การซ่อมแซมและบำรุงรักษาอาคารเก่า

กรณีโครงการ

วัตถุประสงค์เดิมของโครงสร้างอาคารหลังหนึ่งคือใช้เป็นอาคารอุตสาหกรรม ปัจจุบันมีแผนที่จะเสริมกำลังและเปลี่ยนรูปโครงสร้างให้สามารถรองรับน้ำหนักของห้องเย็นที่มีความจุประมาณ 1,000 ตัน โครงสร้างของอาคารเป็นระบบโครงสร้างคอนกรีตหล่อในที่ พื้นของแต่ละชั้นทำจากแผ่นพื้นคอนกรีตหนา 10 ซม. ความแข็งแรงของคอนกรีต C25 และความแข็งแรงของเหล็กเส้น HRB335 มีการตอกเสาเข็มคอนกรีตสำเร็จรูป พื้นที่อาคารประมาณ 3,600 ตารางเมตร มี 5 ชั้นเหนือพื้นดินและ 1 ชั้นใต้ดิน ขนาดของคานคอนกรีตของโครงสร้างอยู่ในช่วงกำลังรับน้ำหนัก และขนาดของเสาและความแข็งแรงของคอนกรีตสามารถตอบสนองความต้องการด้านกำลังรับน้ำหนักได้

การทดสอบโครงสร้างความสามารถในการรับน้ำหนักของอาคารเก่า

ก่อนการจัดทำแบบร่างโครงสร้างเสริมแรงของอาคารเดิม ควรทดสอบและตรวจสอบโครงสร้างปัจจุบันและประสิทธิภาพของอาคาร โดยคำนึงถึงข้อกำหนดทางเทคนิคพื้นฐานของโครงสร้าง ตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจและเวลาในการตรวจสอบ จึงได้กำหนดตัวชี้วัดสามประการสำหรับการตรวจสอบโครงสร้างคอนกรีตของบ้าน นั่นคือ การตรวจสอบความแข็งแรงของคอนกรีตในโครงสร้างคอนกรีต ได้แก่ เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก คานคอนกรีตเสริมเหล็ก และแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก การตรวจสอบความลึกของการคาร์บอไนเซชันของคอนกรีตเสริมเหล็กในโครงสร้าง ได้แก่ เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก คานคอนกรีตเสริมเหล็ก และแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก และตรวจสอบระดับการกัดกร่อนของเหล็กเส้นในโครงสร้างคอนกรีต ได้แก่ เสาคอนกรีตเสริมเหล็ก คานคอนกรีตเสริมเหล็ก และแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก ในการทดสอบ ควรปรับพื้นผิวของส่วนประกอบคอนกรีตให้เรียบก่อน เพื่อกำจัดฝุ่น เศษวัสดุ และสิ่งอื่นๆ ที่อาจส่งผลต่อการประเมินความแข็งแรงของโครงสร้าง จากนั้นจึงใช้เครื่องทดสอบการสะท้อนกลับเพื่อแบ่งพื้นที่การวัด สำหรับส่วนประกอบที่แตกต่างกัน ควรแบ่งล็อตการตรวจสอบแยกกันสำหรับการทดสอบการคืนตัว และเมื่อจำเป็น ควรทำการทดสอบการเจาะแกนในพื้นที่ทดสอบ ความแข็งแรงของแกนเจาะจะถูกใช้เพื่อแก้ไขความแข็งแรงการคืนตัวของคอนกรีตเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่สม่ำเสมอที่สุด นอกจากนี้ ควรตรวจวัดความลึกของคาร์บอเนตในพื้นที่การวัดคอนกรีตที่แตกต่างกัน เนื่องจากความลึกของคาร์บอเนตที่ต่างกันจะส่งผลกระทบต่อค่าการตรวจจับที่ตรวจพบ และจะลดค่าการคืนตัวลง ดังนั้นจึงต้องตรวจวัดอย่างแม่นยำ

