Брест – Минск – граница России у г. Столбцы. Каждую балку указанного пролета усилили наклейкой трех лент Sika Carbodur М1214. Максимальный прогиб от испытательной нагрузки составил 17 мм, что намного меньше 80,5 мм – предельно допустимого по нормам прогиба. А при основном нагружении ни визуально, ни инструментально раскрытия клеевых стыков выявлено не было.

Необходимо отметить и то, что филиалом «Институт дорожных исследований» РУП «Белдорцентр» разработан утвержденный департаментом «Белавтодор» Министерства транспорта и коммуникаций Республики Беларусь такой дорожный методический документ, как ДМД 02191.2.004–2006 «Рекомендации по применению композитных материалов для внешнего армирования при усилении (ремонте) пролетных строений мостовых сооружений».