docpełny tekst - Awarie budowlane
download 
Reklamacja Transkrypt
pełny tekst - Awarie budowlane
XXVI Konferencja Naukowo-Techniczna awarie budowlane 2013 JAROSŁAW MAZUR, [email protected] MEGACHEMIE Research&Technologies SA ZASTOSOWANIE NOWOCZESNYCH TECHNOLOGII WZMACNIANIA OBIEKTÓW PRZEMYSŁOWYCH NA PRZYKŁADZIE WZMOCNIENIA PŁASZCZA ŻELBETOWEGO CHŁODNI KOMINOWEJ NR 1 W EDF RYBNIK SA (ELEKTROWNIA RYBNIK SA) APPLICATION OF MODERN REINFORCEMENT TECHNOLOGIES FOR INDUSTRIAL STRUCTURES SHOWN IN EXEMPLARY REINFORCED CONCRETE LINING REPAIR AT COOLING TOWER No. 1 IN EDF RYBNIK SA (RYBNIK POWER PLANT SA) Streszczenie Przedmiotem referatu jest omówienie realizacji polegającej na naprawie i wzmocnieniu żelbetowego komina wywiewnego chłodni kominowej nr 1 w EDF Rybnik SA (Elektrownia Rybnik SA). Obiekt został wykonany w latach 70-tych XX wieku z dużymi odchyłkami od założonej geometrii, które wywołały pojawienie się w powłoce znacznych momentów zginających. W efekcie powstały zarysowania oraz pęknięcia stanowiące realne zagrożenie nośności i stateczności obiektu. Dalsza eksploatacja obiektu była możliwa jedynie pod warunkiem wykonania niezbędnych napraw i wzmocnień. Do naprawy wykorzystano materiały i systemy oferowane przez MEGACHEMIE Research&Technologies SA – zaprawy MEGAcrete, żywice iniekcyjne MEGAdur, powłoki ochronne MEGAprotect oraz system wzmacniania konstrukcji materiałami kompozytowymi NEOXE (płaskowniki z włókien węglowych – CFRP-NEOXEPLATE oraz kleje i zaprawy systemowe NEOPOXE). Abstract Subject of this report is discussion of repair and reinforcement works of reinforced concrete chimney diffuser being part of no. 1 cooling tower in EDF Rybnik SA (Rybnik Power Plant SA). Object has been built in 70’s of the 20th century with large geometry deviations, which caused increased bending moment, and in effect – cracks and fractures posing real danger to bearing capabilities and stabilityof structure. Further exploitation could be considered only after necessary repairs and strengthening. For those assignments MEGACHEMIE Research & Technologies SA materials were used. MEGAcrete repair mortars, MEGAdur injection resins, protective coatings of MEGAprotect line as well as composite reinforcement system NEOXE (Carbon Fibers Reinforced Polymer – CFRP-NEOXEPLATE tapes along with NEOPOXE system glues and mortars). 1. Wstęp Niniejsze opracowanie powstało na podstawie „Ekspertyzy stanu technicznego żelbetowego komina wywiewnego chłodni nr 1 w Elektrowni Rybnik SA” autorstwa dr hab. inż. Jacka Hulimki oraz mgr. inż. Bartłomieja Tomskiego z Biura Studiów i Projektów Chłodni Energetycznych PROJCHŁOD sp. z o.o., a także „Ekspertyzy stanu technicznego i bezpieczeństwa żelbetowego komina wywiewnego chłodni nr 1 w Elektrowni Rybnik SA z opracowaniem wytycznych wykonania jego remontu” opracowanej przez dr inż. Łukasza Hojdysa, dr inż. Mariana Płacheckiego, dr inż. Piotra Krajewskiego, dr inż. Szymona Seręga, dr inż. Krzysztofa 1024 Mazur J.: Zastosowanie nowoczesnych technologii wzmacniania obiektów przemysłowych… Chudyba oraz inż. Marka Kozłowskiego z Instytutu Materiałów i Konstrukcji Budowlanych Politechniki Krakowskiej. Fot. 1 Chłodnia nr 1 w EDF Rybnik SA 2. Stan