ผลการทดสอบโครงสร้างอาคารเก่า

1) ตรวจสอบความแข็งแรงของคอนกรีตโครงสร้างอาคารเดิม ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่ากำลังอัดของคอนกรีตโครงสร้างอาคารเป็นไปตามข้อกำหนด C30 ในแบบร่างเดิม ตราบใดที่ข้อมูลจุดรับแรงบนพื้นมีความคลาดเคลื่อนเล็กน้อย ก็จะไม่สามารถบรรลุความแข็งแรงตามแบบร่างเดิมได้ ดังนั้น ในการคำนวณและออกแบบโครงสร้างเสริมแรง ควรพิจารณาความแข็งแรงของคอนกรีตโดยใช้ค่าความแข็งแรงตามแบบร่างเดิม ความแข็งแรงของเสาคือ C25 เช่นเดียวกับคานและแผ่นเหล็ก เนื่องจากค่าการสะท้อนกลับเป็นไปตามข้อกำหนดของแบบร่างเดิม จึงไม่จำเป็นต้องลดความแข็งแรงลง

2) ผลการทดสอบความลึกของคาร์บอเนตในคอนกรีตโครงสร้างแสดงให้เห็นว่าความลึกของคาร์บอเนตของโครงสร้างคอนกรีตค่อนข้างลึก และการพัฒนาค่อนข้างรวดเร็ว เนื่องจากการคาร์บอเนตของคอนกรีตลึกลงไป คอนกรีตจะสูญเสียความเป็นด่าง ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อการป้องกันเหล็กเส้น และยังส่งผลต่อความทนทานของโครงสร้างอีกด้วย ดังนั้น จากผลการทดสอบในหัวข้อนี้ การเสริมแรงโดยรวมของอาคารจึงจำเป็นต้องได้รับการดูแลทางเทคนิคในระดับหนึ่ง เพื่อป้องกันโครงสร้างจากการกัดกร่อน และเพื่อให้มั่นใจว่าการพัฒนาคาร์บอนของโครงสร้างจะเป็นไปอย่างเหมาะสมในการใช้งานโครงสร้างในอนาคต

3) รายงานการทดสอบระดับการกัดกร่อนของเหล็กเสริมโครงสร้างคอนกรีตแสดงให้เห็นว่าการกัดกร่อนของเหล็กเสริมโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กได้พัฒนาไปในระดับหนึ่งแล้ว แต่สถานการณ์การกัดกร่อนยังไม่รุนแรงมากนัก ความลึกและพื้นที่การกัดเซาะไม่ถึง 1/10 ของเส้นผ่านศูนย์กลางเดิมของเหล็กเส้น ทำให้ประสิทธิภาพเชิงกลยังคงเป็นไปตามข้อกำหนด รายงานนี้ยังได้รับการยืนยันร่วมกันจากรายงานการคาร์บอไนเซชันของคอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับกระบวนการแปรรูปซึ่งกันและกัน ดังนั้น ควรพิจารณาวิธีการป้องกันและชะลอการเกิดการกัดกร่อนของเหล็กเส้นในคอนกรีตในแผนการออกแบบการแปรรูป

การเลือกแผนการเสริมแรงและขอบเขตการบำบัดเสริมแรง

1) ควรซ่อมแซมชั้นป้องกันบนพื้นผิวของส่วนประกอบด้วยปูนซีเมนต์ และใช้เทคโนโลยีอัดฉีดแรงดันอัตโนมัติเพื่อซ่อมแซมส่วนประกอบโครงสร้างคอนกรีตที่แตกร้าว เนื่องจากหากส่วนประกอบคอนกรีตมีรอยแตกร้าว การซ่อมแซมด้วยวัสดุคอนกรีตที่มีความแข็งแรงเท่ากันอาจไม่เพียงพอ แม้ว่าจะสามารถก่อความแข็งแรงได้ชั่วคราว แต่หากไม่มีกาว แรงยึดเกาะระหว่างคอนกรีตที่เทลงไปจะไม่เพียงพอ เมื่อเกิดความแข็งแรงแล้ว ความแข็งแรงจะหลุดออกไปเอง ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของการซ่อมแซม

