Zastosowanie sprężonych materiałów kompozytowych do wzmacniania konstrukcji inżynierskich

W artykule przedstawiono zagadnienia związane ze wzmacnianiem elementów żelbetowych przy użyciu naprężonych kompozytów CFRP przyklejanych na powierzchni betonu konstrukcji inżynierskich. Omówiono systemy kotwiąco-sprężające, wskazując na zalety i problemy z nimi związane.

Na podstawie zebranej bazy danych badań doświadczalnych opracowano przegląd metod sprężania, które można podzielić na te, które wymagają użycia systemów kotwiących, i systemy bez zakotwień, ze stopniową redukcją siły sprężającej na długości taśmy. W zakresie systemów kotwiąco-sprężających do wzmocnień zewnętrznych typu EBR i NSMR opisano systemy: Sika^®CarboDur^® Leoba, Sika^®CarboDur^® Stress-Head, Sika^® LEOBA CarboDur^® SLC II, BBR-Stahlton S&P, Neoxe. W grupie systemów bezkotwowych zostały omówione dwa się systemy wzmocnień: „gradient method” i Tenroc Technologies. Przedstawiono również przykłady takich realizacji na istniejących obiektach infrastruktury mostowej.

Kluczowy wpływ na jakość i efektywność wzmocnienia przy użyciu naprężonych kompozytów FRP ma sposób aplikacji i zakotwienia zewnętrznego zbrojenia. Od początku rozwoju dziedziny wzmocnień czynnych powstały liczne koncepcje systemów sprężająco-kotwiących. Przegląd technik wzmocnień omówiono szczegółowo w [1, 2]. Zaawansowane metody sprężania wykorzystują zewnętrzne konstrukcje, które pozwalają niezależnie wprowadzić naciąg w zbrojeniu kompozytowym i utrzymać w stanie sprężenia do momentu przyklejenia do powierzchni betonu. Ideę tę zaprezentowano po raz pierwszy w instytucie EMPA [3]. Zewnętrzne elementy kotwiące mają zazwyczaj postać stalowych ram lub bloków oporowych na stałe przytwierdzonych do podłoża, do których montuje się siłowniki hydrauliczne z różnego rodzaju uchwytami mechanicznymi pozwalającymi na zamocowanie i naprężanie k...