Kompozitní tkaniny od firmy BETOSAN pro zesilování konstrukcí

BETOSAN s.r.o. jako výhradní dovozce pro Českou Republiku nabízí špičkové kompozitní materiály firmy Fyfe Company z USA pro použití ve stavebnictví. Kompozitní tkaniny a speciální epoxidové pryskyřice systému Tyfo® amerického výrobce jsou lehké a vysoce pevné materiály, určené k zesílení betonových, zděných, ocelových a dřevěných konstrukčních prvků.

Betosan s.r.o. nabízí materiály firmy Fyfe, která převzala technologie používané již přes padesát let leteckým a zbrojním průmyslem a přizpůsobila je k užití ve stavebnictví.

Systém Tyfo® se skládá ze skelných a uhlíkových tkanin, jež jsou kombinovány s vysoce kvalitní epoxidovou pryskyřicí. Tyto materiály jsou na konstrukci aplikovány metodou přímého zpracování („wet lay-up"). Jejich spojením vznikne kompozit s dokonalou adhezí k zesilovanému konstrukčnímu prvku. Epoxidové pryskyřice současně dodávají kompozitu vysokou korozní odolnost a trvanlivost. Materiály systému Tyfo® podléhají jak přísnému průběžnému testování kvality výroby, tak testování dlouhodobé životnosti v nejrůznějších agresivních prostředích. Účinnost těchto systémů se rovněž prokázala během silných zemětřesení v Los Angeles, El Salvadoru, Seattlu nebo na ostrově Tchaj-wan.

Snadná práce s kompozitními tkaninami

Kompozitní tkaniny se nanášejí na konstrukční prvky ručně. Vzhledem k lehkosti tkanin a celkově jednoduché aplikaci není zapotřebí žádná těžká technika nebo speciální nářadí. Po nanesení má epoxidová pryskyřice dostatečnou přídržnost, takže není zapotřebí tkaninu k zesilované konstrukci jakkoliv mechanicky kotvit, což přispívá k vysoké produktivitě práce a minimalizaci vlivu na okolí konstrukce.


Obr. 1: Zesílení deskových nosných prvků obloukového mostu

Sortiment tkanin

Systém Tyfo® zahrnuje širokou paletu kompozitních tkanin, které nabízejí projektantům a statikům velmi široké spektrum výsledných vlastností, podle potřeb jejich projektu. Pracovníci společnosti BETOSAN® poskytují veškerou technickou pomoc při výběru optimální materiálové varianty (tkanina/lepidlo), která nejlépe vyhoví specifickým požadavkům a konkrétní aplikaci.

Tkaniny a materiály

Skelné tkaniny řad Tyfo® SEH a Tyfo® WEB jsou tvořeny vysokojakostními kontinuálními prameny skelných vláken, které se při aplikaci kombinují s epoxidovou pryskyřicí řady Tyfo®.

Prvním zástupcem skelných tkanin je tkanina Tyfo® SEH-51A, což je nejběžněji používaná, relativně tlustá jednosměrná skelná tkanina. Dalším zástupcem této řady Tyfo® SEH-25A, což je lehká jednosměrná skelná tkanina používaná pro lehké vyztužení. Posledním zástupcem skelných tkanin je tkanina Tyfo® WEB, velmi lehká průhledná dvousměrná tkanina používaná pro stabilizaci povrchu konstrukcí, režného zdiva a jako estetická povrchová úprava.

Uhlíkové tkaniny řady Tyfo® SCH a pásky řady Tyfo® UC jsou tvořeny kontinuálními uhlíkovými vlákny kombinovanými s epoxidovou pryskyřicí řady Tyfo®. Tyfo® SCH-41 je nejběžněji používaná, relativně těžká jednosměrná uhlíková tkanina. Tyfo® SCH-11UP je lehká jednosměrná uhlíková tkanina a Tyfo® SCH-7UP je velmi lehká uhlíková tkanina, která i přes svou lehkost má vynikající mechanické vlastnosti a má taktéž výborný poměr mezi mechanickými vlastnostmi a cenou. Dalším standardním výrobkem v sortimentu jsou uhlíkové pásky (lamely) Tyfo® UC, které mají extrémně vysokou tahovou pevnost a modul pružnosti při tloušťce 1,4 mm a jsou dodávány v několika standartních šířkách.

