English
Język Polski
Materiały kompozytowe w konserwacji budynków historycznych: przykłady zastosowań
DOI:
https://doi.org/10.24425/ace.2022.140157Abstrakt
Materiały kompozytowe, zwane też kompozytami, to materiały o niejednorodnej strukturze, złożone z dwóch lub więcej komponentów o różnych właściwościach. Kompozyty mają zastosowanie w wielu dziedzinach techniki, w tym również w budownictwie. Od kilkudziesięciu lat istnieją materiały kompozytowe zawierające włókna o bardzo wysokiej, nieosiągalnej wcześniej wytrzymałości na rozciąganie i dużej odporności chemicznej. Tradycyjne naprawy i wzmocnienia budynków polegały na wymianie lub uzupełnieniu zniszczonych elementów lub na powiekszaniu przekrojów w celu zapewnienia większej nośności. Tego typu działania są niekorzystne w odniesieniu do obiektów historycznych i zabytkowych. Natomiast takie cechy nowych materiałów kompozytowych jak lekkość, dobra przyczepność do podłoża i doskonałe właściwości mechaniczne sprawiają, że mogą być one szczególnie przydatne do napraw konstrukcji obiektów historycznych. Poza tym materiały kompozytowe w niewielkim stopniu ingerują w cenną substancję zabytkową i zwykle możliwy jest ich demontaż. Czyni to ich stosowanie zgodnym z aktualną doktryną konserwatorską. Początkowo stosowano systemy FRP (Fibre Reinforced Polymer) z długimi włóknami o wysokiej wytrzymałości osadzonymi w matrycy z żywic syntetycznych. Od kilkunastu lat dostępne są również wyroby FRCM (Fibre Reinforced Cementitious Matrix) z matrycą z modyfikowanej zaprawy cementowej. Zastosowanie matrycy nieorganicznej oznacza pokonanie ograniczeń powodowanych przez żywice epoksydowe stosowane w systemach FRP. Jest to możliwość montażu systemów FRCM na wilgotnych podłożach, odporność na wysoką temperaturę, przepuszczalność pary wodnej oraz łatwość aplikacji.Bibliografia
[1] M. Motavalli, C. Czaderski, A. Schumacher, D. Gsell, “Fibre reinforced polymer composite materials for building and construction”, in Woodhead Publishing Series in Textiles, vol. 95: Textiles, Polymers and Composites for Buildings , 2010, pp. 69-128, DOI: 10.1533/9780845699994.1.69.
[2] W. Borusiewicz, Konserwacja zabytków budownictwa murowanego, Warszawa: Arkady, 1985.
[3] M.R. Valluzzi, M. Salvalaggio, L. Sbrogin, “Repair and conservation of masonry structures”, in Numerical Modeling of Masonry and Historical Structures. From Theory to Application, Cambridge: Woodhead Publishing, 2019, pp. 201-235, DOI: 10.1016/B978-0-08-102439-3.00006-3.
[4] E. Bertolesi, G. Milani, B. Ghiassi, “Advanced finite element modeling of textile-reinforced mortar strengthened masonry”, in Numerical Modeling of Masonry and Historical Structures. From Theory to Application, Cambridge: Woodhead Publishing, 2019, pp. 713-743, DOI: 10.1016/B978-0-08-102439-3.00020-8.
[5] C.G. Papanicolaou, T.C. Triantafillou, M. Lekka, “Externally bonded grids as strengthening and seismic retrofitting materials of masonry panels”, Construction & Building Materials, 2011, vol. 25, no 2, pp. 504-514, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.07.018.
[6] G. Mazzucco, T. D’Antino, C. Pellegrino, V. Salomoni, “Three-dimensional finite element modeling of inorganic-matrix composite materials using a mesoscale approach”, Composites, Part B: Engineering, 2018, vol. 143, pp. 75-85, DOI: 10.1016/j.compositesb.2017.12.057.
