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混凝土防腐,刻不容缓…

钢筋混凝土的腐蚀给世界带来严重损失,由混凝土结构耐久性不足造成的直接和间接损失,在欧美发达国家已经造成严重的财政负担。目前我国的基础设施建设规模已经达到全世界的30%-40%,混凝土结构耐久性已经是关系大我国长期稳定发展的重要问题,提高混凝土建筑结构的使用寿命已刻不容缓。



混凝土受环境的物理、化学、生物侵蚀作用,从而导致混凝土结构劣化和建筑结构使用寿命缩短。影响混凝土耐久性的主要因素有:a氯离子等侵蚀b钢筋锈蚀c冻融循环d碳化作用e碱骨料作用f表面生物侵蚀


大量事实证明液态水是混凝土破坏因素的载体,不管是上述哪种原因影响混凝土耐久性,都离不开水的参与,所以防止液态水进入混凝土就可以防止混凝土腐蚀,提高混凝土的耐久性。



长期以来,混凝土的保护材料主要是如环氧涂料、聚氨酯涂料等成膜性涂料,由于混凝土是一个多孔性的基材,用于混凝土结构通常不到5-10年就会出现空鼓、玷污、变色,影响保护效果。近几年一种新型的混凝土防腐材料硅烷的诞生成功解决了这种模性涂料的不足。并且硅烷是一种最简单、最有效、最经济的将水与混凝土隔离的方式,非常适合应用于桥梁、港口、码头以及工民建等混凝土构件的防腐。



硅烷浸渍技术在我国最早应用于香港的青马大桥,大陆地区首先应用是和记黄埔田港二期码头工程,至今防腐效果良好。如今,在海工、核电电力、公路、铁路、市政桥梁、东北地区混凝土道面、西北盐渍土地混凝土工程等领域都有广泛应用,并取得良好的效果。硅烷浸渍剂对混凝土保护具有的卓越耐久性能,得到越来越多的设计师、业主及建筑者的认可。



在混凝土腐蚀日趋严峻的形势下,硅烷材料的脱颖而出解决了混凝土防腐材料的耐久性、经济型一系列问题。但还需要人们从认识上重视混凝土的防腐问题,做到早预防,及时处理,这样才能更及时、更有效的治理混凝土的腐蚀问题,才能使混凝土结构使用更长久。



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结构加固方法多样,如…

随着城市建设的不断发展,建筑老龄化的不断加重,各种建筑正面临着日益复杂的挑战。近年来,各类房屋不断暴露出新的病害,为确保结构安全,延长结构寿命,并保证经济效益,采用结构加固代替拆除重建已成为主要的发展趋势。结构加固中同样存在较多的分类,分清加固类型,采用正确的加固方式,是加固有效的重要保障。

 

结构加固类型

 

 

对于房屋结构加固工程,可分为房屋结构整体抗震加固(即体系加固)和构件加固。体系加固是针对房屋结构整体抗震性能不足以现行抗震鉴定标准为依据进行的加固;构件加固是针对局部构件承载力不足而进行的局部构件的加固,在局部构件加固中,需要综合考虑是否会对整体结构造成影响,防止因局部增强影响其他构件安全。

 

砌体结构加固方法

 

对可靠性不足或业主要求提高可靠度的砌体结构及其相关部分,可采取增强、局部更换或调整其内力等措施,使其具有现行设计规范及业主要求的安全性、耐久性和适用性。砌体结构抗震承载力不满足时,可采用的加固方法包含:拆砌或增设抗震墙、修补和灌浆、面层或板墙加固、外加柱加固、包角或镶边加固、支撑或支架加固。

 

 

当砌体结构整体性不满足时,宜结合具体情况,采用如下加固方法:

 

1)当墙体布置在平面内不闭合时,可增设墙段或在开口处增设现浇钢筋混凝土框形成闭合。

 

2)当纵横强连接较差时,可采用钢拉杆、长锚杆、外加柱和外加圈梁等加固。

 

 

3)楼、屋盖构件支撑长度不满足要求时,可增设托梁或采取增强楼、屋盖整体性等的措施;对腐蚀变质的构件应更换;对无下弦的人字屋架应增设下弦拉杆。

 

4)当构造柱或芯柱设置不符合鉴定要求时,应增设外加柱;当墙体采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在墙体交接处增设互相可靠拉结的配筋加强带时,可不另设构造柱。

 

5)当圈梁设置不符合鉴定要求时,应增设圈梁;外墙圈梁宜采用现浇钢筋混凝土,内墙圈梁可用钢拉杆或在进深端加锚杆代替;当采用双面钢筋网砂浆面层或钢筋混凝土板墙加固,且在上下两端增设配筋加强带时,可不另设圈梁。

 

6)当预制楼、屋不满足抗震鉴定要求时,可增设钢筋混凝土现浇层或增设托梁加固楼、屋盖。

 