projektowany chłodni kominowej Chłodnia kominowa nr 1 usytuowana jest w południowo-wschodniej części obszaru użytkowanego przez EDF Rybnik SA (Elektrownię Rybnik SA). Obiekt obsługuje bloki energetyczne nr 5 oraz nr 6. Podstawowe dane techniczne: – wysokość całkowita (od górnej krawędzi zbiornika): 120,00 m, – wysokość powłoki: 113,00 m, – poziom przewężenia (od górnej krawędzi zbiornika): 100,00 m, – promień powłoki u podstawy: 46,50 m, – promień powłoki w przewężeniu: 26,00 m, – promień powłoki u wylotu: 27,37 m, – grubość powłoki u podstawy: 0,60 m, – wysokość powłoki o zmiennej grubości (0,60÷0,14 m): 49,00 m, – stała grubość powłoki: 0,14 m, – grubość powłoki u wylotu: 0,25 m, – wysokość okna wlotowego: 7,00 m, – promień w osi ławy fundamentowej: 51,22 m, – głębokość zbiornika: 2,20 m, – krawędź słupa: 0,50 m, – liczba par słupów: 50. Referaty sponsorowane 1025 Rys. 1 Przekrój chłodni 3. Opis obiektu Powłoka omawianego obiektu została zaprojektowana w formie hiperboloidy obrotowej o zmiennej grubości płaszcza. W miejscu połączenia z słupami zastosowano lokalne pogrubienie w postaci pierścienia o wartości 0,60 m. W kolejnym etapie grubość płaszcza uległa zmianie w następujący sposób: na odcinku 13,0 m malała według funkcji hiperbolicznej do wartości 0,18 m, na kolejnych 36,0 m malała liniowo do 0,14 m, przez kolejne 59,0 m była w postaci stałej (0,14 m), a na ostatnich (najwyższych) 5,0 m rosła liniowo do 0,25 m. W górnej krawędzi powłoki został wykonany pierścień usztywniający, pełniący jednocześnie rolę obwodowej 1026 Mazur J.: Zastosowanie nowoczesnych technologii wzmacniania obiektów przemysłowych… galerii. Płaszcz został wykonany z betonu Rw = 250 kG/cm2 (25 MPa), plasowany według obecnych norm poniżej klasy C20/25. Zbrojenie południkowe i równoleżnikowe wykonane zostało z prętów φ16 mm, φ14 mm, φ12 mm i φ10 mm ze stali 34GS (A-III) i St0S (A-0). Płaszcz chłodni podparto na 50 parach słupów ukośnych w układzie „V”. Słupy wykonano jako prefabrykowane, o przekroju kwadratowym 0,50×0,50 m, wbetonowane w cokoły wyprowadzone z fundamentu pierścieniowego i dolny pierścień powłoki. Zgodnie z dokumentacją projektową słupy zostały wykonane z betonu Rw = 300 kG/cm2 (30 MPa), co według obecnych norm plasuje go nieco poniżej klasy C25/30. Zbrojenie główne wykonano z prętów φ22 mm ze stali 34GS (A-III), a strzemiona z prętów φ8 mm ze stali St0S (A-0). Zgodnie z dokumentacją projektową pierścieniowy fundament chłodni o przekroju 5,0×1,2 m, z cokołami pod słupami, został wykonany z betonu Rw = 300 kG/cm2 (30 MPa), co według obecnych norm plasuje go nieco poniżej klasy C25/30. Zbrojenie główne wykonano z prętów φ22 mm ze stali 34GS (A-III). Misę zbiornika wykonano jako niezależną od fundamentu i słupów. 