Пн.-Пт. с 9.30 до 18.00
Москва, ул. Севанская, д. 5, корп. 1
(495) 223-23-85
Заказать звонок
Оставтьте свой номер телефона
и мы перезвоним
ФИО
Телефон
Нажимая "Отправить" Вы соглашаетесь с
политикой конфиденциальности персональных данных

Заказ обратного звонка

Ваш заявка принята. Ожидайте звонка.


д.т.н. Хаютин Ю.Г., инж. Чернявский В.Л., к.т.н. Аксельрод Е.З. (ИнтерАква)

инж. Бельков А.В. (Архангельское МЭУ)

 

В последние годы в России сложилась острая ситуация с состоянием железобетонных конструкций инженерных сооружений - мостов, путепроводов, причалов и др., связанная с частичным разрушением бетона и коррозией арматуры в результате длительной эксплуатации под воздействием природных факторов и агрессивных сред, недостаточной грузоподъемностью и функциональной устарелостью многих объектов, построенных в 50-60 годах прошлого столетия. К примеру, количество нуждающихся в ремонте и усилении автомобильных мостов превышает 40 тысяч.

Традиционные способы усиления железобетонных конструкций с использованием стальной арматуры достаточно дорогостоящи, трудоемки и в ряде случаев не обеспечивают выполнение работ без выключения сооружения из эксплуатации, что особенно важно для объектов транспортной сферы

В то же время за рубежом для этих целей успешно применяют композитные материалы на основе углеродных волокон, обладающих высокими прочностными свойствами. Наклейка их осуществляется на отремонтированную поверхность конструкций специальным эпоксидными составами, обеспечивающими надежное сцепление с бетоном.

Эффективность усиления железобетонных конструкций с использованием технологии наклейки углеродных лент очень высока. В зависимости от вида этих лент и количества слоев несущая способность, жесткость, трещиностойкость конструкций могут быть существенно увеличены. Наряду с высокими прочностными свойствами углепластик характеризуется исключительной коррозионной стойкостью в различных средах и чрезвычайно высокой усталостной прочностью, что делает его применение весьма привлекательным для усиления ответственных сооружений, в том числе мостовых.

Примером использования композиционных материалов в отечественной практике может служить выполненное в 2000 году фирмой «ИнтерАква» и Архангельским мостовым эксплуатационным управлением усиление железобетонных конструкций моста через реку Кехта на автомобильной дороге Москва-Архангельск. Мост построен в 1966 году, имеет 3 пролета по 14м, габарит проезжей части - Г-8. Пролетные строения выполнены из ребристых железобетонных балок, объединенных в поперечном направлении сваркой закладных элементов в диафрагмах. Опоры - свайные, стоечного типа, объединены железобетонным ригелем.

В результате обследования было установлено, что в балках пролетных строений имеют место многочисленные отслоения защитного слоя на глубину до 6 см. с обнажением рабочей и конструктивной арматуры, большое количество трещин в нижней части ребер, поперечные трещины в стойках опор, околы. Потеря сечения рабочей арматуры в результате коррозии по экспертной оценке составила до 15%.

Для усиления балок проектных строений и стоек опор были использованы углеродные ленты ЛУ-30 отечественного производства. После наклейки их на поверхности конструкций образуются углепластиковые накладки, выполняющие роль внешнего армирования.

Основные физико-механические свойства углепластика по завершении полимеризации:

  • прочность на растяжение - 1100 МПа;
  • модуль упругости - 100000 МПа;
  • относительное удлинение при разрыве - 0,8%.

В результате расчетов установлено, что для восстановления несущей способности балок в полном объеме, требуется наклейка двух слоев углеродной ленты по нижней поверхности ребра и хомутов из 2-х слоев ленты в опорных зонах. Ширина углепластиковых накладок - 150 мм. Усиление стоек опор осуществлено путем установки бандажей шириной 150 мм с шагом 500 мм. В связи с тем, что лента ЛУ-30 имеет ширину 300 мм, перед наклейкой она разрезалась по ширине на две части.

Подготовка конструкций к ремонту и последующему усилению включает мероприятия по блокированию процессов коррозии арматуры, которые, как правило, развиваются при первых признаках деструкции. В противном случае, образующиеся продукты коррозии будут отрывать защитный слой из ремонтных материалов, что сведет на нет работы по наклейке композитов. Прочность на отрыв основания, на которую производится наклейка углеродных лент, должна составлять не менее 1,5 МПа. Это должно учитываться при выборе материалов и технологии ремонта деструктивной поверхности, обеспечивающих высокую адгезию к «подложке». Ремонтный слой должен быть надежным основанием для наклейки усиливающих накладок и работать с ними совместно.

Наклейке лент предшествовали работы по ремонту и восстановлению сечения конструкций, включающие выполнение следующих операций:

  • очистку поверхности бетона, удаление участков с нарушенной структурой бетона;
  • очистку от ржавчины обнаженной арматуры и обработку ее грунтом- преобразователем ржавчины;
  • обработку поверхности бетона мигрирующим ингибитором коррозии стали;
  • ремонт поверхности бетона с использованием специальных высокопрочных быстротвердеющих составов (заделка выколов, каверн ,выравнивание поверхности).

В стойках опор, кроме указанных работ, осуществлялось инъектирование трещин с раскрытием более 0,3мм. низковязким эпоксидным составом.

Для наклеивания углеродных лент использовались эпоксидные составы ПА-1 и АЭ-1, включающие эпоксидную смолу, модификатор и отвердитель, смешиваемые в определенных пропорциях. Возможный срок использования (жизнеспособность) этих составов, при температуре 20^25°С - 40^50 минут, после чего происходит сильное загустевание, затрудняющее нанесение их на основание. Исходя из жизнеспособности, объем приготавливаемых доз адгезивов не превышал 2 л. Перемешивание осуществлялось с помощью низкооборотной дрели с насадкой (до 500 об./мин.) с целью ограничения аэрации смеси. Для наклейки первого слоя углеродной ленты использовался состав  ПА-1(праймерный)  с расходом 1,0 кг/м , для наклейки 2-го слоя -

состав АЭ-1 с расходом 0,7 кг/м . Нанесение адгезивов и прижатие углеродных лент производились с помощью шпателя. В процессе прижатия осуществлялась пропитка углеродных лент адгезивом. После завершения наклейки двух слоев поверхность накладки покрывалась составом АЭ-1 с расходом 0,4 кг/м .

Все работы по ремонту и усилению конструкций были выполнены без остановки движения по мосту.

Последующая эксплуатация моста в течение двух лет свидетельствует об удовлетворительном качестве работ - разрушений ремонтного слоя и отслоений углепластиковой наклейки не наблюдалось.

Другим примером использования углепластиковых накладок может служить выполненное в 2002 г. фирмой «ИнтерАква» совместно с УНР-494 усиление двух балок моста через реку Киржач на 94 км. автодороги М-7 «Волга». Материалы и технология выполнения работ аналогичны использованным при усилении конструкций моста через реку Кехта.

В целом результаты выполненных работ дают основание полагать, что использование композиционных материалов может положить начало новому направлению реконструкции железобетонных инженерных сооружений, обеспечивающему существенное сокращение трудоемкости, стоимости и сроков выполнения работ.

X
Онлайн заявка
Нажимая "Отправить" Вы соглашаетесь с
политикой конфиденциальности персональных данных