Kolfiberförstärkning av betongkonstruktioner

Abstract

Finlands byggnadsbestånd består till stor del av fastigheter byggda av betong. Byggandet var som störst under 1960–1980-talet. Den planerade livslängden för bostadshus läggs huvudsakligen till 50 år. På så vis har ifrågavarande konstruktioner kommit till slutet av sin livslängd, då olika renoveringsåtgärder blir aktuella. På grund av byggnadsbeståndets ålder är ungefär hälften renoveringsbyggande, då andra halvan består av nybyggande. Lagstiftningen gällande konstruktioners bärighet samt hållfasthet har blivit märkbart striktare under de senaste årtiondena. Äldre konstruktioner uppfyller inte nödvändigtvis de nuvarande kraven. För dessa fall är i efterhand monterade kolfiberförstärkningar, vilka förbättrar bärigheten märkbart, eventuellt en lämplig lösning. På marknaden finns olika kolfiberförstärkningsprodukter med olika användningsändamål tillgängligt. I arbetet behandlas de allmännaste av dessa produkter. Som källor för arbetet har det använts litteratur gällande ämnet, lagar och byggbestämmelsesamlingar, tidigare publikationer samt produkttillverkarens produktbeskrivningar. Examensarbetet är begränsat till vissa produkter och fokuserat i första hand på hur de fungerar i betongkonstruktioner.

Suomen rakennuskanta koostuu hyvin pitkälti betonista valmistetuista kiinteistöistä, joiden rakentaminen oli tavallisinta vuosina 1960-1980. Asuintalojen suunnitelluksi käyttöiäksi annetaan pääsääntöisesti 50 vuotta. Näin ollen edellä mainittuun ryhmään kuuluvat rakenteet ovat tulleet käyttöikänsä päähän, jolloin erilaiset korjaustoimenpiteet ovat ajankohtaisia. Rakennuskannan ikääntymisen vuoksi noin puolet Suomessa tapahtuvasta rakentamisesta on korjausrakentamista, kun toinen puoli muodostuu uudisrakentamisesta. Rakenteiden kantavuutta ja kestävyyttä koskeva lainsäädäntö on myös kiristynyt merkittävästi viimeisinä vuosikymmeninä, jolloin vanhat rakenteet eivät välttämättä täytä enää nykyisiä vaatimuksia sellaisenaan. Tällaisissa tapauksissa betonirakenteen pinnalle jälkeenpäin asennettavat kantavuutta olennaisesti parantavat hiilikuituvahvikkeet ovat oiva ratkaisu. Markkinoilla on tarjolla useita erilaisia hiilikuitu- ja komposiittivahviketuotteita mitä erilaisimpiin käyttökohteisiin. Opinnäyteyössä käsitellään näistä tuotejärjestelmistä yleisimmät ja keskitytään varsinkin tuotteisiin, jotka soveltuvat hyödynnettäviksi rakenteiden leikkaus- ja taivutuskestävyyden parantamisessa. Työn lähteinä on käytetty alan kirjallisuutta, lakeja ja määräyskokoelmia, aikaisempia julkaisuja sekä tuotevalmistajien tuotekuvauksia. Opinnäytetyö on rajattu käsittelemään vain tiettyjä tuotteita sekä keskittymään ensisijaisesti niiden käyttämiseen betonirakentamisen saralla.

The Finnish building stock consists mainly of real-estate built in concrete, which were mostly built during the years 1960-1980. The lifespan of a residential building is usually 50 years. Therefore, has the structures in question come to the end of their planned lifespans, at which time renovation becomes relevant. Because of the aging of the building stock, about half of the construction market consists of renovation and the other half of building new structures. Legislation regarding a construction’s load-carrying-capacity as well as strength, has become much stricter over the past decades, which means older structures might not pass the current requirements. Post-construction installation of carbon fibre reinforcements is an ideal solution when load carrying capacity is required. There are lots of different carbon fibre reinforcements available on the market. In this thesis the most common product systems are brought up. Primary sources are literature regarding the subject, laws and the national building code of Finland, earlier publications as well as manufacturers’ product descriptions. This thesis is limited to the most common products focusing mainly on their behaviour on concrete structures.