4. Etapy modernizacji Podczas eksploatacji omawianego obiektu zostały przeprowadzone zabiegi remontowe i wzmacniające, wynikające z wad wykonawczych oraz uszkodzeń pojawiających się podczas użytkowania chłodni. Pierwsza modernizacja obiektu, która nastąpiła w 1992 roku, obejmowała remont powłoki po stronie zewnętrznej, z wyszczególnieniem skucia zwietrzałej powierzchni powłoki, piaskowaniem całości jej powierzchni, naprawą uszkodzeń, nałożeniem warstwy torkretu o grubości 2÷3 cm na całej powierzchni zewnętrznej powłoki oraz wymianą oporęczowania na galerii na poziomie + 118,9 m. Druga modernizacja została podzielona na dwa etapy. W 2001 roku remont powłoki wewnętrznej i zewnętrznej obejmował hydrodynamiczne czyszczenie powłoki wewnętrznej, skucie odspojonego betonu, czyszczenie odkutych powierzchni betonowych i odkrytych powierzchni zbrojenia, wzmocnienie zarysowanych miejsc taśmami węglowymi, nałożenie powłok ochronnych na całości wewnętrznej powierzchni obiektu, a także usunięcie zdegradowanego betonu natryskowego na zewnętrznej części chłodni oraz uzupełnienie ubytków po skuciu betonem natryskowym. W drugim etapie, będącym kontynuacją remontu zewnętrznej powierzchni powłoki, wykonano hydrodynamiczne oczyszczanie całości powierzchni powłoki zewnętrznej oraz nałożono ochronne powłoki na powierzchni zewnętrznej obiektu. 5. Stan dostępnych elementów konstrukcji Na podstawie badań przeprowadzonych w sierpniu 2011 roku przez Katedrę Inżynierii Budowlanej Wydziału Budownictwa Politechniki Śląskiej w Gliwicach stwierdzono, że podstawową wadą płaszcza chłodni, widoczną bez specjalnych pomiarów, są odchyłki geometryczne od idealnego kształtu hiperbloidy obrotowej. Po pracach remontowych w 1992 roku, w 15 próbkach pobranych do badań wytrzymałościowych i chemicznych stwierdzono ogromny rozrzut grubości betonu natryskowego, mieszczący się w granicach od 0÷56 mm. Ekspertyza wykazała, że w trzech pobranych próbkach warstwa betonu natryskowego była całkowicie odspojona od oryginalnego płaszcza, a w jednej częściowo odspojona. W kilku badanych próbkach zauważono bardzo nierówną powierzchnię zewnętrzną betonu natryskowego, z licznymi drobnymi zarysowaniami oraz lokalnymi nieciągłościami powłoki malarskiej. Liczne łaty, świadczące o naprawach lub lokalnej wymianie betonu natryskowego oraz widoczne ślady okresowego wypływania z nich wody, to zjawiska widoczne na zewnętrznej Referaty sponsorowane 1027 powierzchni płaszcza obiektu. Mimo wzmocnienia wewnętrznego obszaru płaszcza taśmami, wykonanym w 2001 roku, w kilku miejscach stwierdzono pojawienie się nowych zarysowań pionowych i ukośnych, ze szczególnym uwzględnieniem 20 metrowej pionowej rysy w południowej części płaszcza. Ponadto badania wykazały postępującą korozję obwodowego zbrojenia przy wewnętrznej powierzchni płaszcza, odspojenia lub braki wewnętrznej powłoki ochronnej oraz odspojenia otuliny betonowej, którym towarzyszyła korozja odsłoniętych prętów zbrojeniowych, a także zarysowania otuliny betonowej w części słupów chłodni. Fot. 2. Zarysowanie pionowe na powierzchni wewnętrznej płaszcza chłodni Fot. 3. Widok po wykonaniu obkuć betonu i zbruzdowaniu zarysowania 6. Geometria powłoki Pomiary kształtu powierzchni zewnętrznej wykonane dwukrotnie w 1991 oraz 2010 roku uznały wykonanie obiektu z licznymi odchyłkami od idealnej geometrii hiperboloidy obrotowej. Wyniki uzyskane w 2010 roku wykazały wartości ekstremalne w odchyłkach (maksymalne – na zewnątrz powłoki + 0,788 m; minimalne – do wnętrza powłoki – 1,124 m). Przeprowadzone pomiary na przestrzeni 19 lat, wykazały zmiany przemieszczeń w skrajnych przypadkach osiągające wartości rzędu 0,3÷0,4 m, mające