Jak wzmocnić konstrukcję budowlaną?

Konstrukcje betonowe i żelbetowe, po pewnym okresie eksploatacji, mogą wymagać wzmocnienia. Wynika to z działania szkodliwych czynników środowiskowych, albo z konieczności zmiany sposobu użytkowania i, co za tym idzie, zmiany obciążeń użytkowych. 

Jednym ze sposobów wzmacniania żelbetowych belek jest wprowadzenie dodatkowego zbrojenia zewnętrznego w postaci taśm z włókien węglowych zatopionych w tworzywie sztucznym. Dowiedz się więcej o tej metodzie.

Charakterystyka cięgien z włókien węglowych i kompozytów

Cięgna z włókien niemetalicznych charakteryzują się dużą wytrzymałością na rozciąganie, a jednocześnie odpornością na korozję, co daje im przewagę nad cięgnami ze stali węglowej. Efektywność sprężania istniejących konstrukcji taśmami kompozytowymi jest wysoka i wynika z charakterystyki nośności i sztywności tych taśm. Stosowanie ich w roli zbrojenia biernego ma uzasadnienie techniczne i ekonomiczne. Nośność elementu wzmocnionego taśmami węglowymi może wzrosnąć nawet trzykrotnie, ale w praktyce wzmocnienie rzędu kilkunastu, czy kilkudziesięciu procent jest wystarczające. Za wadę elementów konstrukcyjnych wykonanych z kompozytów, uważa się ich słabą odporność na wysoką temperaturę i na ogień, stąd konieczne jest stosowanie zabezpieczeń przed tymi czynnikami.

Kiedy i w jaki sposób stosuje się taśmy węglowe?

Zastosowanie taśm węglowych jest najbardziej uzasadnione w zakresie wzmacniania istniejących konstrukcji w sytuacji gdy wzmocnienie wymagane jest ze względu na naprężenia normalne w płytach i belkach żelbetowych. Wówczas taśmy nakleja się zgodnie z obwiednią momentów zginających, co oznacza, że mogą być naklejane w jednej, lub kilku warstwach. Mogą też mieć różne długości.

Taśmy węglowe stosuje się także, jeśli potrzebne jest zabezpieczenie konstrukcji przed pękaniem elementów prefabrykowanych. W takiej sytuacji taśmy należy nakleić na całej długości elementu, od podpory do podpory. W przypadku występowania sił ścinających lub rozciągających, odcinki taśm należy nakleić na zewnątrz elementów, w kierunkach wyznaczonych wektorami sił odgięcia.

Zalety taśm z włókien węglowych

Taśmy węglowe to włókna węglowe zatopione w matrycy z żywicy epoksydowej. Stosowane są jako wzmocnienie konstrukcji żelbetowych z uwagi na wysoką odporność na korozję, bardzo dużą odporność na rozciąganie i wytrzymałość zmęczeniową. Są to też elementy o niewielkim ciężarze i niewielkich wymiarach poprzecznych, za to mogą być produkowane w dowolnej długości, przez co nie ma konieczności wykonywania złącz w trakcie ich mocowania. Są łatwe w transporcie i w aplikacji, mają gładką powierzchnię i nadają się do malowania. Dzięki tym cechom są świetnym sposobem na wzmocnienie konstrukcji budowlanych.