Система внешнего армирования: из чего состоит
Система внешнего армирования (СВА) — комплект материалов, которые работают вместе и испытаны вместе: усиливающий элемент из углеродного волокна и полимерная матрица, которая передаёт усилия от бетона на волокно. Расчётные характеристики по СП 164.1325800.2014 берутся не для ленты отдельно, а для системы — из технического свидетельства на конкретное сочетание ленты и связующего. Поэтому «лента одного производителя, смола другого» — это не система, а набор материалов без расчётных характеристик.
- Ленты и ткани — однонаправленные углеродные ленты разной поверхностной плотности, пропитываются связующим на объекте («мокрая» укладка). Гибкие, ставятся на обоймы колонн, хомуты, криволинейные поверхности.
- Ламели — готовые пултрузионные пластины из углепластика, наклеиваются на клей. Жёсткие, для изгибаемых элементов с плоской поверхностью: балки, ригели, плиты.
- Анкеры — углеродные анкерные жгуты или стальные элементы для заделки концов лент и повышения сцепления там, где по расчёту не хватает длины анкеровки.
- Праймер — грунт, закрывающий поры бетона и обеспечивающий адгезию.
- Шпатлёвка — выравнивающий состав для раковин и неровностей до укладки ленты.
- Связующее — эпоксидная смола для пропитки лент или клей для ламелей; у каждого производителя — свой под свою ленту.
- Защитное покрытие и огнезащита — защита от УФ, влаги, механических повреждений; при требовании по огнестойкости — сертифицированная огнезащита для композита.
Углеродные ленты: классы и типичные характеристики
На рынке ленты обозначают поверхностной плотностью и шириной: 230, 300, 530 г/м² при ширине 150, 300, 600 мм. Порядок величин для однонаправленных лент из стандартного углеродного волокна: модуль упругости волокна типично 230–250 ГПа, прочность на растяжение — тысячи мегапаскалей, расчётная толщина монослоя — десятые доли миллиметра и растёт с плотностью. Ламели — пластины толщиной порядка 1,2–1,4 мм и шириной 50–100 мм с модулем упругости в диапазоне 160–210 ГПа в зависимости от типа. Это ориентиры для понимания порядка; в расчёт идут только значения из технического свидетельства выбранной системы.
| Материал | Где применяют | Что важно для расчёта |
|---|---|---|
| Лента 230 г/м² | Обоймы колонн, хомуты, усиление на срез, тонкие многослойные схемы | Малая толщина слоя — удобнее набирать нужное сечение слоями |
| Лента 300 г/м² | Универсальная: изгиб плит и балок, обоймы | Баланс толщины и укладываемости |
| Лента 530 г/м² | Большие дефициты по изгибу и срезу, меньшее число слоёв | Толще слой, выше требования к пропитке и к качеству основания |
| Ламель | Изгиб балок, ригелей, плит с плоской поверхностью | Высокий модуль, ограниченная деформативность, длина анкеровки, отслоение по краям |
| Углеродная сетка | Усиление кладки и бетона в слое ремонтного или торкрет-раствора | Работает в минеральной матрице, без эпоксидов; выше огнестойкость |
Как эти характеристики попадают в расчёт — число слоёв, проверка анкеровки и отслоения, ограничения по деформациям — разобрано на странице расчёт усиления углеволокном, а требования норматива — в разборе СП 164.1325800.2014.
Ремонтные составы для бетона
Ремонт бетона предшествует усилению почти всегда: композит клеится только на прочное основание, а обойма без восстановленного защитного слоя не защищает арматуру. По назначению и способу нанесения составы делятся так.
- Тиксотропные — не стекают, наносятся на вертикальные и потолочные поверхности слоями; основной тип для ремонта колонн, балок, низа плит.
- Наливные (текучие) — заливаются в опалубку или под плиту, самоуплотняются; для обойм, подливок под оборудование, восстановления больших сечений.
- Быстротвердеющие — набор прочности за часы; для ремонта в короткие окна на действующем объекте.
- Торкрет-смеси — для нанесения под давлением на большие площади: стенки силосов, резервуаров, откосы — см. торкретирование.
