<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het beschermen en/of versterken van bouwelementen.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beschermen en/of versterken van bouwelementen, meer speciaal kolommen, balken en platen in beton, staal of om het even welke andere, al dan niet samengestelde, materialen.
Meer speciaal nog betreft de uitvinding een werkwijze voor het beschermen en/of versterken van bouwelementen door gebruik te maken van met hars geïmpregneerde vezels, vezelmatten of dergelijke.
Bouwelementen worden, indien ze niet beschermd zijn, aan hun oppervlak en na een zekere tijd ook in de diepte aangetast door verschillende factoren, zoals water, licht, vorst, zuren, micro-organismen en andere.
Traditioneel worden bouwelementen tegen deze factoren beschermd door het aanbrengen van een film, zoals een verflaag, een vernislaag, of een gelijkaardige afwerking.
Een eerste groot nadeel van een dergelijke film is dat deze zelf geleidelijk afgebroken wordt door de voornoemde factoren, zodat op geregelde tijdstippen onderhoud en eventueel vernieuwing van de film noodzakelijk is.
Een ander nadeel is dat de renovatie van een beschadigd bouwelement een tijdrovende en arbeidsintensieve bezigheid is, die voornamelijk bestaat uit het verwijderen van de oude beschermlaag, het in zijn oorspronkelijke staat
<Desc/Clms Page number 2>
herstellen van het beschadigd bouwelement en het daarop aanbrengen van een nieuwe beschermlaag.
Bovendien vertoont deze bekende werkwijze het bijkomende nadeel dat de duurzaamheid van de renovatie afhankelijk is van de bekwaamheid van de uitvoerder en de keuze van de gebruikte materialen.
Tevens kent men reeds een alternatieve beschermingswerkwijze die daarenboven als wapening dienst doet.
Deze laatste werkwijze bestaat erin de balken, kolommen of platen te omwikkelen met een versterking die in hoofdzaak gevormd wordt door vezels, welke vezelversterking vooraf of ter plaatse geimpregneerd wordt met een hars, dat uitgehard wordt na het aanbrengen van de versterkingsvezels op het betreffende bouwelement.
Alhoewel deze bekende werkwijze een goede bescherming biedt tegen chemische, biologische en fysische aantasting, zoals corrosie, wat vooral bij stalen bouwelementen belangrijk kan zijn, en waarbij de nieuwe beschermingslaag bovendien een uitwendige wapening vormt, vertoont zij echter het grote nadeel dat ze arbeidsintensief is, aangezien alle voorbereidende bewerkingen die bij de hiervoor beschreven traditionele werkwijze voorkomen, ook in dit geval nodig zijn, namelijk het zeer grondig reinigen van het bouwelement, het aanbrengen van een grondlaag en het uitplamuren en schuren van het betreffende bouwelement.
Het volledig uitplamuren en schuren van een beschadigd bouwelement is bij deze bekende werkwijze inderdaad nodig omdat het gebruikte hars niet of nauwelijks krimpt en zich bijgevolg over gans het oppervlak chemisch aan het
<Desc/Clms Page number 3>
bouwelement moet kunnen hechten, teneinde een goede binding te verkrijgen en daardoor het bouwelement effectief te beschermen.
De huidige uitvinding heeft een werkwijze voor het beschermen en/of versterken van bouwelementen als doel, waarbij de voornoemde en andere nadelen van de bekende werkwijzen worden voorkomen en waarbij op een eenvoudige en minder arbeidsintensieve manier bouwelementen beschermd, versterkt en/of hersteld kunnen worden.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de werkwijze hoofdzakelijk bestaat in het aanbrengen'van een beschermingslaag die gevormd wordt door een vezel-versterking die geimpregneerd wordt met een hars, en het uitharden van het hars, met het kenmerk dat een hars wordt gebruikt dat bij uitharding een grote krimp vertoont, waardoor de beschermingslaag zich rond het bouwelement spant.
Bij voorkeur is het hierbij aangewende hars een polyesterhars, dat bijvoorbeeld minstens gedeeltelijk bestaat uit orthoftaalzuur, isoftaalzuur, neopentylglycol, vinylester of een mengsel daarvan, terwijl voor de vezelversterking zowel glasvezels, koolstofvezels, kunststofvezels of andere vezels kunnen gebruikt worden.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen is hierna, als voorbeeld zonder beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een werkwijze volgens de uitvinding beschreven.
Deze werkwijze voor het beschermen en ; of versterken van bouwelementen kan in een eerste fase bestaan uit het
<Desc/Clms Page number 4>
aanbrengen van een traag hardende uitvlakmortel op het bouwelement, eventueel na het oppervlakkig reinigen.
Hierbij is het niet nodig dat deze uitvlakmortel heel gelijkmatig en nauwkeurig aangebracht wordt, maar wel dat zij in een voldoende dikke laag wordt aangebracht.
