Koolstofvezelwapening: Technologie Voor Het Versterken Van Betonconstructies En Houten Balken, Vloeren En Kolommen

2024 Auteur: Beatrice Philips | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-09 13:37

Het versterken van een constructie is een van de belangrijkste (zo niet de meest basale) fasen van elk bouwproces, dat gepaard gaat met stabilisatie en een toename van de algehele sterkte van de constructie . Versterking van constructies met koolstofvezel is een technologie die iets meer dan 20 jaar oud is en terecht als vooruitstrevend wordt beschouwd.

Eigenaardigheden

Deze eenvoudige, maar supereffectieve methode heeft een indrukwekkende lijst met voordelen, die worden verklaard door de eigenschappen van het materiaal. Om wapeningsacties uit te voeren, hoeft u geen speciale apparatuur met een hoog hefvermogen te gebruiken, omdat koolstofvezel licht van gewicht is. Het werk zelf wordt 10 keer sneller uitgevoerd dan andere technologieën. Tegelijkertijd maakt koolstofvezel niet alleen de structuur sterker - het verbetert ook het draagvermogen.

Koolstofvezel is polyacrylonitril (warmtebehandeld) . Tijdens de wapening wordt de vezel geïmpregneerd met een tweecomponenten epoxyhars, waarna deze aan het oppervlak van het object zelf wordt bevestigd. Dezelfde epoxyhars vertoont een zeer effectieve hechting op gewapend beton, en wanneer een chemische reactie optreedt, wordt koolstofvezel een taaie kunststof die 6 of zelfs 7 keer sterker is dan staal.

Koolstofvezel wordt ook gewaardeerd om het feit dat: het is niet bang voor corrosie, bestand tegen agressieve omgevingsfactoren … De massabelasting op het object neemt niet toe en de versterker kan 75 jaar of langer werken.

Vereisten voor koolstofvezel:

• de vezels moeten evenwijdig zijn;
• om de structuur van de wapeningselementen te behouden, wordt een speciaal glasvezelnetwerk gebruikt;
• koolstofvezel wordt strikt volgens de technologische vereisten geproduceerd en voldoet aan de kwaliteitsnormen.

Onder andere opmerkelijke eigenschappen van het materiaal is de bescherming van de structuur tegen vocht. Vezel doet uitstekend werk door een dichte waterdichte laag te creëren. Het is een zeer sterk materiaal, als het gaat om trekeigenschappen, bereikt de waarde van koolstofvezel 4900 MPa.

Ze worden ook aangetrokken door de eenvoud, de echt hoge snelheid van het installatieproces, dat wil zeggen dat elk object in korte tijd kan worden versterkt, zonder geld uit te geven aan het huren van apparatuur en zonder een groot aantal specialisten te hoeven bellen. En deze besparingen in arbeid, tijd en geldbronnen maken koolstofvezel tot een topproduct in zijn segment.

De effectiviteit van koolstofvezelversterkingstechnologie moet afzonderlijk worden vermeld . Het zal zo zijn als aan verschillende voorwaarden wordt voldaan: dit is de natuurlijke vochtigheid van de structuur, die de mogelijkheid om het versterkende materiaal te installeren niet verstoort, en de betrouwbaarheid van de bevestiging, en de eigenschappen van zowel vezels als lijm die stabiel zijn in termen van tijdparameters.

Waar wordt het toegepast?

De belangrijkste toepassingsrichting is de wapening van gewapende betonconstructies. De vezel wordt gelegd op die delen van de structuur die de grootste spanning hebben.

Welke gronden voor het versterken van bouwconstructies kunnen worden onderscheiden:

• fysieke veroudering van het object, daadwerkelijke slijtage van het materiaal en individuele structurele elementen (vloerplaten, kolommen, enz.);
• dergelijke schade aan de betonconstructie, waardoor het draagvermogen is verminderd;
• herontwikkeling van het pand, waarbij aanpassingen worden gedaan aan de draagconstructies;
• situaties waarin er een verzoek is om het aantal verdiepingen in gebouwen te vergroten;
• versterking van structuren gedicteerd door de noodsituatie en de dringende oplossing ervan;
• grondbewegingen.

Maar koolstofvezel werkt niet alleen zo goed samen met gewapend beton. Hetzelfde geldt voor metalen constructies die een sterkte- en elasticiteitsmodulus hebben die gerelateerd is aan koolstofvezel. Je kunt ook werken met stenen constructies, zoals pilaren, bakstenen muren van huizen.

