建筑结构加固修复新技术解析

洪建兵

【摘 要】改革开放以来，我国经济快速发展。随着人民生活水平不断提高，对建筑物的要求也愈加严格。近年来，建筑结构的加固修复问题成为人们关注的建筑热点。随着科技的不断进步，纯聚脲技术的出现和发展无疑为建筑结构加固修复提供了一条崭新的途径。文章对目前传统的建筑结构加固修复技术进行了分析，提出了其中的不足，同时对纯聚脲技术的相关优势和特点进行了深入地分析。

【关键词】建筑结构；加固修复；新技术；应用

引文：

建筑物如果使用时间过长，已处在老龄期；如果建筑结构的施工质量不高；如果建筑物在使用过程中出现使用不当的情况或者在对其进行改造时出现失误；如果建筑物所处的使用环境相对比较恶劣，都必须对其进行加固修复。

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功能，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。传统的加固修复技术虽然有其长处，但是存在着明显的不足。而目前的新技术纯聚脲技术既可以确保加固的质量，又能起到防护的作用，使建筑结构的加固修复工作变得更加高效。

1喷涂聚脲技术特性

美国化学家DudleyJ.Primeaux在上个世纪80年代中期率先发明了喷涂聚脲技术。根据纯聚脲最科学的定义来看，纯聚脲的A组必须是异氰酸酯预聚物，而B组一般是有端氨基扩链和端氨基树脂两个部分组成，任何羟基成分和催化剂都不能包含进去，但是色浆和便于颜料分散的助剂可以进行适当地添加。青岛理工大学黄微波所写的喷涂聚脲弹性体技术的相关著作里准确的阐述了聚脲的发展史、合成机理、性能表现、聚脲喷涂设备、施工和工程应用等等。

1.1高强高弹性，加固修复效果显著

纯聚脲材料的力学性能很好，拉伸强度可以达到25MPa以上，而断裂伸长率也可以达到500%以上。根据相关的实验证明，如果使用2mm的聚脲涂层包裹一个正方体混凝土墩，那么如果对其施加500吨的轴向压力，结果是混凝土虽然被破坏了，但是外部涂层没有受到明显的损坏，这就代表聚脲材料具有很好的弹性和强度。通过聚脲技术的应用，建筑结构的抗震性得到了很大的提高，如果发生了地震，建筑裂缝的扩张会被有效阻止，从而使得建筑结构不会轻易受损坍，从而加强了建筑的安全性，确保人们在地震中可以获得较长的逃命时间。地震之后对建筑物进行修复如果采用聚脲材料，建筑裂缝的扩张可以被有效制止，墙柱承重时所产生的结构位移和应力也能够很快适应，使得墙柱的承载力大幅度提升。同时聚脲材料还可以有效阻绝腐蚀介质，使得内部钢筋不被腐蚀。为了使聚脲材料的强度能够更高，可以加入碳纤维布的使用，先在建筑表面铁附上碳纤维布，然后再喷涂聚脲材料，这样不但修复层有了较高的强度，而且碳纤维加固的不足也得到了有效的弥补。

1.2较强的附着力，能很好适应各种基材

要将材料很好地贴附在墙面上，还要确保其在各种外力的冲击下不会出现脱落等现象，那么就必须很好地解决附着力的问题。聚脲材料喷涂到墙体表面是需要经过高温高压的，因此在接触到墙面之后会迅速发生化学变化，从而达到固化的目的，这样就加强了和基材之间的附着力。虽然聚脲的附着力会受到潮湿等等外环境因素和基材表面材料等因素的影响，但是如果对基材进行了专业的工艺处理，并喷涂了配套的底漆界面剂，从而使基材封闭增强，这样聚脲材料就可以更好地适应各种基材。

1.3温度和湿度的变化对聚脲材料影响不大，施工性能优异

聚脲材料喷涂到墙体表面是需要经过高温高压的，因此任何形状的表面都可以实现喷涂，而且涂层均匀、连续，不会出现流挂和气泡的现象，即使外部条件较为潮湿，聚脲材料的性能也可以达到实验室条件下的90%以上。相比聚氨酯脲和聚氨酯，纯聚脲材料对于温度和湿度的变化一点都不敏感。根据化学反应原理可以看到，纯聚脲的胺基组分和NCO组分有很高的反应活性，而聚氨酯脲在潮湿的环境中很容易发生下列反应：R—NCO+H2O→RNH2+CO2，这样一来就产生了CO2，而CO2很容易使涂层发生折皱或者起泡的情况，从而使涂层开裂、分层、脱落；除上述情况，胺基组分即便在零下的温度条件下也会和NCO组分产生很高的反应活性，这样就保证了涂层可以迅速固化，而聚氨酯脲在冬季的低温环境下很容易出现固化程度不完全，而导致涂层发黏。