[7] A. Kadłuczka, Ochrona dziedzictwa architektury i urbanistyki. Doktryny, teoria, praktyka, Cracow University of Technology, Poland, 2018, ISBN 977-83-7242-971-1.
[8] European Committee for Standardization, EN 1996-1-1 Eurocode 6 - Design of masonry structures - Part 1-1: General rules for reinforced and unreinforced masonry structures.
[9] www.surecps-group.com. [Accessed: 8 July 2021].
[10] www.fiberebars.com. [Accessed: 8 July 2021].
[11] www.ruregold.it. [Accessed: 8 July 2021].
[12] www.sika.pl. [Accessed: 8 July 2021].
[13] G. Mantegazza, S. Valentino, “Instructions for the Planning of Static Cosolidation. Interventions through the use of Fibre Reinforced Cementitious Matrix - FRCM”, Direzione Technica Ruredil, Milan 2008.
[14] ACI Committee 549, ACI 549.4R-13: “Guide to Desing and Construction of Externally Bonded Fabric-Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) Systems for Repair and Strengthening Concrete and Masonry Structures”, American Concrete Institute, 2013.
[15] A.M. D’Altri, C. Carloni, S. de Miranda, G. Castellazzi, “Numerical modeling of FRP strips bonded to a masonry substrate”, Composite Structures, 2018, vol. 200, pp. 420-433, DOI: 10.1016/j.compstruct.2018.05.119.
[16] F.G. Carozzi, C. Poggi, “Mechanical properties and debonding strength of fabric reinforced cementitious matrix (FRCM) systems for masonry strengthening”, Composites Part B-Engineering, 2015, vol. 70, pp. 215-230, DOI: 10.1016/j.compositesb.2014.10.056.
[17] A.D. D’Ambrisi, L. Feo, F. Focacci, “Experimental and analytical on bond between Carbon-FRCM materials and masonry”, Composites. Part B: Engineering, 2013, vol. 46, pp. 15-20, DOI: 10.1016/j.compositesb.2012.10.018.
[18] T. D’Antino, C. Carloni, L.H. Sneed, C. Pellegrino, “Matrix-fiber bond behavior in PBO FRCM composites. A fracture mechanics approach”, Engineering Fracture Mechanics, 2014, vol. 117, pp. 94-111, DOI: 10.1016/j.engfracmech.2014.01.011.
[19] F.G. Carozzi, C. Poggi, “A cohesive interface crack model for the matrix-textile debonding in FRCM composites”, Composite Structures, 2016, vol. 143, pp. 230-24, DOI: 10.1016/j.compstruct.2016.02.019.
[20] K.-U. Schober, A.M. Harte, R. Kliger, R. Jockwer, Q. Xu, J.-F. Chen, “FRP reinforcement of timber structures”, Construction and Building Materials, 2015, vol. 97, pp. 106-118, DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2015.06.020.
[21] P. de la R. Garcia, A.C. Escamilla, M.N.G. García, “Bending reinforcement of timber beams with composite carbon fiber and basalt fiber materials”, Composites. Part B: Engineering, 2013, vol. 55, no. 12, pp. 528-536, DOI: 10.1016/j.compositesb.2013.07.016.
[22] A. Bori, M. Corradi, A. Grazini, “A method for flexural reinforcement of old wood beams with CFRP materials”, Composites. Part B, 2005, vol. 36, no. 2, pp. 143-153, DOI: 10.1016/j.compositesb.2004.04.013.
[23] P. Sokołowski, P.G. Kossakowski, “Estimation of the modulus fir wood reinforced with PBO fiber mesh”, Archives of Civil Engineering, 2018, vol. 64, pp. 659-674, DOI: 10.2478/ace-2018-0047 .
[24] S. Karczmarczyk, R. Paruch, S. Kanka, T. Tracz, “Non-descructive testing and strengthening of the wooden historic rafter framings”, Materiały Budowlane, 2016, vol. 526, no. 6, pp. 212-214, DOI: 10.15199/33.2016. 06.89. [Accessed: 8. July.2021].
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