Houten vloerbalken moeten ook worden versterkt als de toestand van het balkensysteem ingrijpen vereist, als het draagvermogen duidelijk verminderd is

Dat wil zeggen, koolstofvezel is een uitstekend en multifunctioneel materiaal voor externe bescherming van constructies gemaakt van beton, metaal, steen, hout.

Versterkingstechnologie

Aanbevelingen vormen de theoretische basis van een proces dat niet erg arbeidsintensief is, maar toch aandacht vraagt voor alle details.

Voorbereiding van de basis

Voordat de externe versterking met koolstofvezel wordt gestart, is het noodzakelijk om structurele markeringen uit te voeren, dat wil zeggen, het is noodzakelijk om de gebieden te schetsen waar de versterkende elementen zullen worden bevestigd . Metingen worden gedaan samen met het reinigen van het oppervlak van de oude afwerking, van de cementhuid. Hiervoor wordt een haakse slijper met een diamantbeker gebruikt. Een andere optie is een waterzandstraalmachine. En de reiniging vindt plaats tot het moment dat een groot betonaggregaat wordt gevonden.

Alle bovenstaande acties vereisen een zeer verantwoorde uitvoering, omdat het niveau van voorbereiding van de basis voor wapening rechtstreeks van invloed is op het eindresultaat. Werk aan de effectiviteit van amplificatie begint met voorbereidende acties.

Waar moet je op letten:

• wat zijn de kenmerken van de integriteit/sterkte van het materiaal van het te versterken object;
• of het oppervlak waarop de koolstofvezel wordt gemonteerd vlak is;
• wat zijn de temperatuur- en vochtigheidsindicatoren van het oppervlak, waar het versterkende materiaal is bevestigd;
• of er stof, vuil is op de plaats van hechting, of het voldoende is schoongemaakt voor de komende procedures, of onvoldoende reiniging de hechting van de basis en koolstofvezel zal verstoren.

Uiteraard wordt ook de berekening van de wapening van constructies gemaakt, op basis waarvan de werkzaamheden worden uitgevoerd. Dit bedrijf mag alleen worden behandeld door hooggekwalificeerde specialisten. Natuurlijk zijn alle onafhankelijke berekeningen beladen met onvergeeflijke fouten. Meestal worden dergelijke problemen opgelost door de pro's van ontwerporganisaties.

Om de wapening van een object met koolstofvezel te berekenen, hebt u nodig:

• de resultaten van onderzoeken en onderzoek van de versterkingsobjecten zelf;
• hoogwaardige, gedetailleerde foto's van het oppervlak van het object;
• gedetailleerde uitleg.

Berekening duurt meestal 1-5 werkdagen, het hangt af van de vraag naar specialisten, hun dienstverband, enz.

Voorbereiding van componenten

Koolstofvezel zelf wordt verkocht in rollen verpakt in polyethyleen. Het is belangrijk dat er geen stof op het wapeningsmateriaal komt tijdens de voorbereiding van het werkoppervlak . En het zal zijn - en meestal tijdens het slijpen van beton. Als het oppervlak niet wordt ontstoft, niet wordt beschermd tegen het binnendringen ervan, kan het materiaal eenvoudigweg niet met de stof worden geïmpregneerd - het werk zal defect zijn.

Daarom is het werkoppervlak altijd bedekt met polyethyleen voordat u het gaas / de tape opent en pas dan kunt u beginnen met meten. Om het koolwaterstofgaas en de tape te snijden, moet u een schaar voor metaal of een administratief mes voorbereiden.

Maar koolstofvezel in de vorm van lamellen wordt gesneden met een haakse slijper met een doorslijpschijf.

Samenstellingen van twee componenten dienen als lijm, deze componenten zult u dus zelf in de juiste verhoudingen moeten mengen. Om deze verhoudingen niet te verstoren, moeten gewichten worden gebruikt in het doseerproces. De regel is ijzer, en het is dit: de componenten worden soepel gemengd, geleidelijk gecombineerd, de massa wordt gemengd met een boor met een speciaal mondstuk. Door fouten in dit proces kan de lijm gaan koken.

Belangrijk! Op de bouwmarkt vind je tegenwoordig een zelfklevend materiaal dat in twee emmers wordt verkocht . De benodigde verhoudingen van de twee componenten zijn al gemeten, ze hoeven alleen volgens de instructies te worden gemengd.

