Szerkezetmegerősítés FRP (szálerősített polimer) anyagok alkalmazásával

A Rog nevű legendás jugoszláv vállalat 1951 és 1991 között egy kétszintes, 120 m hosszú és 10 m széles, azelőtt kelmefestő műhelyként is funkcionáló téglafalazatú épületben végezte kerékpárgyártói tevékenységét Ljubljana központjában, a Ljubljanica folyó közelében. Miután az állam és a termelés is megszűnt, a szlovén kormány 1998-ban országos műemléki védettségűvé nyilvánította, majd 2002-ben eladta a fővárosnak az épületet. Azóta – néhány alkalmi rendezvényt leszámítva – semmire sem használták, egészen 2021-ig, amikor is egy nagyszabású revitalizációs projekt keretében elbontották, illetve rekonstruálták egyes részeit,

hogy az összesen 8500 négyzetméteres területen egyetlen hatalmas, a legkülönfélébb művészeti, főző-, 3D-, számítógépes grafikai, kerámia-, fa- és fémműves tanfolyamok megtartására alkalmas kulturális központot hozzanak létre, benne egy könyvesbolttal és a városba látogató külföldi művészek és kutatók által igénybe vehető vendégszobákkal. Emellett 25 tanulószoba és műterem is kialakításra került, amelyeket művészek, tervezők, kézművesek, technikusok és kisebb kreatív csapatok szabadon használhatnak munkavégzésre. Az ambiciózus tervek megvalósításához az eredeti gyárépület teljes felső szintjét el kellett bontani, és a helyére egy íves gerendákkal és profilozott oszlopokkal megtámasztott vasbeton vázszerkezetet emelni. A változtatásnak köszönhetően azonban egy olyan déli homlokzat is keletkezett, amelynek optimális tájolású, nagy üvegfelületein át rengeteg természetes fény áramolhat a belső terekbe.

Modern formavilág egy történelmi épületben

A revitalizációt megtervező építészek és kivitelező szakemberek dolga különösen összetett volt, mivel a munkálatoknak a szeizmikus és tűzbiztonság fokozására, és az energetikai korszerűsítésre is ki kellett terjedniük.
Az épület magját úgy sikerült megőrizni, hogy az északi oldalon egy új, hosszú és vékony üveg pengefalat emeltek, amely mögött a fűtő-, szellőző- és klímarendszerek, valamint a lépcsőházak és a liftek is helyet kaptak. Emellett további ráépítéseket is eszközöltek, így a már meglévő, földszintes szerkezet fölé is került még egy emelet.
A projekt fontos része volt a vasbeton váz szerkezeti megerősítése, hogy elejét vegyék az oldalirányú terhelésből adódó esetleges problémáknak, és megnöveljék az egyes szerkezeti elemek nyíró- és hajlítószilárdságát. Az épület szeizmikus teherviselő képességének fokozása érdekében a Mapei d.o.o. által szállított innovatív FRP (szálerősített polimer) rendszerű kompozit anyagok kerültek beépítésre.

A pultrudált szénszálas lemezeket és szöveteket a MAPEFIX VE SF kétkomponensű vegyi dűbel segítségével kihorgonyzott MAPEWRAP C FIOCCO szénszál zsinórokkal rögzítették a felületekhez.

Forrás: Realtá Mapei International magazin

Szerkezetmegerősítés szoftveres segítséggel

A szerkezetmegerősítéssel kapcsolatos statikai számításokat a MAPEI STRUCTURAL DESIGN kalkulátorával végezték el. Ez egy olyan online használható szoftver, amelynek segítségével a szakemberek könnyen meghatározhatják a szükséges kompozit anyagok méretét és a már megerősített szakaszok teherbírását. A kivitelezők a projektért felelős építőmérnök által készített statikai szakvéleménynek megfelelően választották ki, illetve határozták meg a beépítendő termékek mennyiségét és alkalmazásmódját.

Annak érdekében, hogy a szerkezet megfelelő ellenálló képességgel rendelkezzen a szeizmikus eseményekkel szemben, az innovatív FRP (szálerősítésű polimer) rendszerből származó kompozit anyagokat használtak a szerkezet megerősítésére.