charakter periodyczny po obwodzie chłodni, z tendencją do wnętrza w dolnej części płaszcza i na zewnątrz w górnej. Pomimo braku danych dotyczących nasłonecznienia obiektu podczas prowadzenia pomiarów, mogących mieć wpływ na różnice geometrii, a także niedokładności pomiarowych, wyniki badań wykazały wyraźne zagrożenie dla nośności i stateczności obiektu oraz bardzo niepokojące przyrosty przemieszczeń zanotowane na przestrzeni 19 lat. 7. Możliwości i uwarunkowania dalszego użytkowania obiektu Omawiany obiekt użytkowany był od połowy lat 70 dwudziestego wieku. Zdaniem autorów pierwszej ekspertyzy, biorąc pod uwagę przewidywany ponad 30 letni okres eksploatacji, żywotność budowli pod względem technicznym była „na wyczerpaniu”. 1028 Mazur J.: Zastosowanie nowoczesnych technologii wzmacniania obiektów przemysłowych… Ze względu na liczne odchyłki od założonej geometrii oraz postępującą degradację konstrukcji, stan obiektu mógł być poddany dwóm scenariuszom. Pierwszy z nich zakładał wyburzenie chłodni, natomiast drugi generalny remont, z uwzględnioną iniekcją wszystkich zarysowań oraz zastosowaniem dodatkowego zbrojenia taśmami z włókien węglowych we wszystkich strefach, gdzie odchyłki geometryczne mogą spowodować rysy, zarówno na wewnętrznej, jak i zewnętrznej powierzchni chłodni. Ponadto prace miały obejmować wymianę betonu natryskowego w miejscach, w których jest on odspojony od konstrukcji, a także wykonanie kompleksowych zabezpieczeń powierzchniowych (powłoki ochronnej) na wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni płaszcza. Modernizację podzielono na dwa etapy. W pierwszym podjęto działania uwzględniające niezbędne bieżące remonty, w drugim natomiast uwzględniono możliwe przyszłe prace remontowe do 2025 roku. Pierwsza faza modernizacji obejmowała remont słupów podbudowy, płaszcza żelbetowego oraz powierzchni zewnętrznej. Na podstawie badań polowych stwierdzono występowanie zarysowań pionowych, ubytki otuliny betonowej, a także lokalnie występującą korozję zbrojenia. W przypadku słupów ze skorodowanym zbrojeniem należało m.in.: odkuć otulinę wokół zardzewiałych prętów zbrojeniowych, oczyścić pręty z produktów korozji, zabezpieczyć je antykorozyjnie, nanieść warstwę sczepną oraz uzupełnić otulinę zaprawami naprawczymi, a także zabezpieczyć powierzchnię słupów powłokami ochronnymi odpornymi na działanie promieni UV. W przypadku zarysowanych słupów o braku korozji stwierdzono, że należy oczyścić powierzchnię słupów z istniejących powłok ochronnych, na każdej powierzchni słupa sprawdzić istnienie korozji stali (w przypadku braku korozji wykonać bruzdę wzdłuż rysy na głębokość 5 mm, którą należy wypełnić elastycznymi masami szpachlowymi), uzupełnić ubytki zaprawami naprawczymi oraz zabezpieczyć powierzchnię słupów powłokami odpornymi na działanie promieni UV. W przypadku wewnętrznej powierzchni płaszcza żelbetowego zalecono wykonanie naprawy powłoki ochronnej poprzez usunięcie słabo przylegających elementów powłoki, skucie luźnych fragmentów betonu, oczyszczenie jego powierzchni, naniesienie warstwy sczepnej, a także uzupełnienie ubytków zaprawą naprawczą. Ponadto rysy występujące na wewnętrznej powierzchni należało zabezpieczyć w sposób