Dalším inovativním prvkem sortimentu kompozitních materiálů jsou skelné, uhlíkové nebo hybridní (kombinované) vláknité kotvy, které se používají pro doplňkové mechanické přikotvení kompozitních vrstev ke konstrukci a tím k vytvoření únosnějšího a trvanlivějšího spoje. Vláknité kotvy jdou také použít jako externí smyková výztuž pro trámy monoliticky navázané k desce nebo ke spojení prefabrikovaných dílů.


Obr. 2: Zesílení železobetonového stropu hromadné garáže

Aplikace kompozitních tkanin a jejich přínosy

Systém kompozitních materiálů Tyfo® dodávaný firmou BETOSAN® lze využít k zesílení nejrůznějších konstrukčních prvků z železobetonu, oceli, zdiva nebo dřeva.

Kompozitní tkaniny lze výborně použít k zesilování železobetonových sloupů. Ovinutí kompozitní tkaninou zajistí nejen zvýšení osové únosnosti zvýšením pevnosti betonu takto zesíleného sloupu, ale i zvýšení jeho houževnatosti. Další výhodou je zvýšení smykové a ohybové únosnosti. Změny jednotlivých vlastností lze moderovat použitím různých typů jednosměrných či dvojsměrných tkanin a orientací jejich vláken vzhledem k ose sloupu. Dalším přínosem ovinutí kompozitními tkaninami je také korozní ochrana sloupu či jiného prvku, jelikož epoxidový kompozit zamezuje přístupu vzduchu, oxidu uhličitého, chloridů a vlhkosti do konstrukce. Sloupy všech tvarů si prakticky mohou zachovat svůj původní profil, protože má kompozitní souvrství velice malou tloušťku (cca 3–5 mm) a může být aplikováno i na velice malé poloměry rohů.

Kompozitní tkaniny a pásky Systému Tyfo® lze také použít k zesílení trámových a deskových prvků vystavených zvýšenému zatížení, nebo zesílení prvků s poddimenzovanou či špatně provedenou výztuží. Kompozitní materiály jsou moderní alternativou k tradičním zesilovacím metodám jako jsou stříkaný beton nebo lepená ocelová výztuž. Vláknité kotvy Tyfo® lze použít pro lepší ukotvení a trvanlivost spoje mezi betonem a vláknitou výztuží. V průmyslových provozech je také velmi zajímavá možnost aplikace tkanin i na prvky částečně zakryté provozními rozvody bez nutnosti jejich demontáže.

Mnoho betonových stěn a zděných konstrukcí musí v dnešní době nést vyšší zatížení a je nutné je proto zesílit. Kompozitní tkaniny jsou ideálním způsobem pro zesílení monolitických železobetonových stěn, kde mohou jak zesílit tak překlenout a stáhnout trhliny. U zdiva jde o celkové zesílení a stabilizaci. Pro lehké zesílení, stabilizaci a překlenutí trhlin v režném zdivu je nejvhodnější použití průhledné dvojsměrné tkaniny Tyfo® WEB, která je poznat na povrchu zdiva pouze podle mírného lesku.

Systém Tyfo® taktéž obsahuje několik typů ohnivzdorných nástřiků, které prodlužují výdrž ohni vystavených zesílených prvků až na čtyři hodiny (dle ASTM E-119).

Kompozitní tkaniny systému Tyfo® se rovněž úspěšně používají k zesílení nádrží, sil či komínů. Toto zesílení je možné provést z obou líců konstrukce, podle přístupu ke konstrukci a koroznímu působení skladovaného média. Ovinutím kompozitní tkaninou lze dosáhnout navrácení původní zatížitelnosti či účinné stažení trhlin v konstrukci a zabránění průsaků.


