建築結構加固修複新技術
發布時間:2014-07-15
建築結構是由梁、板、柱、拱等基本結構構件有機組合而成,分別發揮各種功能,滿足建築使用要求,具有足夠強度、剛度、穩定性和耐久性的受力體係【lJ。
建築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,包括曆史建築古跡、低層住宅樓、工業廠房、高層建築、橋梁、堤壩、隧道及城市基礎設施等建築形式。這些建築物出現下列情況時要進行加固修複:(1)建築物處於老齡期,年久失修;(2)施工質量低劣,如混凝土強度和配筋率達不到設計要求;(3)使用或改造不當;(4)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;(5)使用環境惡
劣,如海洋環境、酸堿鹽腐蝕、泥沙衝蝕。對
建築結構jinxingjiaguxiufu,bujinyaozengjiajiegoudechengzaili,weichijiegoudeanquanhegongnengdezhengchangfahui,haiyaoduijiegoujinxingbiyaodefanghu,manzueliedeshiyonghuanjing,fangshuifangchao,baohugangjindengneibuzhongyaogoujian。chuantongdejiaguxiufujishusuirannenggouqidaojiaguzuoyong,danshicunzaimingxiandequedian,ru
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dan膠jiao粘zhan劑ji的de耐nai久jiu性xing得de不bu到dao保bao證zheng,機ji械xie錨mao固gu會hui對dui結jie構gou造zao成cheng破po壞huai,防fang水shui性xing能neng差cha,對dui混hun凝ning土tu內nei部bu鋼gang筋jin起qi不bu到dao保bao護hu作zuo用yong。純chun聚ju脲niao技ji術shu既ji能neng增zeng強qiang又you兼jian具ju防fang護hu的de功gong能neng,更geng有you效xiao地di實shi現xian
建築結構的加固修複。1.4 耐老化性能優異,使用年限超長建築
結構加固修(xiu)複(fu)的(de)目(mu)的(de)是(shi)保(bao)證(zheng)建(jian)築(zhu)物(wu)在(zai)使(shi)用(yong)時(shi)能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)安(an)全(quan)要(yao)求(qiu),或(huo)延(yan)長(chang)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)使(shi)用(yong)年(nian)限(xian),加(jia)固(gu)材(cai)料(liao)本(ben)身(shen)的(de)耐(nai)老(lao)化(hua)性(xing)能(neng)顯(xian)得(de)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。純(chun)聚(ju)脲(niao)具(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)耐(nai)紫(zi)外(wai)線(xian)老(lao)化(hua)性(xing)能(neng)、防水抗滲性能和耐雨水衝刷性能,對於特殊的應用場合,還具有優異的耐鹽霧腐蝕性能、耐(nai)介(jie)質(zhi)腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)以(yi)及(ji)抗(kang)根(gen)莖(jing)穿(chuan)刺(ci)的(de)能(neng)力(li)。純(chun)聚(ju)脲(niao)的(de)超(chao)長(chang)使(shi)用(yong)年(nian)限(xian)是(shi)由(you)其(qi)致(zhi)密(mi)的(de)結(jie)構(gou)和(he)化(hua)學(xue)組(zu)成(cheng)決(jue)定(ding)。純(chun)聚(ju)脲(niao)的(de)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)活(huo)性(xing)極(ji)高(gao),無(wu)需(xu)摻(chan)入(ru)任(ren)何(he)催(cui)化(hua)劑(ji),不(bu)會(hui)在(zai)陽(yang)光(guang)、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係進行了研究,通過人工加速氙弧燈老化、凍融循環和鹽霧老化前後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[61。
2 工程應用
2.1 工程概況青島即墨市某新建樓宇,在施工過程中由於環境因素影響導致混凝土樓板開裂(如圖2)。根據分析可知:此建築的強度設計已達到使用要求,加固的目的是防止樓板出現嚴重的
漏水xianxiang,fushijiezhihuiruqindaoloubanhechengzhongliangdeneibu,zhishineibugangjinfushi,chengzailijiangdi,zuizhongjianzhuwudeshiyongxingnengheanquanxingdebudaobaozhang,weixieshiyongzhedecaichanherenshenanquan。yinci,zaixuanyongjuniaocailiaoshi,qiangdugaoyubuxingqiangdujike,zuizhuyaodekaolvshifangshuikangshennengli、伸縮能力、聚脲與潮濕混凝土的附著力,同時考慮頂麵施
工工序的便捷。
圖2 樓板開裂
