Предпосылки композитного усиления железобетонных элементов и его эффективность на этапах жизненного цикла объектов строительства

   В данной статье рассмотрены предпосылки для усиления железобетонных элементов, а также эффективность применения композитных материалов в условиях сурового климата и сейсмической активности. Проведенный анализ охватывает ключевые аспекты деградации строительных конструкций в экстремальных эксплуатационных условиях, включая комплексное воздействие низкотемпературных циклов, динамических нагрузок и коррозионных процессов. Исследованы механизмы ускоренного старения бетонных структур при комбинированном влиянии климатических и эксплуатационных факторов, характерных для регионов Сибири и Дальнего Востока.

   Особое внимание уделяется вопросам совместной работы бетона, стальной арматуры и внешнего композитного армирования на основе углепластиков с позиций механики деформирования и долговременной адгезионной устойчивости композитно-бетонных систем.

   Приведены результаты отечественных и зарубежных исследований, указывающие на существенные преимущества данного способа усиления, такие как минимальное увеличение массы конструкций, технологичность монтажа в стесненных условиях и устойчивость к агрессивным средам, а также определенные ограничения и особенности монтажа. Проанализированы современные методики обеспечения качества адгезионных соединений, включая подготовку поверхностей, температурные режимы полимеризации и методы неразрушающего контроля. Систематизированы критерии выбора технологических решений в зависимости от типа повреждений, эксплуатационных нагрузок и климатических факторов. Согласно исследованию, использование углепластика в качестве внешнего армирования демонстрирует высокую эффективность и экономическую целесообразность. Данная технология отвечает современным запросам по восстановлению инфраструктуры, позволяя проводить работы с минимальными помехами для эксплуатации и гарантируя прогнозируемый срок службы усиленных конструкций.

1. Онуфриев Н.М. Простые способы усиления железобетонных конструкций промышленных зданий. Л., М.: Госстройиздат, 1958. 176 с.

2. Naser M.Z., Hawileh R.A., Abdalla J.A. Fiber-Reinforced Polymer Composites in Strengthening Reinforced Concrete Structures : A Critical Review // Engineering Structures. 2019. Vol. 198. P. 1–20. doi: 10.1016/j.engstruct.2019.109542.

3. Oehlers D.J. FRP Plates Adhesively Bonded to Reinforced Concrete Beams: Generic Debonding Mechanisms // Advances in Structural Engineering. 2006. Vol. 9. Iss. 6. P. 737–750. doi: 10.1260/136943306779369482.

4. Rusnak C.R. Sustainable Strategies for Concrete Infrastructure Preservation : A Comprehensive Review and Perspective // Infrastructures. 2025. Vol. 10. Iss. 4. P. 1–22. doi: 10.3390/infrastructures10040099.

5. Tatar J., Milev S. Durability of Externally Bonded Fiber-Reinforced Polymer Composites in Concrete Structures : A Critical Review // Polymers. 2021. Vol. 13. Iss. 5. P. 1–24. doi: 10.3390/polym13050765.

6. Green M.F., Dent A.J.S., Bisby L.A. Effect of Freeze-Thaw Cycling on the Behaviour of Reinforced Concrete Beams Strengthened in Flexure with FRP Sheets // Canadian Journal of Civil Engineering. 2003. Vol. 30. Iss. 6. P. 1081–1088. doi: 10.1139/l03-059.

7. Green M.F., Bisby L.A., Beaudoin Y., Labossière P. Effect of Freeze-Thaw Cycles on the Bond Durability between Fibre Reinforced Polymer Plate Reinforcement and Concrete // Canadian Journal of Civil Engineering. 2000. Vol. 27. Iss. 5. P. 949–959. doi: 10.1139/l00-031.

8. Del Vecchio C., Di Ludovico M., Prota A. Cost and Effectiveness of Fiber-Reinforced Polymer Solutions for the Large-Scale Mitigation of Seismic Risk in Reinforced Concrete Buildings // Polymers. 2021. Vol. 13. Iss. 17. P. 1–15. doi: 10.3390/polym13172962.

9. Al Nuaimi N.A., Sohail M.G., Hawileh R.A., Abdalla J.A., Douier K. Durability of Reinforced Concrete Beams Externally Strengthened with CFRP Laminates under Harsh Climatic Conditions // Journal of Composites for Construction. 2021. Vol. 25. Iss. 2. P. 1–17. doi: 10.1061/(ASCE)CC.1943-5614.0001113.

10. Siddika A., Al Mamun M.A., Alyousef R., Amran Y.H.M. Strengthening of Reinforced Concrete Beams by Using Fiber-Reinforced Polymer Composites : A Review // Journal of Building Engineering. 2019. Vol. 25. P. 1–37. doi: 10.1016/j.jobe.2019.100798.

11. Harajli M.H., Dagher F. Seismic Strengthening of Bond-Critical Regions in Rectangular Reinforced Concrete Columns Using Fiber-Reinforced Polymer Wraps // ACI Structural Journal. 2008. Vol. 105. Iss. 1. P. 68–77. doi: 10.14359/19070.