FSL — Углеродная пластина
Пуultruded углеродные пластины для изгибного усиления балок, плит и стен.
Характеристики вкратце
FSL — пултрузионная углеродная ламель для усиления на изгиб методом внешнего приклеивания к бетону, дереву и каменной кладке. Однонаправленное волокно на основе ПАН, ≥ 65% по объёму в уже отверждённой матрице, 165 GPa во всех классах; толщина 1.2, 1.4 или 3,0 mm, ширина 50, 80 и 100 mm. Ламель приходит уже отверждённой, поэтому качество ламината задаётся на заводе, а не погодой того дня, когда её наклеивают — единственное конструктивное различие между ламелью и тканью мокрой укладки.
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Fibre Type | Carbon fibre, PAN-based, unidirectional |
| Fibre Content | ≥ 65% by volume (density 1.6 g/cm³) |
| Testing Standard | ASTM D3039 (≥ 25 specimens per property) |
| Design Standard | ACI 440.2R |
| Storage | Dry, no direct sunlight, −5°C to +35°C |
| Shelf Life | Unlimited in original, unopened packaging |
Механические Свойства по Моделям
| Model | Thickness | Tensile Strength | Elastic Modulus | Elongation | Widths (mm) | Packaging |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FSL12 | 1.2 mm | 2,900 MPa | 165 GPa | 1.8% | 50 / 80 / 100 | 100 m/roll |
| FSL12S | 1.2 mm | 3,400 MPa | 165 GPa | 2.1% | 50 / 80 / 100 | 100 m/roll |
| FSL14 | 1.4 mm | 2,900 MPa | 165 GPa | 1.8% | 50 / 80 / 100 | 100 m/roll |
| FSL14S | 1.4 mm | 3,300 MPa | 165 GPa | 2.0% | 50 / 80 / 100 | 100 m/roll |
| FSL30 | 3.0 mm | 2,800 MPa | 165 GPa | 1.7% | 50 / 100 | 50 m/roll |
Где применяется
Низ балок и плит
Самый обычный случай: усиление на изгиб там, где выросла нагрузка, корродировала арматура или проём разрезал элемент.
Балки и плиты пролётных строений мостов
Поднять несущую способность существующего пролёта без демонтажа, когда закрыть сооружение на переустройство невозможно.
Промышленные полы и фундаменты под оборудование
Плиты, от которых требуют держать более тяжёлое оборудование, чем то, под которое они считались, когда альтернатива — новая плита и связанный с ней простой.
Исправление проектных и строительных дефектов
Недоармированные элементы, смещённые стержни, подрезанные на объекте сечения — приклеенная ламель возвращает несущую способность, почти не меняя геометрию.
Дерево и каменная кладка
Балки и перемычки в старых зданиях, где ламель достаточно тонка, чтобы исчезнуть под отделкой, и достаточно лёгкая, чтобы не нагружать конструкцию, которой помогает.
Когда отделку менять нельзя
1,2 mm ламели плюс клеевой шов почти ничего не добавляют к высоте сечения, так что высота помещения в свету и внешний вид переживают усиление без изменений.
Руководство по выбору
| Модель | Толщина & класс | Когда выбирать |
|---|---|---|
| FSL12 | 1,2 mm · стандартный класс | Рабочая ламель на каждый день для низа балок и плит. Ширины 50 / 80 / 100 mm, 100 m в рулоне. |
| FSL12S | 1,2 mm · высокопрочный класс | Та же толщина и та же жёсткость, что у FSL12, но примерно на 14% выше характеристическая прочность на растяжение. Берите, когда расчёт упирается в прочность, а добавлять толщину вы не хотите. |
| FSL14 | 1,4 mm · стандартный класс | Примерно на 17% больше усилия и жёсткости на миллиметр ширины, чем у FSL12, при тех же ширинах. Обычный следующий шаг. |
| FSL14S | 1,4 mm · высокопрочный класс | Наибольшее усилие на единицу ширины среди тонких ламелей. Применяйте там, где ограничением является длина анкеровки, а не площадь ламели. |
| FSL30 | 3,0 mm · тяжёлое сечение | В два с половиной раза выше жёсткость на единицу ширины, чем у FSL12. Только ширины 50 и 100 mm, 50 m в рулоне. Толстую ламель труднее удержать в контакте с прогнувшимся низом балки, поэтому сначала проверьте допуски основания. |
| Ламель или ткань? | Отверждённая ламель (FSL) | Ткань мокрой укладки (FSC) |
|---|---|---|
| Где задаётся качество | На заводе. Ламинат приходит отверждённым, поэтому его свойства не зависят ни от смешивания на объекте, ни от работы валиком, ни от погоды в тот день. | На объекте. Содержание волокна, пропитку и толщину делает исполнитель — именно поэтому ткань требует более жёсткого надзора. |
| Подходящая геометрия | Плоские поверхности, воспринимающие усилие в одном направлении — низ балок и плит, в основном изгиб. | Криволинейные и неправильные формы, обойма колонн, U-обоймы на поперечную силу — везде, где усиление должно повторять форму элемента. |
| Допуски основания | Жёстче. Жёсткая ламель не может повторить прогнувшийся низ балки; неровности нужно выровнять заранее. | Мягче — ткань облегает поверхность, хотя основание всё равно должно быть прочным и подготовленным. |
| Скорость на объекте | Быстрее: праймер, клей, прижать — готово. Ни времени на укладку, ни пропитки, которую надо проверять. | Медленнее на квадратный метр, зато один рулон закрывает формы, до которых ламель не достаёт. |
У всех пяти классов один и тот же модуль 165 GPa, поэтому смена класса меняет усилие, которое ламель способна нести, а не жёсткость, которую она добавляет. Если вы исправляете прогиб, а не прочность, идите в толщину или в ширину — классы S тут не помогут. Ламели приклеиваются клеем для ламелей FSE 362 по подготовленному и загрунтованному основанию.
