建筑结构加固修复新技术浅析

2015-04-07周伟

四川水泥 2015年6期

关键词：聚脲基材构件

周伟

(山西中方森特建筑工程设计研究院，030002)

建筑结构加固修复新技术浅析

周伟

(山西中方森特建筑工程设计研究院，030002)

随着经济的快速发展，各种建筑结构雨后春笋般迅速出现，与此同时，已建成的建筑结构常由于设计或者施工中的某些原因出现损伤、缺陷或其他不安全因素，造成结构的承载力不足、结构开裂等，使其往往不能满足结构安全性、适用性、稳定性、耐久性的要求，因此，建筑物的维修、加固、改造、新建技术的开发和研究是今后结构工程人员的最大课题。本文就对建筑结构加固修复新技术进行了浅析。

建筑结构；加固修复；新技术

一、建筑结构修复加固概述

在建筑结构中主要根据结构用料的不同，可以将建筑结构具体分为以下几种类型∶ 钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构、钢结构、混合结构等等，一般包括了低层住宅楼、高层建筑、工业厂房、历史建筑古迹、桥梁、堤坝、城市基础设施、隧道等等建筑形式。对建筑物进行加固和修复工作，不仅仅是要使建筑结构的承载力大大增加，还要确保建筑结构的安全性有所提高，更要保证所有的建筑物依然能够充分发挥它自己的只能，除此之外，还要加强对建筑结构本身的保护，使其能够在恶劣的环境中使用下去，防水防潮，并做好内部钢筋等重要构件的保护工作。

二、结构加固修复技术

2.1 加大截面加固法

加大截面加固方法是通过通过在构件的外部包一层混凝土的方式，使构件的截面面积增大，并且增大了配筋量，使构件的承载能力得到提高，实现加固的目的。该方法是一种传统的加固手段，它有其自身的优点，即工艺较为简便，适用于大多数的建筑结构加固，梁、板、柱等混凝土结构都可以采用这种方法。其缺点是在施工现场施工湿作业工作量偏大，养护所需要的时间长，对生产生活的影响比较大，在增加构件截面积的同时对房间的净空有较大的影响。

2.2 外包钢加固法

外包钢加固法通常是在构件的四角包上型钢，以提高构件的受力性能。在我国外包钢加固法是应用范围较广的传统加固方法之一。该方法的优势是施工较为简单，在现场工作量相对较小，受力比较可靠。在混凝土结构不能使用加大截面加固法但又需要提高截面的承载能力使可以考虑用该方法。但是外包钢方法在构造处理上较有难度，框架结构节点区受力比较复杂，加大了构造处理的难度。

2.3 增设支点加固法

增设支点法原理是通过支点个数的增加使相应的结构的计算跨度减小，使结构内力发生改变，相应的提高其承载的能力，达到加固的目的。这种方法对于跨度较大的梁、板、析架等水平结构较有利，并且房屋的净空不受限制。通过这种方法能对家主进行加固，简单可靠，但相应的支点增加必然会减小屋内的使用空间。

2.4 外加预应力加固法

这种方法的原理是外加预应力钢拉杆或撑杆，这样就会对原来的内力分布产生影响，适当的减低了结构的原有应力，承载能力也适当的提高，从而实现了对建筑结构加固的目的。预应力加固同样适用于跨度大的结构，并且应力产生的应变较高采用其他方法难以得到理想的加固效果的结构，然而这种方法有其自身的局限性，对于那些处于高湿环境下以及收缩变化较大的混凝土结构是不宜使用的。

2.5 粘钢加固法

该方法主要是利用特制的建筑结构胶把钢板与混凝土构件粘结在一起，使钢板能够与构件共同受力，分担构件受力实现加固的目的。它的本质是外配筋，使原构件的配筋量得到提高，这样构件的刚度、抗拉、抗压等方面的能力会得到相应的提高。粘钢加固法的关键是锚固问题，钢板在锚固区承载能力要比钢板的承载能力大，避免发生粘结破坏的问题。