Европейская классификация по EN 1504-3 делит ремонтные составы на классы R1–R4: R1 и R2 — неконструкционные (защитный слой, косметика), R3 и R4 — конструкционные, для восстановления несущего сечения; класс задаёт минимальную прочность на сжатие, адгезию, модуль упругости и стойкость к карбонизации. Для несущих конструкций в проект закладывают R3 или R4. Ключевые требования к ремонтным смесям для конструкций содержит и СП 349.1325800.2017: прочность, адгезия к основанию, совместимость по модулю упругости и усадке с бетоном конструкции — состав должен работать вместе со старым бетоном, а не отдельно от него. Как выбирается ремонт по стадиям разрушения — на странице ремонт бетона.
Инъекционные составы
| Тип | Для чего | Особенности |
|---|---|---|
| Эпоксидные смолы | Конструкционное заполнение сухих трещин в бетоне с восстановлением монолитности | Высокая прочность и адгезия, жёсткие; не для влажных и подвижных трещин |
| Полиуретановые смолы | Остановка активных протечек, заполнение влажных и подвижных трещин | Вспенивающиеся и эластичные варианты; для инъекционной гидроизоляции |
| Акрилатные гели | Отсечная и завесная гидроизоляция, кладка, грунт за стеной | Низкая вязкость, проникают в тонкие поры; для конструкционного усиления не применяются |
| Микроцементы | Заполнение пустот в кладке и фундаментах, крупных трещин, закрепление грунтов | Минеральные, совместимы с кладкой, применяются для усиления кладки и цементации грунтов |
Выбор состава — по раскрытию, влажности и подвижности трещины и по задаче: восстановить несущую способность или остановить воду. Технология и оборудование — на странице инъектирование.
Спиральные анкеры для кладки и защита арматуры
Спиральные анкеры — витые стержни из нержавеющей стали, которые укладываются в штрабы швов кладки на специальный раствор и сшивают трещины, простенки, сопряжения стен. Позволяют восстановить сплошность кладки без разборки и без металлических обойм снаружи — см. усиление стен.
Защита арматуры при ремонте бетона: после очистки стержней от ржавчины наносится антикоррозионное цементно-полимерное или эпоксидное покрытие; при карбонизации или хлоридах в бетоне вокруг применяют ингибиторы коррозии — мигрирующие или в составе ремонтной смеси. Что происходит с арматурой в бетоне и как оценивают стадию — в статье коррозия арматуры.
Системы, представленные на рынке РФ
Системы внешнего армирования: FibARM (UMATEX), CarbonWrap и ряд других отечественных торговых марок. Ремонтные и инъекционные материалы: Mapei (линейка Mapegrout — ремонтные составы, MapeWrap — композиты), Sika (SikaWrap, CarboDur — композиты, ремонтные смеси), составы семейства Emaco/MasterEmaco, а также отечественные линейки ремонтных смесей. Перечень применяемых на объекте систем определяется проектом и техническим свидетельством на конкретную систему; заменять одну систему на другую можно только через проектировщика, с проверкой расчётных характеристик по свидетельству заменяющей системы.
Подтвердить у партнёра: с какими системами внешнего армирования реально работает, на какие есть технические свидетельства (номера, срок действия, держатель), какие ремонтные и инъекционные линейки применяет. Писать только о тех ТС, которые есть; чужие ТС и характеристики брендов, с которыми партнёр не работает, не приводить.
Что нужно проектировщику от нас
- Проверить, проходит ли выбранная система по расчёту на вашем элементе — расчёт усиления углеволокном.
- Получить узлы усиления под конкретную систему — узлы усиления.
- Заменить систему из чужого проекта на ту, по которой есть действующее свидетельство, с расчётом-обоснованием.
- Уточнить, как заложенный ремонт и усиление ложатся в смету — расценки на усиление.
Вопросы, которые задают перед заказом
Что такое система внешнего армирования?
Чем углеродная лента отличается от ламели?
Можно ли заменить в проекте один бренд на другой?
Какой ремонтный состав нужен для несущей конструкции?
Вы продаёте материалы?
Пришлите спецификацию или задание
Проверим, проходит ли система по расчёту, и подскажем, что заложить в проект.
Подтвердить у партнёра характеристики применяемой системы (плотности лент, модуль, толщина монослоя, тип связующего) и вписать их в таблицу лент вместо «типичных» значений — с указанием источника (ТС).