Forrás: Realtá Mapei International magazin

Az FRP megannyi előnye

A választott megoldás egy szénszálas lemezekből és szálakból, valamint epoxigyantából álló FRP rendszer volt. A szálerősített polimerek alkalmazásának nagy előnye, hogy tartósan ellenállnak a vegyi anyagoknak, és anélkül fokozzák egy adott szerkezet teherbírását, hogy annak tömegét jelentősen megnövelnék vagy merevségét befolyásolnák. Az épületek szeizmikus sérülékenységének csökkentése érdekében alkalmazott beavatkozásoknál ezek igen lényeges tulajdonságok, hiszen az alkalmazott vastagságok meglehetősen csekélyek, így a szerkezet a szokásosnál képlékenyebb lesz. A beavatkozás ugyanakkor gyors és egyszerű, sőt szükség esetén könnyen vissza is fordítható.

A Rog Központ szerkezeti elemeinek FRP termékekkel történő megerősítése előtt a fogadófelületeket az előírtaknak megfelelően elő kellett készíteni. A szakemberek a vakolat leverése után átcsiszolták a betonaljzatot, hogy valamennyi laza, törmelékes részt eltávolítsanak róla. Ezt követően leszakításos tapadásméréses vizsgálatokat végeztek a szerkezeti elemeken, a beton felszínén a > 1,5 MPa szilárdsági értéket ideálisnak tekintve.

A porózus felületeket MAPEWRAP PRIMER 1 epoxigyanta bázisú alapozóval kezelték. A felső szintek vasbeton pilléreire és gerendáira „frisset a frissre” módszerrel, ADESILEX PG1 epoxi ragasztóval rögzítették a 5 cm, 12 cm vagy 15 cm széles CARBOPLATE E170 pultrudált szénszál lemezeket.

Azokat a pilléreket, ahol a túlnyúlásokat nem szüntették meg, 60 cm széles, 300 g/m2 tömegű MAPEWRAP C UNI-AX nagyszilárdságú, egyirányú folytonos szénszál szövet alkalmazásával erősítették meg, a terhelést a túlnyúlások alá vezetve. Az oszlopokra és gerendákra merevítésképpen 10 cm széles csíkokat ragasztottak fel ugyanebből az anyagból. Az egyes csíkok közötti távolság 20 és 50 cm között ingadozott. A MAPEWRAP C UNI-AX darabokat MAPEWRAP 31 T epoxigyanta bázisú ragasztóval rögzítették, mégpedig úgy, hogy az impregnált szövetet egy spirálhengerrel áthengerelték, és ezzel kihajtották a bedolgozás során keletkezett légbuborékokat. Majd a vakolat minél jobb megtapadása érdekében egy újabb réteg ragasztót is felhordtak a lemezek és szövetcsíkok felületére, amit ezután tűziszárított kvarchomokkal hintettek be. A vasbeton elemeken 10 mm-es átmérőjű MAPEWRAP C FIOCCO egyirányú szénszál zsinórokból alakítottak ki kihorgonyzási pontokat. A vasbeton pillérek és az ablaknyílások körüli téglafal közötti nagyszilárdságú szerkezeti kapcsolatokat ugyancsak e termékünk segítségével hozták létre.

Az északi homlokzat külső oszlopait a nagyszilárdságú CARBOPLATE kétirányú, illetve a MAPEWRAP C UNI-AX egyirányú folytonos szénszál szövetekkel erősítették meg.

Forrás: Realtá Mapei International magazin

Betonelemek javítása az első szinten

Az első emeleten a vasbeton födémgerendák és pillérek szorultak javításra. A kivitelezők minden károsodott részt és laza törmeléket eltávolítottak, amíg tökéletesen szilárd és tiszta felületeket nem kaptak. Az összes szabadon lévő betonacélt a tiszta fém felületig megtisztították, majd MAPEFER 1K egykomponensű cementkötésű korróziógátló habarccsal vonták be őket. A károsodott betontakarásokat a MAPEGROUT T60 szulfátálló, szálerősítéses, zsugorodás-kompenzált, állékony szárazhabarccsal javították, illetve állították helyre.

Egy sziklaszilárd kreatív központ

A Rog Központ feltámasztását és megújítását célzó építészeti beavatkozások befejeztével 2023 eleje óta immár körülbelül 9000 m² fedett és több mint 8000 m² nyitott, a legkülönfélébb kulturális és kreatív tevékenységek végzésére alkalmas tér áll Ljubljana lakói és a városba ellátogató érdeklődők rendelkezésére. Habár kívülről láthatatlanok, a szerkezeti megerősítések fontos részét képezték az elvégzett munkának, amelyek nemcsak egy jelentős ipari műemlék megőrzéséhez járultak hozzá, de hosszú távon garantálják annak fennmaradását és magas szintű biztonságát.

A Rog Központ új, déli homlokzatára hatalmas ablakokat vágtak, amelyeken át rengeteg természetes fény áramolhat a belső terekbe.

Forrás: Realtá Mapei International magazin