三、喷涂聚脲技术

近几年我国使用的新型加固技术多是喷涂聚脲技术，该技术在建筑结构加固修复工作中应用广泛，其优点如下。

3.1 高强高弹性，加固修复效果显著

纯聚脲材料具有良好的力学特性，拉伸强度较高，断裂伸长性能也比较好。由于聚脲技术具有弹性好和强度高的特性，聚脲技术应用与建筑结构中可以提供良好的抗震性。当地震发生的时候，聚脲技术可以有效的组织建筑上裂缝的扩大，从而使建筑物避免出现大规模坍塌的情况，保证了建筑的安全性，从而为人们在地震中提供了较长的逃跑时间。而且，在震后建筑修复的过程中采用聚脲技术可以很好的阻止建筑裂缝的扩张，承重强柱可以更好地适应地震时产生的结构位移和应力变化，极大的提高了墙柱的承重程度。除此之外，聚脲技术还可以阻止外界腐蚀，保证内部钢筋完好。要想使聚脲材料的强度有保证，可以通过加碳纤维布的手段，先将碳纤维布贴附在建筑的表面，再在上面喷一层聚脲材料，这样在保证修复层强度的同时有效的幕布了碳纤维加固不足的缺点。

3.2 附着力强，可贴附各种基材

要想保证材料能够很好的贴附于墙面并且在受到各种外力的作用后依然贴附完好这就对材料的附着力提出了很高的要求。聚脲材料可以很好的避免这个问题。聚脲材料是经过高温高压喷涂到墙面的，在这个过程中其内部发生了复杂的化学变化，附着力得到加强，使材料牢牢附着于墙体表面。即便周围环境以及基材表面材料会影响聚脲材料的附着力，但通过加强基材的封闭性就可以使聚脲材料很好的贴附在各种基材上，通常为了加强基材的封闭性采用的是对基材进行专业的处理，并将配套的底漆界面剂喷在基材表面的手法。

3.3 温度、湿度对聚脲材料影响小，施工性能高

聚脲材料经过高温高压的条件喷涂到墙体上，所以对表面形状基本无要求，并且通过聚脲材料的喷涂，喷涂层质地均匀，一般不会有气泡产生，在周围环境较潮湿的环境下仍可以保持良好的性能，所以纯聚脲材料对温度和湿度基本无要求。可以从聚脲材料的化学原理来解释这一性质，纯聚脲材料包括了胺基成分和NCO成分，而胺基组分与NCO组分即便在零下温度环境中也能保持高的反应灵活性，保证了涂层的固化速度，使涂层固化迅速且均匀。

3.4 耐老化性强，使用寿命长

建筑结构加固的目的是为了增加建筑物的使用寿命，所以加固材料也应该有很强的耐老化性，保证其使用寿命。与其他材料比较，聚脲材料有优越的耐腐蚀性。纯聚脲材料结构紧凑，还有它自身的化学成分，这些都决定了材料的使用寿命长的特点。纯聚脲材料反应时不需要其他的催化剂就可以快速进行反应，分子链不会受完结环境的影响，避免了材料表面发生粉化，材料的厚度也不会随着时间的增加而减少。所以聚脲材料的耐老化性比较突出，符合对加固材料的要求。

纯聚脲技术进行建筑结构的加固修复上有很好的应用效果，因此人们对它的关注度在不断提高。聚脲材料是要通过高温高压进行喷涂的，因此形成的涂层很紧致、均匀，所以他的综合性能非常优异。聚脲高弹高强的力学特性，使其在修复结构裂缝和位移变形时具备很好的效果，它的拉力和剪切力相对比较高，抗老化性、耐介质腐蚀、防水性也比其他材料要好的多，使用年限也有很比其他材料长得多。纯聚脲材料和其他基材有很好的附着力，很少会出现脱落的情况。根据多年的实践经验，纯聚脲技术在进行加固修复建筑结构领域有更广阔的前景。