Ενίσχυση υφιστάμενων κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα με ινοπλέγματα ανόργανης μήτρας με βάση το τσιμέντο (TRM/FRCM)

Ο μεγάλος αριθμός υφιστάμενων κατασκευών από οπλισμένο σκυρόδεμα στην Ελλάδα, οι οποίες έχουν σχεδιαστεί με παλαιότερους αντισεισμικούς κανονισμούς, καθιστά επιτακτική την ανάγκη δομικής ενίσχυσής τους.

Για δεκαετίες, τα σύνθετα υλικά από ινοπλισμένα πολυμερή με μήτρα την ρητίνη (FRP) αποτελούσαν την κύρια επιλογή ενίσχυσης. Παρά την υψηλή εφελκυστική τους αντοχή, τα FRP παρουσιάζουν σημαντικά μειονεκτήματα, όπως αδυναμία εφαρμογής σε υγρές επιφάνειες, υψηλό κόστος, κακή συμπεριφορά σε υψηλές θερμοκρασίες, αδυναμία καταγραφής βλαβών σε περίπτωση σεισμικής δραστηριότητας και ανεπανόρθωτες βλάβες στον ανθρώπινο οργανισμό σε περιπτώσεις επαφής με το δέρμα. Προκειμένου να εξαλειφθούν τα προβλήματα που προκαλούν οι ρητίνες αναπτύχθηκαν τα ινοπλέγματα σε ανόργανη μήτρα TRM.

Το TRM είναι ένα νέο συνθετικό υλικό, το οποίο χρησιμοποιείται για ενισχύσεις των κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος. Αποτελείται από τα ινοπλέγματα, τα οποία αποτελούν τον οπλισμό του συνθετικού υλικού TRM και την ανόργανη μήτρα που είναι το συνδετικό υλικό μεταξύ ινοπλέγματος και της επιφάνειας που προορίζεται για ενίσχυση. Το υλικό των ινών αποτελείται από ίνες άνθρακα, υάλου, βασάλτη ή PBO.

Η ενίσχυση δομικών στοιχείων με ινοπλέγματα ανόργανης μήτρας (TRM) έχει πολλά πλεονεκτήματα, όπως:

• δυνατότητα εφαρμογής TRM σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή και σε οποιαδήποτε περιβαλλοντική συνθήκη
• ευκολία και ταχύτητα στην εφαρμογή,
• υψηλή εφελκυστική αντοχή,
• υψηλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες.

Για τη σωστή εφαρμογή του TRM χρειάζεται να γίνει σωστή προετοιμασία της επιφάνειας. Στη συνέχεια εφαρμογή της πρώτης στρώσης κονιάματος και στο τέλος τοποθέτηση της πρώτης στρώσης ινοπλέγματος με επικάλυψης της στρώσης κονιάματος. Αυτή η διαδικασία σταματάει όταν εφαρμοστούν όλες οι στρώσεις του ινοπλέγματος.

Τα ινοπλέγματα TRM εφαρμόζονται σε διάφορες κατασκευές των διάφορων έργων του πολιτικού μηχανικού. Λόγω των προαναφερόμενων πλεονεκτημάτων της χρήσης TRM ως μέσο ενίσχυσης υφιστάμενων κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος, τα ινοπλέγματα TRM εφαρμόζονται σε ενίσχυση κτιρίων, όπου επιτυγχάνεται έως 80% μείωση του βάρους που θα παραλάμβανε η κατασκευή αν είχε ενισχυθεί με χαλύβδινο οπλισμό, κόμβων δοκών – υποστυλωμάτων που είναι μία από τις πιο κρίσιμες περιοχές αστοχίας σε παλαιά κτίρια, τοιχοποιίας έναντι κάμψης και διάτμησης καθώς και σε γέφυρες, όπου εκεί παρατηρούνται έντονα τα φαινόμενα διάβρωσης του χαλύβδινου οπλισμού.

Συμπεραίνοντας, τα ινοπλέγματα ανόργανης μήτρας με βάση το τσιμέντο αποτελούν μια σύγχρονη και αξιόπιστη λύση ενίσχυσης δομικών στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος, προσφέροντας ασφάλεια, ανθεκτικότητα και εξαιρετική συμπεριφορά σε συνθήκες πυρκαγιάς. 

Άρθρο του Κωνσταντίνου Καρακίτσου | Διπλ. Πολιτικού Μηχανικού | Εταιρεία Delta Engineering – Σύμβουλοι Μηχανικοί | Τομέας Μελετών και Αδειοδοτήσεων Έργων Εξυπηρέτησης Οχημάτων

Πηγές:

• Raoof S., Koutas L., Bournas D., (2016), Bond between textile-reinforced mortar (TRM) and concrete substrates: Experimental investigation, Composites Part B: Engineering, Volume 98, Pages 350-361 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836816307041
• Raoof S., Koutas L., Bournas D., (2017), Textile-reinforced mortar (TRM) versus fibre-reinforced polymers (FRP) in flexural strengthening of RC beams, Construction and building Materials, Volume 151, Pages 279-291 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S095006181730908X
• Structural strengthening systems with composite FRCM materials https://ruregold.com/en/ruregold-frcm-strengthening-systems/

Πηγή κεντρικής φωτογραφίας: Delta Engineering (Blog)