1.4优越的耐老化性能，使用寿命长

之所以对建筑结构进行修复加固，主要目的还是为了建筑物有较高的使用安全性，并确保建筑物能够获得较长时间的使用期限，因此加固材料的抗老化性能必须更加优异。相比其他材料而言，聚脲材料的耐紫外线老化性能、耐雨水冲刷性能和防水抗渗性都非常优越。在一些对建筑结构有特殊要求的应用场合，聚脲材料还展现出优越的耐盐雾腐蚀性能、抗根茎穿刺性能和耐介质腐蚀性能。而纯聚脲材料紧致的结构和化学组成决定了它拥有超长的使用年限。纯聚脲材料拥有很高的反应活性，不需要任何额外的催化剂，也不会因为外界环境的恶劣而使自己的分子链出现断裂，从而使材料表面出现粉化现象，材料厚度不断减小的情况也不会出现，这样涂层的力学性能和耐老化性能也不会很快降低。青岛理工大学的吕平对聚脲结构和性能进行了深入的研究发现，即便是經过人工加速氙弧灯老化、延误老化和冻融循环等等试验，聚脲的宏观力学和微观结构在实验前后也不会有很大的变化，并根据相关数据推算出其使用寿命可超过100年，这就充分展现了聚脲材料优异的抗老化性。国外也有相关数据和文献可以证明上述论点。

2实际应用

2.1工程概况

文章所举出的例子是青岛即墨市的某个新建的楼盘，在进行施工时，由于外部环境因素的影响，混凝土的楼板出现了开裂的情况。根据具体的分析可以看到：该建筑已经达到了规定的强度要求，而之所以对建筑进行加固就是为了有效防止出现楼板漏水的现象，这样可以避免腐蚀介质进入到楼板和承重梁的内部，这样就可以避免出现钢筋腐蚀的情况，承载能力可以保持原有的强度，而建筑物的使用性能和安全性就会得到有效地保障，业主的生命财产安全也会得到保障。因此，在进行聚脲材料的选择时，只要确保其强度比步行强度高就可以。而在选择时最主要的是要对材料的防水抗渗能力、伸缩能力和聚脲和基材的附着力进行考量，同时还需要考虑材料在施工时是否方便快捷。

2.2材料选用

青岛理工大学功能材料研究所开发出了一系列新的产品，比如Qtech系列的聚脲产品，在实际应用中获得了极好的效果。在这次工程所选择的产品就是Qtech-206喷涂型粘弹防水材料，它是一种软弹性体材料，有很强的堵缝性能。Qtech-206产品还具有很高的伸缩能力和耐疲劳拉伸性能，因此很少会出现零延伸的情况。Qtech-206的施工工序相对来说比较简单，而且具有很优异的纵横性能，所以可以说是加固修复的首选。

2.3施工工艺的流程

聚脲施工的工艺流程一般包括8个步骤：首先进行施工准备，然后处理验收基材，对底漆的施工情况进行验收，处理遮护和收边，开始聚脲材料的喷涂和自检，进行相关区域的修补，最后验收工程情况。同时要注意以下情况：首先是基材处理施工，由于Qtech-206具有很高的堵缝能力，因此不需要修补腻子，只要将表面的浮浆清除干净。但是也要看具体的工程情况，根据基材和聚脲材料的不同情况选择合适的处理方式，确保涂层具有较高的附着力，从而避免出现针眼、脱落和气泡。其次是底漆的施工，要确保底漆具有很高的活性，这样就可以确保聚脲和底漆有很好的反應能力，确保聚脲涂层的附着力，在刷完底漆的6小时至12小时之后就可以进行聚脲材料的喷涂。其次要注意遮护和收边的处理，处理不好就会影响整个工程的美观度和完整性。最后要注意聚脲涂层的施工。喷涂压力最好保持在11.7MPa-17.2MPa之间，A组分和B组分的具体比例最好是1∶1，而一些特殊地区也要注意进行加厚处理。

3结语

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。

参考文献：

[1]陈苹.建筑结构加固维修技术探讨[J].商业文化（下半月），2011，08∶265.

[2]黄微波，姜琳琳，向佳瑜，胡晓.建筑结构加固修复新技术[J]新型建筑材料，2012，12∶66-69.