Монолитные плиты применяются в перекрытиях между цокольным и первым этажом или последующими этажами в жилищном (ГОСТ 26434-2015) строительстве. Координационные размеры плит должны обеспечивать опору на двух, трех точках или по контуру.
Пустотные плиты применяются во всех типах зданий в качестве межэтажных перекрытий (в промышленных зданиях длина плиты до 12-ти м включительно). Пустотные плиты выполняют функции звукоизоляции и виброизоляции, т.к. при переходе стоячей звуковой или вибрационной волны из тела плиты в полость отверстий внутри плиты происходит формирование вторичных акустических волн, которые гасится слоем бетона. Для создания предварительного напряжения в монолитных плитах используется арматура, в пустотных — трос с заделкой на концах плит, который располагается в отверстиях.
Основным разрушающим фактором является нагрузка на изгиб, которая возникает под весом плиты и оборудования или вещей.
Дополнительные разрушающие факторы:
- Вибрации, возникающие под действием акустических и вибрационных нагрузок.
- Превышение нагрузок по сравнению с расчетными. Такая ситуация возникает при перепланировке или смене формата деятельности (перепрофилирование объекта), которая осуществляется в помещении или здании.
- Работа с агрессивными веществами, которые воздействуют на поверхностный слой плиты снизу или сверху.
- Сложный режим изменения температуры или влажности.
- Нарушения технологии производства плит.
При исследовании разрушающих факторов и выборе способа устранения повреждений обращают внимание на целостность плиты (отсутствие трещин, разрушений до арматуры слоя бетона сверху или снизу, сквозные дыры до отверстия пустотной плиты, повреждение армирующих элементов).
Существующие способы ремонта или восстановления несущей способности плит:
- Укладка дополнительной стяжки после удаления поврежденных участков.
- Установка дополнительных опор в средине плиты и вблизи точек опоры на несущий элемент здания.
- Установка дополнительных закладных изделий на краях плит и их обвязка сваркой с использованием стальной полосы или проволоки.
Все работы связаны с прекращением эксплуатации объекта и проводятся за 5…7 рабочих дней, если не связаны с бетонными работами. Ремонт с применением дополнительной бетонной стяжки займет 28 дней до получения проектной прочности бетона. Рекомендуются быстро застывающие бетонные смеси или смеси на основе эпоксидных смол с наполнителем.
Принцип усиления плиты перекрытия углепластиком
Монолитные и пустотные плиты перекрытия испытывают изгибающую нагрузку: внизу (потолок) на растяжение, вверху (пол) — на сжатие. У бетонных и железобетонных конструкций предельная нагрузка на сжатие в десятки раз превышает предельную нагрузку на растяжение. Но существуют методы создания предварительного напряжения для снижения усилия сжатия, что приводит повышению эффективности мероприятия по усилению плиты снизу на растяжение. Для этого применяют двунаправленное полотно (напр., CarbonWrap Fabric 450/1200), которое располагается вдоль длинной стороны плиты с определенным шагом в несколько слоев. После укладки полотна сверху и «схватывания» усиливающего слоя аналогичные работы проводят снизу, где можно использовать однонаправленное полотно (напр., CarbonWrap Tape-230/600).
Порядок проведения работ по усилению плит с помощью углепластика
Работы по восстановлению несущей способности плит перекрытий проводятся специализированными строительно-ремонтными организациями, которые имеют возможность производить технические расчеты и специалистов по созданию проектов усиления.
Основные этапы работ:
- Анализ причин повреждений и состояния плит перекрытия. Составление схемы повреждений.
- Разработка проекта ремонта и усиления. Проект содержит расчет по методу конечных элементов с применением специального ПО, которое моделирует ситуацию до и после ремонтных работ. На основании модели выбирается количество слоев, схема укладки (могут понадобиться поперечные слои углепластика) и тип углепластика (ширина, плотность, одно или двунаправленность нитей углеволокон в ткани).
- Составление и согласование проекта усиления с отделениями Госстроя и владельцем проекта здания.
- Составление сметы и графика выполнения работ.
- Удаление однослойного пола или покрытия.
- Разгрузка плиты с помощью домкратов.
- Подготовка поверхности под укладку полотна или ленты. При необходимости удаляется поврежденный слой, проводится разделка, очистка рабочей зоны от грязи, пыли и ржавчины. Укладка ремонтного слоя из композиций с высокой скоростью «схватывания» для уменьшения сроков выполнения работ. При серьезных повреждениях используют армирующую сетку из углеволокна (напр., CarbonWrap Grid 300/1200).
- Укладка слоев углепластика на подготовленную обеспыленную и загрунтованную поверхность по утвержденной схеме и последовательности. В промышленных и коммерческих зданиях с большой площадью перекрытий используются монолитные плиты с ригелем. Ригель ремонтируют и укладывают на него усиливающую углеволоконную ленту со стороны ригеля с заходом на поверхность плиты.
- При необходимости делают косметический ремонт или восстанавливают покрытие пола.
- Сдача работы заказчику.
Работы по ремонту проводятся в сухом помещении при температуре поверхности не ниже +5° С и влажности не более 4%. Следующий слой укладывают через 2…3 часа в зависимости от условий полимеризации эпоксидного клея. При повышенной влажности помещение следует просушить.
Достоинства усиления перекрытий монолитного или пустотного исполнения:
- Работы по укладке полотна, ленты или ламината не требуют дополнительных конструкций или специальной техники. Большинство работ производится со строительных лесов.
- Короткие сроки выполнения работ. Оклеивание можно проводить через 6…12 часов после проведения ремонтных работ, т.е. набора 60…70% прочности ремонтной смеси на основе эпоксидной смолы.
- Толщина усиливающего слоя влияет на толщину плиты незначительно. При выполнении усиления со стороны пола или потолка отделочные работы решают вопросы неровности. Сроки выполнения работ составляют 2…5 рабочих дней.
- Стоимость усиления с помощью углеволокна, в пересчете на кв. метр, с учетом затрат на материалы и оплату рабочих получается ниже, чем традиционные способы усиления.
Усиление бетонных монолитных и пустотных плит перекрытий с помощью композиционных материалов на основе углеволокна и эпоксидных компаундов имеет значительные перспективы, но сдерживается отсутствием нормативных документов на методику расчета прочности и материалы.