uniemożliwiający dyfuzję pary wodnej przez rysę oraz zastosować wzmocnienia powłokowe na bazie włókien węglowych. Za największe uszkodzenia zewnętrznej powierzchni chłodni kominowej uznano: odspojenia warstwy torkretu, rysy na torkrecie i naprawach oraz pęknięcia i odspojenia betonu na górnej krawędzi korony chłodni. Zalecono usunięcie starego betonu natryskowego w miejscu wykonywania wzmocnienia, oczyszczenie podłoża betonowego, bruzdowanie, oczyszczanie i zamknięcie rys, naniesienie warstwy sczepnej, zastosowanie kompozytów z włókien węglowych, a także uzupełnienie powstałych ubytków torkretu odpowiednio dobranymi zaprawami naprawczymi. W przypadku pęknięć i odspojeń betonu występujących przy wylocie komina wywiewnego chłodni zalecono skucie warstwy skorodowanego lub uszkodzonego betonu, oczyszczenie odsłoniętych prętów, a także zabezpieczenie powłoką antykorozyjną, w celu odtworzenia otuliny. W sytuacji występowania uszkodzeń otuliny zbrojenia na dolnej powierzchni płaszcza żelbetowego z ewentualną korozją prętów zbrojenia, zalecano skuć warstwę luźnego betonu, oczyścić jego powierzchnię oraz stal zbrojeniową. Ponadto w przypadku ponad 20% korozji zbrojenia należało dospawać dodatkowe pręty o przekroju oryginalnych. Na oczyszczoną i zabezpieczoną antykorozyjnie stal oraz oczyszczoną powierzchnię betonu zalecono nanieść warstwę sczepną, zastosować zaprawę naprawczą w otulinie zbrojenia, a także wykonać powłokę ochronną na powierzchni betonowej. Referaty sponsorowane 1029 Pomimo wykonanych prac zabezpieczających w I etapie modernizacji chłodni, dalsze użytkowanie obiektu, będzie narażone na kolejne uszkodzenia. Na powierzchni zewnętrznej zdegradowane obszary będą prawdopodobnie równomiernie rozłożone (rysy, odspojenia warstw torkretu), natomiast na powierzchni wewnętrznej może nastąpić degradacja powłok ochronnych. Drugi etap modernizacji obiektu, ze względu na przewidzianą eksploatację chłodni do 2025 roku, zaplanowano na lata 2014÷2016. Konieczność odnowienia wewnętrznego obszaru powłok ochronnych, lokalne naprawy warstw betonu narzutowego na powierzchni zewnętrznej, a także lokalne naprawy korony obiektu oraz uszkodzeń słupów podbudowy, to założone prace na kolejne 15 lat eksploatacji chłodni Nr 1. 8. Zastosowanie rozwiązań MEGACHEMIE Research&Technologies SA w modernizacji chłodni kominowej nr 1 w EDF Rybnik SA (Elektrownia Rybnik SA) Zmiany warunków użytkowania obiektu, błędy projektowe i wykonawcze czy zastosowanie w konstrukcji materiałów o niewłaściwych parametrach, to niektóre z przyczyn degradacji obiektów budowlanych oraz ich ewentualnych awarii. Czynniki te często niosą za sobą konieczność stosowania nowoczesnych rozwiązań w zakresie wzmacniania konstrukcji. Skutecznym sposobem wzmacniania konstrukcji budowlanych jest stosowanie taśm CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) – taśm z włókien węglowych, umiejscowionych w matrycy epoksydowej. O coraz szerszym zastosowaniu rozwiązania decydują przede wszystkim doskonałe właściwości wytrzymałościowe, wysoka trwałość oraz łatwość wykonania wzmocnienia. Zaawansowane technologie wytwarzania tych materiałów oraz burzliwy rozwój wielu gałęzi przemysłu oraz nauki, w tym inżynierii