Obr. 3: Zesílení stropní desky

Mimořádná odolnost proti korozi a stárnutí

Důležitou součástí použití kompozitních tkanin s epoxidovými pryskyřicemi je jejich vysoká korozní odolnost, kterou po své aplikaci propůjčují ovinutým prvkům. Proto není výjimečné použití lehkých tkanin ke korozní ochraně velmi exponovaných prvků. Tkanina účinně zabraňuje rozevření trhlin, které by se mohly otevřít v klasických bariérových nátěrech a tím eliminovat jakýkoliv pozitivní vliv takového nátěru. Kompozit s použitím epoxidové pryskyřice je mimořádně chemicky odolný a nepropouští vzduch, oxid uhličitý, chloridy ani vlhkost.

Zesilování tlakových potrubí

Kompozitní tkaniny Tyfo® dodávané firmou BETOSAN® jsou také ideální pro zesilování tlakových potrubí. Tímto způsobem lze zesilovat jak potrubí ocelová, tak předpjatá železobetonová, kde je předpínací výztuž neúčinná. Důležitým aspektem je možnost opravit potrubí za provozu zvenku, nebo naopak podzemní potrubí zevnitř bez výkopových prací. Tkaniny pak lze aplikovat s přístupem pouze revizním otvorem. Díky malé tloušťce kompozitního souvrství je zmenšení vnitřního profilu takto opraveného potrubí zanedbatelné. Jako finální povrchovou úpravu nabízí systém Tyfo® též pryskyřici Tyfo® PWC certifikovanou pro styk s pitnou vodou.

Odolnost proti výbuchu a tlakové vlně

Kompozitní tkaniny jsou také ideálním materiálem pro zpevnění různorodých stavebních prvků proti následkům výbuchů a jejich tlakových vln. Tyto výhody se mohou uplatnit nejen u objektů ohrožených výbuchy, ale zejména v průmyslových provozech kde mohou pomoci zmírnit následky havárií. Hlavní výhodou je velmi výrazné mechanické zpevnění konstrukce a zvýšení její rázové houževnatosti i při použití kompozitní vrstvy s celkovou tloušťkou několika milimetrů. Také jednoduchá a rychlá aplikace tkanin má jen minimální vliv na provoz daného objektu. V průmyslových provozech je velmi zajímavá možnost aplikace tkanin i na prvky částečně zakryté provozními rozvody bez nutnosti jejich demontáže.

Aplikace i pod vodou

Tyto materiály mohou být aplikovány i ve vodním prostředí s použitím pod vodou tuhnoucí epoxidové pryskyřice Tyfo® SW. Takto se dají zpevnit pilíře mostů či vodohospodářské stavby, kde by bylo vytvoření suchého prostředí pro aplikaci neekonomické nebo zcela technicky neproveditelné.

Použití na dřevěné konstrukce

Kompozitní materiály Tyfo® jsou rovněž vhodné k zesílení krovů, dřevěných stropů a nejrůznějších dalších dřevěných stavebních prvků jako jsou trámy, sloupy atp. například v historických stavbách. Zesílení může eliminovat i nadměrné průhyby dřevěných konstrukcí.

Závěr

Závěrem lze říci že kompozitní materiály systému Tyfo® dodávané firmou
BETOSAN® přinášejí následující výhody:

  • Výborné mechanické vlastnosti
  • Dlouhodobá trvanlivost
  • Vysoká korozní odolnost
  • Snadná a rychlá aplikace
  • Dostupná cena
  • Široký sortiment
  • Široké spektrum aplikací
  • Velmi nízká hmotnost
  • Bez ovlivnění původního tvaru konstrukce

Jak již bylo uvedeno, BETOSAN® zajišťuje bezplatné technické poradenství a aplikační servis ke všem svým materiálům. Pro bližší technické a ekonomické informace kontaktujte naši obchodně – technickou kancelář. Informace o výrobním programu firmy, distribuci i regionální dostupnosti materiálů a další aktuální informace naleznete také na stránkách firmy BETOSAN s.r.o.

1 Ing. Pavel Dohnálek, technický manažer firmy BETOSAN s.r.o.
Autor: Ing. Pavel Dohnálek, Ph. D.
Foto: Archiv firmy