Een ander hulpmiddel dat wordt gebruikt bij het bereiden van een mengsel, is een polymeercementlijm.

Het wordt verkocht in zakken, verschilt van de vorige samenstelling doordat het volgens de instructies wordt verdund met water.

Installatie van materialen

De installatietechniek is afhankelijk van het gekozen materiaal. De carbontape kan op twee manieren aan de basis worden bevestigd: droog of nat. Technologieën hebben een gemeenschappelijke eigenschap: er wordt een lijmlaag aangebracht op het basisoppervlak … Maar met de droge methode wordt de tape pas na het rollen met een roller aan de basis bevestigd en met lijm geïmpregneerd. Bij de natte methode wordt dezelfde tape eerst geïmpregneerd met een lijmverbinding en pas daarna met een roller op de te behandelen ondergrond gerold.

Conclusie: deze methoden verschillen in de volgorde van het installatieproces.

Installatie kenmerken:

Om koolstofvezel met lijm te impregneren, wordt een laag van deze samenstelling op het oppervlak van de vezel aangebracht, met een roller doorgevoerd, waarbij het volgende wordt bereikt: de bovenste laag van de lijm gaat diep in het materiaal en de onderste verschijnt aan de buitenkant.

Carbontape wordt ook in meerdere lagen gelijmd, maar toch moet je er niet meer dan twee doen. Dit is beladen met het feit dat wanneer het aan het plafondoppervlak wordt bevestigd, het materiaal eenvoudig onder zijn eigen gewicht zal schuiven.

Wanneer de lijm uithardt, zal deze perfect glad zijn, waardoor afwerking in de toekomst vrijwel uitgesloten is.

Er hoeft dus niet te worden gewacht op het drogen, maar er moet een zandlaag op het nieuw behandelde oppervlak worden aangebracht.

Bij het monteren van koolstoflamellen wordt niet alleen een bindmiddel aangebracht op het te versterken object, maar ook op het te monteren element. Na het fixeren moet de lamel worden uitgerold met een spatel/roller.

Het koolstofgaas is bevestigd aan een betonnen, aanvankelijk bevochtigde basis. Zodra de lijm is aangebracht (handmatig of mechanisch), rolt u het gaas onmiddellijk uit zonder te wachten tot de hechtsamenstelling is opgedroogd. Het gaas moet iets in de lijm drukken. Experts gebruiken in dit stadium liever een spatel.

Daarna moet je wachten tot de compositie in eerste instantie grijpt. En u kunt dit begrijpen door op te drukken - het zou niet gemakkelijk moeten zijn. Als de vinger met grote kracht wordt ingedrukt, betekent dit dat het materiaal is vastgelopen.

En dit dient als een signaal dat het tijd is om de afwerklaag van polymeercement aan te brengen.

Beschermende coatings

De epoxyharslijm is ontvlambaar. Bij blootstelling aan ultraviolet kan het ook erg kwetsbaar worden. Daarom is het noodzakelijk om dergelijke samenstellingen te gebruiken met de voorziene brandbeveiliging van objecten die moeten worden versterkt.

Over het algemeen is het versterken van een structuur met koolstofvezel een progressieve, vanuit vele gezichtspunten, een economische manier om een structuur en zijn elementen te versterken .… Composieten die worden gebruikt voor versterking zijn veel lichter en veel dunner dan meer conventionele materialen. Daarnaast is uitwendige wapening een veelzijdige moderne techniek. Het wordt zowel gebruikt in de bouwfase als tijdens reparaties, tijdens restauratiewerkzaamheden, dat wil zeggen om de structuur te versterken, in veel gevallen is het niet eens nodig om de werking ervan op te schorten.

Koolstofvezel versterkt elementen van residentiële en industriële gebouwen, architecturale structuren, transport- en hydraulische faciliteiten en zelfs nucleaire faciliteiten.

Maar degenen die denken dat het gebruik van nieuwe materialen en technologieën altijd duurder is dan traditionele oplossingen, vergissen zich a priori in hun berekeningen. De sterkte van de constructies neemt aanzienlijk toe, het gebouw wordt tijdens de reparatie niet meer gebruikt (en dit kan financiële verliezen van een grotere omvang veroorzaken), dergelijke reparaties zijn erg snel in de tijd.

Experts schatten dat de kostenbesparing rond de 20% ligt.