materiałowej, sprawiły, że są one stosowane m.in. w budownictwie, lotnictwie oraz technice kosmicznej. Wzmacnianie konstrukcji za pomocą kompozytów to metoda alternatywna do tradycyjnego wzmacniania np. poprzez instalację dodatkowego zbrojenia stalowego. Kompozyty w odróżnieniu od tradycyjnych materiałów, takich jak metale i ich stopy, ceramika, czy szkło różnią się zarówno budową wewnętrzną, jak i właściwościami użytkowymi. Jako materiały złożone z kilku faz, z których jedną jest składnik włóknisty, cechują się silną anizotropią właściwości. Najlepsze właściwości mechaniczne spośród różnych kombinacji uzyskuje się łącząc bardzo wytrzymałe, długie włókna z jednorodną utwardzaną chemicznie lub termicznie żywicą polimerową. Są to tak zwane kompozyty wzmacniane włóknem ciągłym. Do modernizacji chłodni kominowej nr 1 w EDF Rybnik SA wybrano rozwiązania MEGACHEMIE Research&Technologies SA. Zakres prac remontowych obejmował naprawę, wzmocnienie i zabezpieczenie powłokowe płaszcza żelbetowego oraz słupów podbudowy. Specjalistyczne technologie polskiego producenta przeznaczone dla budownictwa przemysłowego, komunikacyjnego oraz ogólnego, znajdują zastosowanie przy wznoszeniu oraz modernizacji najbardziej wymagających konstrukcji budowlanych: chłodni energetycznych, kominów przemysłowych, zbiorników oczyszczalni ścieków, a także obiektów infrastruktury drogowej i kolejowej. Nowoczesne technologie opracowane przez Dział Badań i Rozwoju spółki MEGACHEMIE we współpracy z polskimi ośrodkami naukowymi, zorientowane są na zapewnienie jak największej trwałości oraz długoletniej eksploatacji remontowanych obiektów. Opisywaną naprawę i wzmocnienie powłoki oraz słupów podbudowy chłodni kominowej nr 1 w EDF Rybnik SA wykonano na przełomie czerwca i lipca 2012 roku. W pierwszej kolejności, po oczyszczeniu powierzchni żelbetu na zewnętrznej i wewnętrznej stronie płaszcza oraz słupach skośnych podbudowy, wykonano inwentaryzację uszkodzeń, ze szczególnym uwzględnieniem uszkodzeń oraz rys i pęknięć powłoki. Następnie odkuto zdegradowane fragmenty betonu, oczyszczono i zabezpieczono odsłonięte zbrojenie oraz przystąpiono do uzupełniania jego ubytków. Do naprawy ubytków betonu zastosowano materiały systemu 1030 Mazur J.: Zastosowanie nowoczesnych technologii wzmacniania obiektów przemysłowych… naprawczego MEGAcrete. W jego skład wchodzą gotowe zaprawy polimerowo-cementowe przeznaczone do wykonywania zabezpieczenia antykorozyjnego zbrojenia i warstwy sczepnej, napraw ubytków betonu metodą ręczną oraz metodą suchego lub mokrego natrysku (typu PCC i SPCC), oraz specjalna szpachlówka epoksydowo-cementowa (typu ECC). W pierwszej kolejności wykonano zabezpieczenie antykorozyjne odsłoniętego zbrojenia z zastosowaniem zaprawy MEGAcrete AC, a następnie przystąpiono do napraw ubytków. Po stronie zewnętrznej powłoki chłodni, z uwagi na konieczność miejscowego uzupełnienia istniejącej warstwy torkretu, naprawy były wykonywane głównie metodą suchego natrysku. Z tego względu zastosowano zaprawę naprawczą MEGAcrete DRY S, charakteryzującą się przyspieszonym czasem wiązania i twardnienia oraz wysoką wczesną wytrzymałością. Z kolei po stronie wewnętrznej powłoki oraz na słupach