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建筑結構加固修復新技術


  建筑結構是由梁、板、柱、拱等基本結構構件有機組合而成,分別發揮各種功能,滿足建筑使用要求,具有足夠強度、剛度、穩定性和耐久性的受力體系。建筑結構按照結構用料可劃分為:砌體結構鋼筋混凝土結構、鋼結構、木結構以及混合結構,包括歷史建筑古跡、低層住宅樓、工業廠房、高層建筑、橋梁、堤壩、隧道及城市基礎設施等建筑形式。這些建筑物出現下列情況時要進行加固修復:(1)建筑物處于老齡期,年久失修;(2)使用或改造不當;(3)施工質量低劣,如混凝土強度和配筋率達不到建筑結構加固設計要求;(4)使用環境惡劣,如海洋環境、酸堿鹽腐蝕、泥沙沖蝕。對建筑結構進行加固修復,不僅要增加結構的承載力,維持結構的安全和功能的正常發揮,還要對結構進行必要的防護,滿足惡劣的使用環境,防水防潮,保護鋼筋等內部重要構件;(5)受到暴風雨雪、火災、地震、泥石流等災害事件,使結構產生裂縫或者破壞。傳統的加固修復技術雖然能夠起到加固作用,但是存在明顯的缺點,如鋼筋混凝土外加層加固法和鋼筋網水泥砂漿外加層加固法均為濕作業,增加了結構白重;外包鋼加固法必須對鋼結構采取防腐蝕及防火措施,增加了加固的成本;外貼碳纖維布加固法通過樹脂粘貼或機械錨固將碳纖維布貼附在結構上,基本不增加結構自重,是最先進、最有效的加固技術,但膠粘劑的耐久性得不到保證,機械錨固會對結構造成破壞,防水性能差,對混凝土內部鋼筋起不到保護作用。純聚脲技術既能增強又兼具防護的功能,更有效地實現建筑結構的加固修復。
  1、耐老化性能優異,使用年限超長建筑結構加固修復的目的是保證建筑物在使用時能夠達到安全要求,或延長建筑物的使用年限,加固材料本身的耐老化性能顯得尤為重要。純聚脲具有優異的耐紫外線老化性能、防水抗滲性能和耐雨水沖刷性能,對于特殊的應用場合,還具有優異的耐鹽霧腐蝕性能、耐介質腐蝕性能以及抗根莖穿刺的能力。純聚脲的超長使用年限是由其致密的結構和化學組成決定。純聚脲的化學反應活性極高,無需摻入任何催化劑,不會在陽光、氧氣、水以及腐蝕介質的侵蝕等劣化因素的誘導下產生自由基而導致分子鏈斷裂、材料表層粉化、材料厚度逐漸減小,最終導致力學性能、耐老化性能降低。青島理工大學的呂平等p_5J采用DSC和FTIR方法對聚脲結構和性能的關系進行了研究,通過人工加速氙弧燈老化、凍融循環和鹽霧老化前后聚脲的宏觀力學性能和微觀結構的對比,驗證了聚脲的耐老化性能相當優異,總結出純聚脲材料的使用壽命可達100年以上。國外也有相關文獻證明,聚脲在美國CaliforniaSan Mateo Hayward大橋的使用,使大橋的壽命延長到100年以上。
  2、工程應用
工程概況青島即墨市某新建樓宇,在施工過程中由于環境因素影響導致混凝土樓板開裂。根據分析可知:此建筑的強度設計已達到使用要求,建筑結構加固的目的是防止樓板出現嚴重的漏水現象,腐蝕介質會入侵到樓板和承重梁的內部,致使內部鋼筋腐蝕,承載力降低,最終建筑物的使用性能和安全性得不到保障,威脅使用者的財產和人身安全。因此,在選用聚脲材料時,強度高于步行強度即可,最主要的考慮是防水抗滲能力、伸縮能力、聚脲與潮濕混凝土的附著力,同時考慮頂面施工工序的便捷。
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