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建筑结构加固修复新技术


  建筑结构是由梁、板、柱、拱等基本结构构件有机组合而成,分别发挥各种功能,满足建筑使用要求,具有足够强度、刚度、稳定性和耐久性的受力体系。建筑结构按照结构用料可划分为:砌体结构钢筋混凝土结构、钢结构、木结构以及混合结构,包括历史建筑古迹、低层住宅楼、工业厂房、高层建筑、桥梁、堤坝、隧道及城市基础设施等建筑形式。这些建筑物出现下列情况时要进行加固修复:(1)建筑物处于老龄期,年久失修;(2)使用或改造不当;(3)施工质量低劣,如混凝土强度和配筋率达不到建筑结构加固设计要求;(4)使用环境恶劣,如海洋环境、酸碱盐腐蚀、泥沙冲蚀。对建筑结构进行加固修复,不仅要增加结构的承载力,维持结构的安全和功能的正常发挥,还要对结构进行必要的防护,满足恶劣的使用环境,防水防潮,保护钢筋等内部重要构件;(5)受到暴风雨雪、火灾、地震、泥石流等灾害事件,使结构产生裂缝或者破坏。传统的加固修复技术虽然能够起到加固作用,但是存在明显的缺点,如钢筋混凝土外加层加固法和钢筋网水泥砂浆外加层加固法均为湿作业,增加了结构白重;外包钢加固法必须对钢结构采取防腐蚀及防火措施,增加了加固的成本;外贴碳纤维布加固法通过树脂粘贴或机械锚固将碳纤维布贴附在结构上,基本不增加结构自重,是最先进、最有效的加固技术,但胶粘剂的耐久性得不到保证,机械锚固会对结构造成破坏,防水性能差,对混凝土内部钢筋起不到保护作用。纯聚脲技术既能增强又兼具防护的功能,更有效地实现建筑结构的加固修复。
  1、耐老化性能优异,使用年限超长建筑结构加固修复的目的是保证建筑物在使用时能够达到安全要求,或延长建筑物的使用年限,加固材料本身的耐老化性能显得尤为重要。纯聚脲具有优异的耐紫外线老化性能、防水抗渗性能和耐雨水冲刷性能,对于特殊的应用场合,还具有优异的耐盐雾腐蚀性能、耐介质腐蚀性能以及抗根茎穿刺的能力。纯聚脲的超长使用年限是由其致密的结构和化学组成决定。纯聚脲的化学反应活性极高,无需掺入任何催化剂,不会在阳光、氧气、水以及腐蚀介质的侵蚀等劣化因素的诱导下产生自由基而导致分子链断裂、材料表层粉化、材料厚度逐渐减小,最终导致力学性能、耐老化性能降低。青岛理工大学的吕平等p_5J采用DSC和FTIR方法对聚脲结构和性能的关系进行了研究,通过人工加速氙弧灯老化、冻融循环和盐雾老化前后聚脲的宏观力学性能和微观结构的对比,验证了聚脲的耐老化性能相当优异,总结出纯聚脲材料的使用寿命可达100年以上。国外也有相关文献证明,聚脲在美国CaliforniaSan Mateo Hayward大桥的使用,使大桥的寿命延长到100年以上。
  2、工程应用
工程概况青岛即墨市某新建楼宇,在施工过程中由于环境因素影响导致混凝土楼板开裂。根据分析可知:此建筑的强度设计已达到使用要求,建筑结构加固的目的是防止楼板出现严重的漏水现象,腐蚀介质会入侵到楼板和承重梁的内部,致使内部钢筋腐蚀,承载力降低,最终建筑物的使用性能和安全性得不到保障,威胁使用者的财产和人身安全。因此,在选用聚脲材料时,强度高于步行强度即可,最主要的考虑是防水抗渗能力、伸缩能力、聚脲与潮湿混凝土的附着力,同时考虑顶面施工工序的便捷。
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