podbudowy, ubytki wypełniano zaprawami nakładanymi metodą ręczną. Tutaj zastosowanie znalazła głównie zaprawa MEGAcrete CM przeznaczona do wykonywania warstwy sczepnej oraz 2 zaprawy naprawcze zawierające dodatek mikrokrzemionki oraz zbrojenie w postaci włókien syntetycznych – MEGAcrete 20 i MEGAcrete 60. W ostatnim etapie naprawy powierzchni powłoki żelbetowej zastosowano drobnoziarniste, niskoskurczowe zaprawy szpachlowe do wyrównania, wygładzania i doszczelniania powierzchni betonu – MEGAcrete FL i MEGAcrete ECC FL. Do monolityzacji konstrukcji poprzez siłowe sklejenie (iniekcję strukturalną) rys i pęknięć ujawnionych na powłoce chłodni użyto specjalnych, dwuskładnikowych, epoksydowych żywic iniekcyjnych o niskiej lepkości – MEGAdur EP 050 I oraz MEGAdur EP 140 I. Opisane wcześniej uszkodzenia, a szczególnie powstałe na skutek błędów geodezyjnych imperfekcje powłoki chłodni, doprowadziły w efekcie do pojawienia się momentów zginających, co z kolei było powodem powstania rys i pęknięć powłoki. Sytuacja ta stanowiła realne zagrożenie nośności i stateczności obiektu, a trwająca – badana na przestrzeni kilkunastu lat – propagacja rys i pęknięć oraz korodujące w ich obszarze zbrojenie (korozja i powstałe naprężenia mogły w niektórych przypadkach doprowadzić nawet do zerwania wkładek zbrojeniowych) skutkowało postępującą utratą sztywności konstrukcji. W związku z powyższym, w perspektywie dalszego użytkowania obiektu, niezbędne było zatrzymanie postępującej degradacji obiektu i wykonanie wzmocnienia konstrukcji. Przyjęto, że najistotniejszym jest wykonanie wzmocnienia w strefach, w których powstałe momenty zginające maja największą wartość, co w sposób jednoznaczny wiązało się obszarami występowania rys i pęknięć powłoki oraz korozją zbrojenia. Projekt wzmocnienia konstrukcji przewidywał zastosowanie zewnętrznego zbrojenia w postaci płaskowników kompozytowych z włókien węglowych – taśm NEOXEPLATE, wchodzących w skład systemu wzmacniania konstrukcji NEOXE. Jest to rozwiązanie o wysokiej wytrzymałości zmęczeniowej oraz odporności korozyjnej. NEOXEPLATE to jedyne produkowane w Polsce taśmy kompozytowe, wytwarzane metodą ciągłego formowania (pultruzji). Sposób ten gwarantuje otrzymanie kompozytu konstrukcyjnego o jednorodnym rozłożeniu włókien zbrojących na przekroju i powtarzalnych właściwościach. Istota procesu polega na przeciąganiu wiązki ciągłych włókien przez wannę z żywicą zmieszaną z odpowiednim katalizatorem i przeprowadzeniu jej przez formę wstępną, w której odbywa się kształtowanie przekroju profilu wiązki, a nadmiar żywicy zostaje usunięty. W dalszym etapie, uformowana wstępnie wiązka włókien przechodzi przez kolejną formę, ogrzewaną do określonej temperatury. W formie tej ostatecznie zostaje utrwalony końcowy profil poprzeczny gotowego produktu. Elementy produkowane tą metodą posiadają szereg zalet i z powodzeniem konkurują z tradycyjnymi metalowymi profilami wykonanymi ze stali czy aluminium, a pod względem wytrzymałości mechanicznej i wagi, ich parametry są zdecydowanie korzystniejsze. Wytrzymałość na rozciąganie tego typu elementów oscyluje w przedziale 2.500÷3.300 MPa (w zależności od typu i procentowej zawartości włókien w przekroju