Tytuł pozycji:
Composite materials in conservation of historical buildings: examples of applications
Traditional methods of restoring historical buildings typically consisted in replacing the damaged elements or additional steel and reinforced concrete elements were inserted into the old structure. They significantly interfered with the statics and aesthetics of buildings. Current composite materials used in restoration damage the old structure only slightly and can usually be removed in the future. Due to these advantages they comply with the conservation lawin force. This paper presents a few examples of practical applications of composites the authors have designed for structural reinforcement and protection of historical buildings. Repairs of columns, vaults, masonry walls, stone facades and wooden beams with the use of steel screw-shaped bars and high strength fibres in epoxy resin or cement matrix were presented. Problems of ensuring the proper bond of the composite to the old substrate and insufficient coverage of the fibers with the cement matrix were considered. Although the threats and structural damages which occur in most historical buildings tend to be similar, individual design solutions are required in each case. Historical investigation and detailed measurement of geometry and deflections have to be made before choosing the appropriate method of reinforcing the old structure. It can be predicted that prestressing composite materials used for historical structures will also be applied.
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.
Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).