Проект усиления — сколько ламелей, какой ширины, какой длины и как заанкерены концы — это работа инженера проекта по ACI 440.2R, CNR-DT 200 или местному аналогу. Внешне приклеенный FRP разрушается преимущественно по отслоению, а не по разрыву волокна, поэтому прочность самой ламели на растяжение почти никогда не является определяющей. Не подбирайте схему усиления по одной только таблице ниже.
Несущая способность ламели
Характеристическое растягивающее усилие на ламель
| Модель | Толщина (mm) | Ширина 50 mm (kN) | Ширина 80 mm (kN) | Ширина 100 mm (kN) | Жёсткость на м ширины (MN/m) |
|---|---|---|---|---|---|
| FSL12 | 1.2 | 168 | 269 | 336 | 198 |
| FSL12S | 1.2 | 192 | 307 | 384 | 198 |
| FSL14 | 1.4 | 196 | 314 | 392 | 231 |
| FSL14S | 1.4 | 217 | 347 | 434 | 231 |
| FSL30 | 3.0 | 405 | — | 810 | 495 |
Усилие = характеристическая прочность на растяжение × толщина × ширина, по характеристической колонке соответствующей TDS — не по средней. FSL30 выпускается только шириной 50 и 100 mm. Это несущая способность материала, а не расчётное сопротивление: проект усиления накладывает сверху собственные понижающие коэффициенты.
Среднее значение против характеристического
| Модель | Среднее растяжение (MPa) | Характеристическое (MPa) | Разница | Модуль (GPa) | Характеристическое удлинение (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| FSL12 | 2900 | 2800 | 3% | 165 | 1.7 |
| FSL12S | 3400 | 3200 | 6% | 165 | 1.9 |
| FSL14 | 2900 | 2800 | 3% | 165 | 1.7 |
| FSL14S | 3300 | 3100 | 6% | 165 | 1.9 |
| FSL30 | 2800 | 2700 | 4% | 165 | 1.6 |
Характеристическое = среднее минус три стандартных отклонения не менее чем по 20 образцам, испытанным по ASTM D3039, — та база, которой требует ACI 440.2R §4.3.1. В расчёте используется характеристическая колонка. Цифра по сухому волокну, которую приводят некоторые поставщики — 5 800 MPa для этого волокна — это свойство самого филамента, и наш собственный техлист помечает её как “только для справки, не для расчёта”.
Если ламель конкурента выглядит несопоставимо прочнее этих чисел, проверьте три вещи, прежде чем поверить: среднее это значение или характеристическое, по скольким образцам оно получено и относится ли оно к ламинату или к сухому волокну. Эти три вопроса объясняют почти всю разницу между техлистами, которые выглядят совершенно по-разному.
Приклейка ламели в шесть шагов
Сначала проверьте основание
Бетон должен быть прочным, а прочность поверхностного слоя на отрыв — достаточной для расчёта; это показывает испытание на отрыв, а не визуальный осмотр. Сошлифуйте цементное молоко и непрочный слой до открытого здорового заполнителя и выровняйте все неровности, которые жёсткая ламель повторить не сможет.
Отремонтируйте и выровняйте
Заделайте раковины, каверны и сколы и инъецируйте стабилизировавшиеся трещины до приклейки, а не после. Ламель, перекрывающая пустоту, в этом месте не имеет сцепления — именно там и начинается отслоение.