poprzecznym taśmy). Moduł Referaty sponsorowane 1031 sprężystości wyznaczany w kierunku ułożenia włókien w taśmie może przyjmować wartości w zakresie 160÷280 GPa, co pozwala na dobór odpowiedniej sprężystości taśm w zależności od warunków pracy przekroju. Możliwość stosowania taśm dowolnej długości, nie niesie konieczności ich łączenia, przez co unika się karbów konstrukcyjnych. Istnieje także możliwość stosowania kilku warstw kompozytu bez obniżenia trwałości i niezawodności wzmocnienia. W wyniku przeprowadzonych obliczeń, do wykonania wzmocnienia wybrano taśmy typu NEOXEPLATE HS 514. Przed montażem taśm, w miejscach przewidzianych w projekcie do ich przyklejenia, wytrasowano przebieg taśm oraz wykonano reprofilację i wyrównanie podłoża przy pomocy szybkosprawnej zaprawy epoksydowej NEOPOXE 41. Taśmy zamocowano do podłoża systemowym klejem NEOPOXE 30, co zapewniało jej współpracę mechaniczną i fizyczną z betonem. Taśmy przyklejono na wewnętrznej powierzchni płaszcza betonowego chłodni, w miejscach przebiegu największych rys, w kierunku poprzecznym do ich osi. W ten sposób stanowiły one swoiste „szwy” łączące brzegi rys i pęknięć. Przebieg zarysowań wraz z wykonanym wzmocnieniem przedstawiono na fot. 4. Fot. 4. Wzmocnienie taśmami kompozytowymi NEOXEPLATE wewnętrznej powłoki płaszcza żelbetowego chłodni kominowej nr 1 w EDF Rybnik Dodatkowo, na końcach każdej z taśm głównych – o przebiegu poziomym – przyklejono krótkie (ok. 20÷30 cm), pionowe odcinki taśm. Stanowiły one dodatkowe wzmocnienie strefy zakotwienia taśm głównych (fot. 5). 1032 Mazur J.: Zastosowanie nowoczesnych technologii wzmacniania obiektów przemysłowych… Fot. 5. Dodatkowe wzmocnienie strefy zakotwienia taśm głównych Po wykonaniu wzmocnienia, odtworzono powłoki ochronne, zapewniając trwałe i estetyczne zabezpieczenie konstrukcji chłodni przed działaniem wody i kondensatu oraz warunków atmosferycznych. Beton po stronie wewnętrznej płaszcza chłodni zabezpieczono powłoką o strukturze: MEGAprotect EP 13 – dwuskładnikowy, epoksydowy materiał gruntujący o niskiej lepkości i wysokiej zdolności penetracji betonu oraz MEGAprotect EP 22 HS – dwuskładnikowy, epoksydowy, grubopowłokowy materiał, o wysokiej odporności chemicznej i szczelności, przeznaczony do ochrony konstrukcji z betonu obciążonych wodą i kondensatem wodnym. Po stronie zewnętrznej płaszcza oraz na słupach skośnych podbudowy zastosowano jednoskładnikową, sztywną powłokę akrylową MEGAprotect AR 100 S - materiał o bardzo dobrej paroprzepuszczalności oraz wysokim oporze dyfuzyjnym dla CO2 powodującego proces karbonatyzacji betonu. Oferowane przez MEGACHEMIE Research&Technologies SA systemy i materiały, zastosowane do naprawy i wzmocnienia chłodni kominowej nr 1 w EDF Rybnik SA, zostały także sprawdzone na wielu innych obiektach inżynieryjnych i przemysłowych. Chłodnie kominowe nr 4 i 5 w PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA Oddział Elektrownia Turów, chłodnie wentylatorowe w KGHM Polska Miedź SA Oddział Huta Miedzi Głogów, żelbetowe silosy w O-I Produkcja Polska SA w Jarosławiu, czy wzmocnienie silosu ZM-1w ENERGA Elektrownie Ostrołęka SA, to niektóre z realizacji, w których eksploatowane są rozwiązania MEGACHEMIE.