In een tweede fase worden beschermingslagen aangebracht voordat de uitvlakmortel verhard is, welke beschermingslaag bestaat uit een vezelversterking, al dan niet vooraf geimpregneerd met een hars dat als eigenschap heeft dat het bij de uitharding een grote krimp vertoont, bij voorkeur een polyesterhars.
Het polyesterhars dat gebruikt wordt, is bij voorkeur op bekende wijze gevoelig gemaakt voor UV-licht zodat het uithardt wanneer het bestraald wordt door'UV-lichtbron.
Bij voorkeur zal het polyesterhars minstens gedeeltelijk bestaan uit orthoftaalzuur, isoftaalzuur, neopentylglycol, vinylester of een mengsel van deze producten.
Voor de vezelversterking wordt meestal in hoofdzaak gebruik gemaakt van glasvezels die al dan niet vooraf aan elkaar verbonden kunnen zijn door stikken, weven, kleven, vernaalden of dergelijke, aangezien deze de gewenste sterkte en stijfheid bezitten voor de meeste toepassingen, maar uiteraard is het niet uitgesloten om, indien de toepassing dit vereist, koolstofvezels, kunststofvezels, zoals bijvoorbeeld aramidevezels of dergelijke, of een combinatie van deze voornoemde vezelsoorten toe te passen.
In een derde en laatste fase wordt, voordat de uitvlakmortel verhard is, het polyesterhars uitgehard door
<Desc/Clms Page number 5>
het te bestralen met UV-licht, waarbij de beschermingslaag sterk krimpt, zodat tussen het bouwelement en deze beschermingslaag een binding ontstaat die veroorzaakt wordt door het opspannen van de beschermingslaag op het bouwelement, welke zelf het gevolg is van de voornoemde krimp.
Bij de werkwijze volgens de uitvinding is het niet nodig om het betreffende bouwelement te zandstralen of op een andere wijze, teneinde het heel grondig te reinigen, aangezien de binding tussen het bouwelement en het beschermingsmateriaal dat aangebracht wordt geen chemische binding is, maar een mechanische binding die ontstaat door de voornoemde krimp.
De in een dikke laag aangebrachte uitvlakmortel wordt, door het krimpen van de beschermingslaag, in alle spleten en holtes in het bouwelement gedrukt, waarna de krimp zorgt voor het uitvlakken van de mortel, zodat alle oneffenheden op het oppervlak van dit bouwelement door de uitvlakmortel
EMI5.1
worden geëgaliseerd. De impregnatie van de vezelversterking met het polyesterhars kan op bekende wijze vooraf of ter plaatse gebeuren.
Goede resultaten worden verkregen indien de gewichtsverhouding tussen de vezelversterking en het polyesterhars gelegen is tussen 1 : 5 en 3 : 1 en meer in het bijzonder nagenoeg tussen 2 : 1 en 1 : 2.
Uiteraard kan de sterkte van de beschermingslaag vergroot worden door meerdere beschermingslagen na elkaar aan te brengen.
<Desc/Clms Page number 6>
Een voordeel van deze werkwijze is dat er geen wachttijden in acht moeten worden genomen tussen het aanbrengen van de verschillende lagen, aangezien een nieuwe laag kan aangebracht worden, voordat het hars van de vorige laag uitgehard is.
In vergelijking met de bekende werkwijzen is de werkwijze volgens de uitvinding bovendien minder arbeidsintensief en is er minder vakbekwaamheid nodig van de uitvoerders omdat er geen grote nauwkeurigheid in acht moet worden genomen bij het aanbrengen van de uitvlakmortel en de andere fasen van de werkwijze volgens de uitvinding vrij eenvoudig zijn uit te voeren.
Het is duidelijk dat door deze uitvinding een werkwijze voor het beschermen en/of versterken van bouwelementen wordt verkregen die niet alleen veel eenvoudiger, sneller en zonder wachttijden tussen de lagen, aan te brengen is dan de bestaande werkwijzen, maar die bovendien zorgt voor een stevige mechanische binding naast de gebruikelijke chemische binding.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm, doch dergelijke werkwijze voor het beschermen en/of versterken van bouwelementen kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Method for protecting and / or reinforcing building elements.
The present invention relates to a method for protecting and / or reinforcing building elements, more specifically columns, beams and slabs in concrete, steel or any other, whether or not assembled, materials.
More particularly, the invention relates to a method for protecting and / or reinforcing building elements by using resin-impregnated fibers, fiber mats or the like.
If they are not protected, structural elements are affected on their surface and after a certain time also in depth by various factors such as water, light, frost, acids, micro-organisms and others.
Traditionally, building elements are protected against these factors by applying a film, such as a paint layer, a varnish layer, or a similar finish.
A first major disadvantage of such a film is that it itself is gradually degraded by the aforementioned factors, so that maintenance and possibly renewal of the film is necessary at regular intervals.
Another disadvantage is that the renovation of a damaged building element is a time-consuming and labor-intensive activity, which mainly consists of removing the old protective layer, in its original state
<Desc / Clms Page number 2>
repairing the damaged building element and applying a new protective layer on it.