2) สำหรับรอยแตกร้าวของโครงสร้างคอนกรีตที่พบบริเวณฐานคานและฐานแผ่นพื้น จะใช้วิธีการติดผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียวเพื่อเสริมความแข็งแรงและปรับสภาพส่วนประกอบ สำหรับรอยแตกร้าวแนวตั้งหรือแนวเอียงที่เกิดขึ้นที่ส่วนบนของคานและแผ่นพื้น และรอยแตกร้าวที่มีผลกระทบต่อความต้านทานการดัดและแรงเฉือนของส่วนประกอบ ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียวยังถูกนำมาใช้เพื่อเสริมความแข็งแรงและปรับสภาพส่วนประกอบอีกด้วย ก่อนการเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ควรคำนวณความแข็งแรงของคาร์บอนไฟเบอร์ และออกแบบขนาดและปริมาณของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ เพื่อให้มั่นใจว่าประสิทธิภาพแรงหลังจากการเสริมแรงสามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานในอนาคตได้

3) สำหรับรอยแตกร้าวแนวเฉียงที่เกิดขึ้นบนคานเดิม จะใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียวและแผ่นรูปตัว U สำหรับการเสริมแรง และโหนดคานหลักและคานรองที่มีรอยแตกร้าวก็จะได้รับการเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียวและแผ่นรูปตัว U เนื่องจากแผ่นรูปตัว U สามารถรับแรงเฉือนที่ถ่ายโอนในระบบโครงสร้างได้ จึงเทียบเท่ากับการเพิ่มส่วนหนึ่งของโกลนรัปภายในตัวคานเพื่อมีบทบาทในการต้านทานแรงเฉือน ดังนั้น การเพิ่มแคลมป์รูปตัว U จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเพิ่มความแข็งแรงของคอนกรีต และยังเป็นส่วนประกอบสำคัญของการเสริมแรงอีกด้วย

วัสดุที่ใช้ในการเสริมแรง

1) ค่ามาตรฐานความต้านทานแรงดึงของวัสดุที่ควรใช้ในแผนการเสริมแรงโครงสร้างไม่ควรน้อยกว่า 3,000 MPa ความหนาควรอยู่ที่ 0.11 มม. อัตราการยืดตัวไม่ควรน้อยกว่า 1.6% และตัวบ่งชี้วัสดุอื่นๆ ควรเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องของ "คาร์บอนไฟเบอร์" ในส่วนที่ 3.2 ของข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแผ่น ก่อนเข้าพื้นที่ก่อสร้าง หน่วยงานก่อสร้างจะต้องตรวจสอบใบรับรองคุณสมบัติของวัสดุที่เข้าและรายงานการตรวจสอบ และคุณภาพต้องเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้องก่อนเข้าพื้นที่ก่อสร้าง นอกจากนี้ ควรมีการตรวจสอบตัวอย่างซ้ำเพื่อคัดแยกวัสดุที่ไม่ได้มาตรฐานออกจากพื้นที่ก่อสร้างอย่างเด็ดขาด

2) สำหรับวัสดุที่ยึดด้วยเรซิน ควรใช้วัสดุโพลีโพรพีลีนที่มีแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ขนาดเล็กที่มีความต้านทานแรงดึงไม่น้อยกว่า 12 สำหรับการแปรรูป วัสดุดังกล่าวมีคุณสมบัติในการรับแรงดึงสูง และสามารถเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างได้อย่างมากเมื่อนำไปใช้ในการเสริมแรง ภายใต้การดำเนินการ วัสดุนี้สามารถสร้างรอยแตกร้าวหรือความแข็งแรงไม่เพียงพอได้ สามารถตอบสนองความต้องการเฉพาะด้านความต้านทานแรงดึง ซึ่งช่วยเพิ่มความทนทานของโครงสร้างอาคารได้อย่างมาก