Нанесите праймер
Нанесите праймер на подготовленное сухое основание и дайте ему набрать липкость, указанную в TDS. Именно праймер не даёт клею уйти в поры бетона и обеднить клеевой шов.
Нанесите клей на ламель и на основание
Протрите клеевую сторону ламели и нанесите клей для ламелей FSE 362 и на ламель, и на основание, с горкой посередине, чтобы при укладке воздух выдавливался наружу, а не запирался внутри.
Прижимайте, пока клей не выйдет с обеих сторон
Прикатайте ламель резиновым валиком, работая от центра к краям. Клей, выступивший вдоль обеих кромок, — признак того, что клеевой шов заполнен — снимите его до схватывания. Время работы резко падает с ростом температуры; смотрите TDS клея на тот день, когда вы действительно работаете.
Дайте отвердеть без движения, затем проверьте
Оставьте ламель подпёртой и неподвижной на всё время отверждения клея. Затем простучите приклеенную площадь на глухой звук и зафиксируйте результат — отслоение является преобладающим видом разрушения внешне приклеенного FRP, поэтому именно эта проверка и решает.
Частые вопросы
Ламель или ткань — что выбрать?
Ламель — для плоских поверхностей, воспринимающих усилие в одном направлении, прежде всего для низа балок и плит на изгиб. Ткань — для криволинейных и неправильных форм, обойм колонн и U-обойм на поперечную силу. Конструктивная разница в том, где решается качество ламината: ламель приходит с завода уже отверждённой, а ламинат из ткани делают на объекте, его создаёт исполнитель, и он зависит от его пропитки и от условий того дня.
Почему классы S не добавляют жёсткости?
Потому что у каждого класса FSL один и тот же модуль 165 GPa — классы S поднимают прочность, а не жёсткость. Жёсткость на единицу ширины даёт толщина: 198 MN/m при 1,2 mm, 231 при 1,4 mm, 495 при 3,0 mm. Если вы усиливаете против прогиба, а не против разрушения, рычагом является толщина или ширина, но не класс.
По какому значению прочности на растяжение считать?
По характеристическому. Характеристическое равно среднему минус три стандартных отклонения не менее чем по 20 образцам (ASTM D3039) — той базе, которой требует ACI 440.2R §4.3.1. Обе колонки есть в наших техлистах, чтобы вы видели разницу; здесь она составляет от 3 до 6%. Осторожно с любым техлистом, где приводится цифра по сухому волокну вроде 5 800 MPa — это голый филамент, а не ламинат, и это не расчётное значение.
Что на самом деле разрушается первым?
Сцепление, почти всегда — внешне приклеенный FRP определяется отслоением, а не разрывом волокна, и поэтому прочность самой ламели на растяжение редко оказывается определяющим числом. По той же причине подготовка основания, анкеровка концов и испытание на отрыв важнее, чем громкая цифра прочности ламели.
Можно ли применять на улице или в морской среде?
Да, с понижающим коэффициентом условий среды, который норма расчёта применяет к углероду — а углерод из всех волокон FRP штрафуется за экспозицию меньше всех. Сама ламель не корродирует. Защитите её от длительного УФ и помните, что предел рабочей температуры задаёт эпоксидный клей, а не углерод.
Как она крепится — нужны ли анкеры?
Она приклеивается клеем для ламелей FSE 362 по загрунтованному основанию; клей передаёт сдвиг в бетон. Нужна ли концам ещё и механическая анкеровка — это решение проектировщика, и оно зависит от доступной длины анкеровки и от напряжения на конце ламели — такое на объекте не решают.
Есть ли у вас European Technical Assessment или отчёт ICC-ES на ламель?
Нет. Ламели FSL поставляются со своими техническими листами, где приведены средние и характеристические значения по испытаниям ASTM D3039 на заявленной базе образцов, плюс Mill Test Certificate и Certificate of Analysis на партию. Если ваша спецификация требует конкретного одобрения третьей стороны, скажите об этом на стадии запроса, и мы прямо ответим, сможем ли мы его обеспечить.
Документы и Загрузки
Отдельная TDS на каждый класс
У FSL12, FSL12S, FSL14, FSL14S и FSL30 есть собственные техлисты с колонками среднего и характеристического значения и со сноской о базе образцов.
MTC + COA с каждой поставкой
Каждая партия отгружается с сертификатами Mill Test Certificate и Certificate of Analysis.
Запросить Цену
Пришлите элемент, пролёт, до какой величины растёт нагрузка и рассчитал ли уже инженер ламели — мы ответим в течение одного рабочего дня, назвав класс, ширины, метраж и количество клея. Если расчёта ещё нет, так и скажите, и мы перечислим, что инженеру потребуется от нас.
