Применение углеволокна в строительстве

Значительным толчком в развитии строительной отрасли стало внедрение инновационных композитных материалов на основе углеводородов. Имеющее на порядок, а то и два, меньший вес и толщину, чем незаменимые ранее сталь и бетон, углеволокно продемонстрировало феноменальную прочность. Тонкий, всего в три миллиметра, холст из этого передового материала, пропитанный застывшей эпоксидной смолой, придает конструкциям гораздо большую прочность, чем дает в пять раз более толстый слой технической фанеры.

Немного истории

В строительстве давно уже был нужен материал со схожими свойствами. За последнее десятилетие особенно заметно возросли требования к устойчивости зданий к динамическим вибрациям и нагрузкам, разрушительному влиянию природных и техногенных факторов. В нашей стране, как и в некоторых других, эта инновация уже сравнительно давно широко применялась, но в самолетостроении и ракетной промышленности.

Дебют углеволокна в отечественном строительстве состоялся в 2004 году. Это было успешное укрепление балочных конструкций автомобильного моста через речку Киржач во Владимирской области. В мире же, оно, возможно, получило первое применение в южной Германии. В 1982 году здесь углеволоконными элементами был усилен железобетонный мост. По другим данным, это случилось еще в 1980 году на западном побережье Соединенных Штатов. Здесь калифорнийские строители успешно усилили ими расположенные в зоне сейсмической активности несколько сооружений.

Расширение зоны применения

Постепенно углеродное волокно закрепило за собой статус очень перспективного и популярного материала для ремонтного усиления зданий Москвы, Московской области, многих других российских регионов. Сфера применения этой строительной инновации постепенно расширялась.

Заметим, что первоначально этим современным материалом укреплялись только бетонные конструкции. Впоследствии выяснилось, что можно успешно укреплять здания и сооружения (или их конструкции), которые выполнены из других материалов:

• железобетона: армировать, более эффективно, чем традиционной сталью, можно также гидротехнические сооружения, различные мосты;
• камня: легко подлежат укреплению не только дома, выложенные каменной кладкой, но и пилоны, столбы;
• металла: несмотря на приближающиеся к показателям углеволокна значения модулей прочности и упругости некоторых металлов, им тоже нужно усиление, в особенности, там, где грунты неустойчивы;
• кирпича: в этом случае не обойтись без традиционного подхода и укрепления сталью, но результат можно дополнительно эффективно закрепить использованием углеводородного волокна.

В некоторые постройки, например, из бетона или каменной кладки, усиливающие элементы из углеволокна внедряются не только при ремонтно-восстановительных работах. Часто они незаменимы и при новом строительстве.

Углеволокно: легко ремонтировать и строить

Применение углеродного волокна в строительстве сделали необходимым ряд полезных и даже уникальных свойств материала. Очень пригодилась способность композитов, выполненных из углеволокна, быть наложенными в несколько слоев. При этом уровень прочности, который перенимает укрепляемая конструкция, возрастает пропорционально их количеству.

Углеродным волокном, из-за его легкости и тонкости, можно усиливать участки, доступ к которым весьма затруднен. Материалом можно пользоваться, если надо работать с угловыми элементами, на ребристых, скругленных поверхностях, а также балочных сегментах различных рамных конфигураций.    

Упрощение монтажных процессов

Рост популярности углеволокна в строительстве объясняется еще тем, что его очень просто монтировать. Легкие тканевые стройматериалы из композитного углерода (ленты, ламели и строительные сетки) сцепляются с ремонтируемой поверхностью поврежденных участков с помощью клеевых эпоксидных составов. Достаточно просто правильно приложить их и прокатать шпателем или валиком.

Это значительно упрощает монтаж. Старые конструкции разбирать не нужно. Режим работы здания, в котором он происходит, обычно остается штатным. Сооружение продолжает выполнять свои функции в полном объеме, не вводятся ограничения на его посещение. Более того, углеволокно не выделяет токсинов, является экологически чистым продуктом.

Применение углеродных волокон в силу специфики их свойств позволяет удвоить несущую способность всего здания. При этом армирующие структуры не отнимают полезный объем, чего никак не избежать при усилении металлом. Этим, среди прочего, вызвано широкое применение углеродного волокна при реставрации, в том числе, несущих каменных элементов.

Где еще могут быть полезны углеволокна?

Стоит ли говорить о роли усиления углеродным волокном в частном строительстве? Здесь нагрузки на порядки ниже, поэтому можно усилить фундамент или стены с огромным прочностным запасом. Совершенная инертность карбона к воде обрисовала еще одну область его применения – это гидроизоляция и строительство вмещающих воду построек. Это может быть бассейн, кессон, каменный септик, силосная яма или искусственный водоем.

В завершение упомянем тот факт, что новый инновационный материал прослужит долгое время, не менее 75 лет.