Wzmacnianie konkstrukcji metodą włókien węglowych

Do najpowszechniejszych metod wzmacniania konstrukcji należą:

•    Wprowadzenie dodatkowego zbrojenia
•    Wprowadzanie sprzężenia zewnętrznego
•    Zwiekszanie przekroju betonowego
•    Przyklejanie kształtowników i płaskowników stalowych
•    Przyklejanie mat szklanych lub z tworzyw sztucznych.

Jednym ze stosunkowo nowych sposobów jest metoda doklejania do stref rozciaganych żelbetonu taśm z włókien węglowych.

Taśmy węglowe to kombinacja włókien węglowych zatopionych w żywicy epoksydowej, których wytrzymałość na rozciąganie może dochodzić nawet do 7.000 Mpa, a moduł E przewyższać 600.000 Mpa. Taśmy węglowe przylejane są do stref rozciaganych przekroju betonowego specjalnym klejem, na bazie żywic epoksydowych, co zapewnia współpracę mechaniczną i fizyczną taśmy z betonem.
 
Zastosowanie taśm niesie ze sobą wiele korzyści. Oprócz bezpośredniego efektu technicznego to faktyczny zysk związany z tanim wykonastwem, niekosztowną eksploatacją i trwałością wzmocnienia.

Do najwazniejszych ich zalet należą:
•    Zwiekszenie nośności kostrukcji
•    Zmniejszenie rozwartości rys
•    Możliwość wstępnego naprężenia
•    Nienaruszanie wzmacnianej konstrukcji
•    Łatwość pokrywania powłokami malarskimi bez konieczności przygotowania powierzchni
•    Trwałość – niepodatność na korozje i wysoka odporność na zmęczenie
•    Dostepność w dowolnej długości – znika konieczność wykonywania połączeń
•    5 razy lżejsze od stali zapewniaja łatwość transportu i wykonastwa
•    Szybkość wykoniania zminejsza koszty robocizny
•    Nie wymagaja konserwacji.

Te czynniki decydują o tym, że taśmy węglowe coraz chętniej stosowane są do wzmocnień obiektów inżynieryjnych, nie tylko żelbetonowych.


Naprawa pęknięć podatną masą polimerową

Do najbardziej popularnych metod naprawy lub wzmocnień uszkodzonych nawierzchni betonowych należą uszczelnianie szczelin i pęknięć, odnowa za pomocą zalewowych mas bitumicznych, wzmacnienie powierzchni warstwami z betonu asfaltowego lub cementowego oraz dyblowanie. Niestety metody te, ze względu na słabą odporność termiczną i mechaniczną, w długim okresie czasu ulegają degradacji. Są uszczelnieniem, nie posiadają natomiast wytrzymałości mechanicznej pozwalającej na łączenie elemetów betonowych i przenoszenia obciążeń.

Uzupełnieniem dotychczasowych sposobów wykonywanie połączeń w budownictwie jest Metoda Złączy Podatnych (MZP) rozwijana w Instytucie Mechaniki Budowli Politechniki Krakowskiej (zgłoszenie patentowe Nr P-368173). Jej celem jest zabezpieczenie i naprawa pękniętych konkstrukcji poddanych głównie obciążeniom dynamicznym i termicznym. Ta innowacyjna metoda naprawy polega na wypełnianiu pęknięć w konstrukcji specjalnie dobraną masą polimerową trwale sprężysto-plastyczną, cechującą się dużą odkształconością i specjalnie dobranymi parametrami wytrzymałościowymi. Skleja ona elementy konstrukcyjne rozdzielone pęknięciem, wprowadzając w złączu nową wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie i ścinanie, przy zachowaniu nowo powstałej równowagi sił w uszkodzonym elemencie, wynikającej z redystrybucji naprężeń.