3) วัสดุโครงสร้างที่ใช้ เช่น คอนกรีตเสริมเหล็ก ฯลฯ ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของกฎระเบียบแห่งชาติปัจจุบัน เหล็กเส้นไม่ควรน้อยกว่า HRB335 คอนกรีตไม่ควรน้อยกว่า C30 และปูนซีเมนต์ไม่ควรน้อยกว่า M7.5 ความแข็งแรงนี้ได้รับการยืนยันจากการทดสอบมากมาย ส่วนใต้ดินใช้ปูนซีเมนต์ M10 เพื่อป้องกันความชื้น หากความแข็งแรงไม่เพียงพอ ควรทดสอบและคำนวณความสามารถในการรับน้ำหนักของผนังรับน้ำหนัก จนกระทั่งความสามารถในการรับน้ำหนักและความสามารถในการรับแรงเฉือนเป็นไปตามข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง

ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับการเสริมแรงด้วยผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียว

ก่อนการเสริมเหล็ก ควรเคลือบผิวคอนกรีตก่อน และทำความสะอาดชั้นตกแต่งบนพื้นผิวคอนกรีตเพื่อให้ชั้นโครงสร้างเปิดออก เพื่อให้พื้นผิวของส่วนประกอบสามารถนำไปใช้ในขั้นตอนต่อไปได้ หลังจากทำความสะอาดแล้ว ควรขัดผิวคอนกรีตให้เรียบ เพื่อให้ง่ายต่อการทาปูน หลังจากปรับระดับแล้ว ควรเคลือบผิวโครงสร้างให้เปิดออก เนื่องจากต้องยึดชั้นตกแต่งเข้ากับชั้นโครงสร้างเพื่อให้ได้แรงที่ต้องการ จึงจำเป็นต้องเคลือบผิว หลังจากเสริมเหล็กเสร็จแล้ว จะต้องดำเนินการตรวจสอบและรับรองตาม "ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์" ในกระบวนการเสริมแรงของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ เนื่องจากเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์เป็นตัวนำไฟฟ้า จึงควรหลีกเลี่ยงอุปกรณ์ไฟฟ้าในระหว่างการก่อสร้าง เพื่อป้องกันการบาดเจ็บหรือเสียชีวิตอันเนื่องมาจากการนำไฟฟ้าของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ในระหว่างขั้นตอนการติดตั้ง ในระหว่างการก่อสร้าง ควรตรวจสอบและรับรองงานที่ซ่อนอยู่แต่ละชั้น และเมื่อกระบวนการก่อนหน้าเป็นไปตามข้อกำหนดการก่อสร้างแล้วเท่านั้น จึงจะสามารถโอนไปยังกระบวนการถัดไปได้ หากกระบวนการก่อนหน้านี้ไม่ตรงตามข้อกำหนดการก่อสร้าง ควรแก้ไขทันที และสามารถเข้าสู่กระบวนการถัดไปได้จนกว่าจะได้รับการรับรอง มิฉะนั้น จะถูกห้ามอย่างเด็ดขาด

บทสรุป

ในฐานะเทคโนโลยีการเสริมแรงแบบใหม่ เทคโนโลยีการเสริมแรงของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์แบบทิศทางเดียวถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการเสริมแรงโครงสร้างอาคารเก่า กลไกการทำงานของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์ส่วนใหญ่คือการแบ่งปันแรงของเหล็กเส้นและปรับปรุงความต้านทานการดัดและแรงเฉือนของโครงสร้างคอนกรีต ข้อดีของผ้าคาร์บอนไฟเบอร์คือการก่อสร้างค่อนข้างง่าย ต้นทุนแรงงานต่ำกว่า ระยะเวลาก่อสร้างสั้นและประหยัดกว่า มีประสิทธิภาพการเสริมแรงที่ดีมาก ทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี และไม่จำเป็นต้องบำรุงรักษาเพิ่มเติม ด้วยเหตุนี้ การใช้คาร์บอนไฟเบอร์จึงแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ บทความนี้จะแนะนำการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีการเสริมแรงคาร์บอนไฟเบอร์ในการปรับปรุงอาคารเก่าผ่านการประยุกต์ใช้ผ้าคาร์บอนไฟเบอร์เสริมแรงในโครงการหนึ่ง โดยหวังว่าจะเป็นแนวทางให้กับผู้ร่วมงานทั่วไป