Moreover, this known method has the additional disadvantage that the durability of the renovation depends on the competence of the operator and the choice of the materials used.
There is also an alternative protection method that also serves as a reinforcement.
This latter method consists in wrapping the beams, columns or plates with a reinforcement which is mainly formed by fibers, which fiber reinforcement is impregnated in advance or on site with a resin which is cured after the reinforcement fibers have been applied to the relevant building element.
Although this known method offers good protection against chemical, biological and physical attack, such as corrosion, which can be particularly important in the case of steel building elements, and in which the new protective layer moreover forms an external reinforcement, it does, however, have the great disadvantage that it is labor-intensive, since all preparatory operations occurring with the traditional method described above are also necessary in this case, namely very thorough cleaning of the building element, the application of a primer and the filling and sanding of the building element in question.
Completely fill-out and sanding of a damaged building element is indeed necessary in this known method because the resin used does not shrink or barely shrinks and is therefore chemically attached to the surface.
<Desc / Clms Page number 3>
component must be able to adhere in order to obtain a good bond and thereby protect the component effectively.
The present invention has for its object a method for protecting and / or reinforcing building elements, wherein the aforementioned and other disadvantages of the known methods are prevented and wherein building elements can be protected, reinforced and / or repaired in a simple and less labor-intensive manner.
This object is achieved according to the invention in that the method consists essentially of applying a protective layer formed by a fiber reinforcement impregnated with a resin, and curing the resin, characterized in that a resin is used that shows a large shrinkage during curing, as a result of which the protective layer spans around the building element.
The resin used herein is preferably a polyester resin which consists, for example, at least partially of orthophthalic acid, isophthalic acid, neopentyl glycol, vinyl ester or a mixture thereof, while glass fibers, carbon fibers, plastic fibers or other fibers can be used for fiber reinforcement.
With the insight to better demonstrate the characteristics of the invention, a preferred embodiment of a method according to the invention is described below as an example without limiting character.
This method of protecting and; or reinforcing building elements can in a first phase consist of the
<Desc / Clms Page number 4>
applying a slow-hardening leveling mortar to the building element, possibly after superficial cleaning.
It is not necessary here for this leveling mortar to be applied very evenly and accurately, but rather for it to be applied in a sufficiently thick layer.
In a second phase, protective layers are applied before the leveling mortar is hardened, which protective layer consists of a fiber reinforcement, whether or not pre-impregnated with a resin which has the property that it exhibits a large shrinkage during curing, preferably a polyester resin.
The polyester resin used is preferably sensitized to UV light in a known manner so that it cures when irradiated by a UV light source.
Preferably the polyester resin will consist at least in part of orthophthalic acid, isophthalic acid, neopentyl glycol, vinyl ester or a mixture of these products.
For fiber reinforcement, use is generally made primarily of glass fibers which may or may not be pre-connected to each other by stitching, weaving, sticking, needling or the like, since these have the desired strength and stiffness for most applications, but of course it is not excluded, if the application requires it, to use carbon fibers, plastic fibers such as, for example, aramid fibers or the like, or a combination of these aforementioned fibers.
In a third and final phase, before the leveling mortar is hardened, the polyester resin is cured through
<Desc / Clms Page number 5>
to be irradiated with UV light, whereby the protective layer shrinks sharply, so that a bond is formed between the building element and this protective layer which is caused by the tensioning of the protective layer on the building element, which itself is the result of the aforementioned shrinkage.
With the method according to the invention, it is not necessary to sandblast the respective building element or in any other way in order to clean it thoroughly, since the bond between the building element and the protective material being applied is not a chemical bond, but a mechanical bond that is caused by the aforementioned shrinkage.
The flattening mortar applied in a thick layer is pressed into all gaps and cavities in the building element by shrinking the protective layer, after which the shrinkage causes the mortar to flatten out, so that any unevenness on the surface of this building element is caused by the flattening mortar
EMI5.1
be leveled. The impregnation of the fiber reinforcement with the polyester resin can be done in a known manner in advance or on site.
Good results are obtained if the weight ratio between the fiber reinforcement and the polyester resin is between 1: 5 and 3: 1 and more particularly substantially between 2: 1 and 1: 2.
The strength of the protective layer can of course be increased by applying several protective layers one after the other.
<Desc / Clms Page number 6>
An advantage of this method is that no waiting times have to be taken into account between the application of the different layers, since a new layer can be applied before the resin of the previous layer has hardened.
In comparison with the known methods, the method according to the invention is moreover less labor-intensive and less professional skill is required from the performers because no great accuracy has to be taken into account when applying the leveling mortar and the other phases of the method according to the invention fairly easy to implement.
It is clear that a method for protecting and / or reinforcing building elements is obtained by this invention which is not only much easier, quicker and without waiting times to be applied between the layers than the existing methods, but which moreover provides a robust mechanical bond in addition to the usual chemical bond.
The invention is by no means limited to the above-described embodiment, but such a method for protecting and / or reinforcing building elements can be realized in various variants without departing from the scope of the invention.