Усиление зданий с использованием гибридных материалов Технологии строительства не стоят на месте. Все чаще при возведении зданий используются не однородные, а гибридные, композитные материалы. По прочности они не уступают классическим решениям, зачастую – превосходят их, при этом характеризуются продолжительным сроком службы, улучшенными теплоизоляционными, звукоизоляционными характеристиками.Гибриды также востребованы при укреплении объектов. О каких именно материалах идет речь? В чем заключаются их преимущества?Общее понятиеК категории гибридов, композитов относятся материалы, сформированные двумя и более компонентами. Первый компонент является связующим, второй – армирующим. Их комбинация создает матрицу определенной конфигурации. Если укрепляющие волокна уложены в одном направлении, то материал относится к категории однонаправленных, но в многослойных – используется другая технология, предполагающая укладку слоев, чтобы волокна были направлены перпендикулярно, диагонально друг к другу. Простое решение значительно увеличивает прочностные характеристики, композит уверенно справляется с нагрузками на растяжение, излом.КлассификацияПри изготовлении композитов в первую очередь используют волокна следующих типов:Стеклянные. Наиболее доступные, что объясняется доступностью базового вещества, диоксида кремния. Самыми технологичными, устойчивыми к термическим и механическим нагрузкам, являются S-волокна. E-аналоги несколько уступают им.Углеродные. Структура сформирована множеством графитовых кристаллов. Они накладываются друг на друга, благодаря чему достигается устойчивость к выраженным физическим воздействиям, вне зависимости от направленности.Арамидные. Отлично адаптированы к выраженным ударным нагрузкам, химически инертны, выдерживают воздействие веществ с выраженной окислительной способностью, невосприимчивы к влаге. Минус, ограничивающий область применения арамидного материала – уязвимость для прямых солнечных лучей, из-за воздействия которых он быстро теряет исходную прочность. Лучше использовать композит для внутренних работ.Базальтовые. Сырье – вулканические породы. Камень подвергается интенсивному термическому воздействию, плавится, на основе полученной массы формируются тонкие нити с эпоксидной или фенольной пропиткой. В гражданском секторе композит применяется не слишком часто, в промышленном – регулярно. Популярность обеспечивается термической, химической, вибрационной стойкостью.ПреимуществаГлавное достоинство композитов – сочетание легкости и прочности. Они на порядки легче бетона или металла, справляются с нагрузками выраженностью в несколько тысяч МПа. Вектор нагрузок при этом, вторичен они могут быть направлены как на разрыв, так на сжатие или расширение. Также необходимо обратить внимание на следующие положительные особенности:Коррозионная стойкость. Окислительные процессы исключены даже при длительном взаимодействии с влажной средой и агрессивными химическими составами.Простота монтажа. Благодаря легкости, использовать композиты можно без привлечения тяжелой техники, все основные операции проводятся вручную.Продолжительный срок службы. Минимум – 50 лет. На практике достижимы и гораздо большие значения. Даже спустя полвека сохраняются исходные геометрические параметры, удается обойтись без образования трещин и других дефектов.Безвредность. В составе гибридов отсутствуют вещества, представляющие опасность для человека и окружающей среды. Применение возможно на объектах, площадках вне зависимости от санитарно-гигиенических, экологических норм.Негорючесть. Материалы выдерживают интенсивные термические нагрузки, не воспламеняются даже при воздействии открытого огня.Экономичность. Несмотря на то, что композиты дороже классических решений, именно их применение считается наиболее обоснованным с экономической точки зрения. Общее снижение расходов достигается за счет простоты установки, длительности эксплуатационного срока, отсутствия дополнительных требований по уходу и обслуживанию.Нельзя не отметить и универсальность. Применение гибридов актуально вне зависимости от причин усиления. Капитальный ремонт, повышение проектной несущей способности опорных конструкций, изменение эксплуатационной специфики объекта, устранение последствий техногенной, природной катастрофы – ограничений нет.Не имеет значения и тип объекта. Гибриды подойдут не только для административных, жилых или коммерческих зданий, но и специализированных, производственных. Также возможна установка на мостовых опорах и пролетах, путепроводах, вышках связи, энергетической, транспортной инфраструктуры.Углеродное волокноЭтот гибридный материал, как наиболее технологичный, следует рассмотреть в отдельности. Он представлен в нескольких вариантах:Ламели. Полосы различной ширины, толщина которых составляет от 1.2 до 1.4 миллиметра;Панели. Крупные сегменты прямоугольной формы;Холсты. Поставляются крупными рулонами. Легко нарезаются на панели нужной конфигурации;Сетки. Армирующие каркасы, ячейки которых имеют размеры от 0.5 до 2 сантиметров.Подобное разнообразие дает возможность подобрать формат, оптимально подходящий для решения конкретной задачи. Например, холсты оптимально подходят для обертывания крупных колонн, вне зависимости от сечения, круглых или прямоугольных, ламели – небольших несущих балок. По плоским поверхностям большой площади лучше всего работать панелями или сетками.