圖2 樓板開裂
2.2 材料選用
青島理工大學功能材料研究所開發的Qtech係列聚脲產品在相關領域的應用已取得成功經驗,其中的Qtech一400高速鐵路路基聚脲防護材料在京津城際高鐵和京滬高速鐵路路・68・ 新型建築材料 2012.12基的防護工程中使用效果顯著,作為
建築結構的de加jia固gu修xiu複fu材cai料liao也ye會hui達da到dao期qi待dai的de效xiao果guo。但dan在zai京jing滬hu高gao鐵tie路lu基ji聚ju脲niao施shi工gong過guo程cheng中zhong對dui混hun凝ning土tu基ji材cai的de處chu理li比bi較jiao嚴yan格ge,除chu了le拋pao丸wan打da磨mo除chu去qu表biao麵mian浮fu漿jiang外wai,混hun凝ning土tu表biao麵mian的de孔kong洞dong、裂縫必須用修補膩子進行封閉、找平。而本工程使用的產品是Qtech一206噴塗型粘彈
防水材料,它與Qtech一400的不同之處在於:(1)材料屬於軟彈性體,堵縫能力超強;(2)對樓板上麵的小缺陷無需像京滬高鐵混凝土路基那樣打磨、找平甚至刮膩子,隻需利用Qtech專業的聚脲噴塗技術,就能把所有的缺陷封住;(3)Qtech一206產品的耐疲勞拉伸和伸縮能力是Qtech一400的2 3倍,不會在混凝土裂縫處出現“零延伸”斷裂現象。鑒於Qtech一206的施工工序更便捷和材料的綜合性能更優異,成為建築
結構加固修複和噴射混凝土表麵防護處理的首選材料,其性能指標見表3。表3 Qtech一206噴塗型粘彈
防水材料的性能指標項目 性能指標拉伸強度,MPa斷裂伸長率/%直角撕裂強度/(N/ram)附著力(拉開法,濕混凝土)/MPa硬度(邵A)吸水率/%低溫彎折性(≤一40℃)不透水性(0.4MPa,2 h)熒光紫外老化(15o0 h)6.75
62535≥ 2.565≤5.O無裂紋不透水性能保持率80%以上伸張疲勞係數(應變次數lO萬) I>0.902_3
施工工藝流程聚脲
施工工藝流程一般包括施工準備、基材處理及驗收、底漆施工及驗收、遮護與收邊處理、聚脲塗層施工和自檢、修補、驗收等。以下環節需要特別注意:(1)基材處理施工。鑒於選用的Qtech一206聚(ju)脲(niao)材(cai)料(liao)堵(du)縫(feng)能(neng)力(li)強(qiang)的(de)特(te)點(dian),無(wu)需(xu)進(jin)行(xing)膩(ni)子(zi)修(xiu)補(bu),隻(zhi)需(xu)要(yao)清(qing)除(chu)表(biao)麵(mian)的(de)浮(fu)漿(jiang)即(ji)可(ke)。但(dan)要(yao)因(yin)工(gong)程(cheng)而(er)異(yi),配(pei)合(he)基(ji)材(cai)和(he)聚(ju)脲(niao)材(cai)料(liao)的(de)性(xing)能(neng)選(xuan)擇(ze)適(shi)當(dang)的(de)基(ji)材(cai)處(chu)理(li)方(fang)式(shi),保(bao)證(zheng)塗(tu)層(ceng)的(de)附(fu)著(zhe)力(li),不(bu)出(chu)現(xian)針(zhen)眼(yan)、氣泡和脫落現象。(2)底di漆qi施shi工gong。底di漆qi之zhi所suo以yi能neng夠gou提ti高gao聚ju脲niao塗tu層ceng的de附fu著zhe力li,是shi因yin為wei聚ju脲niao噴pen塗tu在zai底di漆qi上shang時shi聚ju脲niao與yu底di漆qi產chan生sheng反fan應ying,因yin此ci底di漆qi自zi身shen要yao具ju有you活huo性xing,刷shua塗tu後hou6 12 h內表幹即可噴塗聚脲。(3)遮護與收邊處理。遮護是為了防止聚脲霧化顆粒到處飛濺,影響工程的美觀。收邊處理保證塗層的完整性,不易從收邊處脫落。(4)聚脲塗層施工。噴塗壓力為11.7―17.2 MPa,A組分與B組分混合體積比為1:1,對細部節點、迎水麵、反弧麵、拐角、異質材料連接處進行聚脲塗
層加厚處理。施工後的效果見圖3。
圖3 施工後效果
圖3 施工後效果
3 結語
純聚脲技術在建築
結構加固修複上的應用,以其獨特的性能優勢,受到人們的關注。聚脲通過高溫高壓噴塗形成連續、致密、均勻的塗層,綜合性能優異。聚脲高彈高強的力學特性,能夠抵抗結構裂縫擴張和位移變形產生的拉力、剪切力,加固修複效果顯著。通過多年的研究和實踐認證,聚脲具有優異耐老化、耐介質腐蝕、耐nai磨mo性xing和he防fang水shui性xing能neng,綜zong合he性xing能neng明ming顯xian優you於yu傳chuan統tong塗tu層ceng材cai料liao,使shi用yong年nian限xian超chao長chang。純chun聚ju脲niao技ji術shu的de反fan應ying機ji理li,保bao證zheng材cai料liao自zi身shen能neng與yu多duo種zhong基ji材cai產chan生sheng良liang好hao的de附fu著zhe力li,利li用yong界jie麵mian增zeng強qiang劑ji進jin一yi步bu提ti高gao附fu著zhe力li,使shi塗tu層ceng在zai服fu役yi期qi內nei不bu會hui發fa生sheng脫tuo落luo。純chun聚ju腺xian具ju有you極ji高gao的de反fan應ying活huo性xing,對dui施shi工gong環huan境jing的de溫wen、濕度不敏感,能在任意形狀結構的表麵進行施工,施工性能優異。純聚脲的
施工工藝體係完整,並且有專門的理論對施工進行指導,已有多個成功的工程應用案例可以借鑒。研究理論和應用實踐表明,純聚脲技術在建築
結構加固修複領域前景廣闊。
參考文獻:
[1】楊誌勇.
建築結構[M]I武漢:武漢理工大學出版社,2009.
[2】黃微波.噴塗聚脲彈性體技術[M】北京:化學工業出版社,2005:2-3.呂平,陳國華,黃微波.不同硬段含量聚天冬氨酸酯聚脲結構和性能研究fJ].現代化工,2006,26(9):28―31.