对砌体结构薄弱易倒部位,宜采用以下加固方法

 

1)窗间墙宽度过小或抗震能力不满足要求时,可增设钢筋混凝土窗框或采用钢筋网砂浆面层、板墙等方法加固。

 

2)支撑大梁等的墙段抗震能力不满足要求时,可增设砌体柱、组合柱、钢筋混凝土柱或采用钢筋网砂浆面层、板墙等方法加固。

 

 

3)支撑悬挑构件的墙体不符合鉴定要求时,宜在悬挑构件端部增设钢筋混凝土柱或砌体组合柱加固。

 

4)隔墙无拉结或拉结不牢,可采用镶边、埋设钢夹套、锚筋或钢拉杆加固;当隔墙过长,过高时,可采用钢筋网砂浆面层进行加固。

 

5)出屋面的楼梯间、电梯间和水箱间不符合鉴定要求时,可采用面层或外加柱加固,其上部应与屋盖构件有可靠连接,下部应与主体结构的加固措施相连。

 

6)出屋面的烟囱、无拉结女儿墙、门脸等超过规定的高度时,宜拆除、降低高度或采用型钢、钢拉杆加固。

 

7)悬挑构件的锚固长度不满足要求时,可加拉杆或采取减少悬挑长度的措施。

 

钢筋混凝土结构加固方法

 

钢筋混凝土房屋结构体系和抗震承载力不满足要求时,宜采用以下加固方法:

 

1)单向框架应加固,或改为双向框架,或采取加强楼、屋盖整体性且同时增设抗震墙、抗震支撑等抗侧力构件的措施。

 

2)单跨框架不符合鉴定要求时,应在大于框架-抗震墙结构的抗震墙最大间距且不大于24m的间距内增设抗震墙、翼墙、抗震支撑等抗侧力构件或将对应轴线的单跨框架改为多跨框架。

 

3)框架梁柱配筋或承载力不符合鉴定要求时,可采用外包型钢、增大截面法、粘钢板或粘碳布等加固方法进行加固。

 

 

4)框架柱轴压比不符合鉴定要求时,可采用增大截面法进行加固。

 

5)房屋刚度较弱、明显不均匀或有明显的扭转效应时,可赠送钢筋混凝土抗震墙或翼墙加固,也可设置支撑加固。

 

6)钢筋混凝土抗震墙配筋不符合鉴定要求时,可加厚原有墙体或增设端柱、墙体等。

 

7)楼梯构件不符合鉴定要求时,可采用粘贴钢板、碳布或增大截面法进行加固。

 

选用正确的加固方法,是结构安全的必要保障。而另一方面,大量加固工程后期出现安全、质量问题,都是源于采用了不合格加固材料所造成,因此,在注重方法选择的基础上,还需关注包括加固材料在内的所有环节,防止留下安全隐患。



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普通碳纤维加固,真的…

上世纪80年代日、美等一些发达国家率先将碳纤维开始应用在结构加固中,并取得了良好的效果。我国在上世纪90年代才开始对碳纤维技术进行研究和应用,并且由于碳纤维本身质轻、高强、施工简便等特点受到了加固行业的青睐。在有些人的意识里碳纤维加固可以解决一切的结构病害,那么真的是这样么?答案肯定是否定的,那么什么样的结构不适合用普通碳纤维加固呢?现在卡本给大家介绍几种不适合用普通碳纤维加固的情况。



首先碳纤维加固是对原结构有一定要求的,采用普通碳纤维加固的构件混凝土强度等级不得低于C15,并且碳纤维材料与混凝土表面的正拉粘接强度不得低于1.5MPa。也要求加固构件不得为素混凝土并且纵向受力钢筋一侧配筋率大于0.2%。并且碳纤维加固也要求加固构件的基面比较好,如果加固基面有凹凸不平需要用结构修补胶进行找平处理。

 

第二对于一些本身变形较大的结构,碳纤维加固效果也不是很理想。虽然碳纤维本身有高强的特点,并且规范规定I级碳布在重要构件的加固中设计抗拉强度值为1600MPa,但是由于构件本身变形较大,碳纤维在可能没有达到1600MPa时构件本身就发生了破坏,导致碳纤维的强度利用率太低,也就发挥不出来碳纤维的高强的特点。那么遇到这种情况该如何处理呢?如果加固构件有一定变形,但变形还不算太大,可采用粘贴钢板的加固方式进行加固,毕竟钢板的强度利用率要明显优于碳布。如果加固构件变形很大,预应力加固就能充分发挥他的价值。卡本预应力碳纤维板加固系统可以有效减小构件的挠度变形,还可以减小构件的裂缝宽度,是一种非常有效的主动加固技术。



第三碳纤维加固对原结构的受力状态也有一定要求,碳纤维本身抗拉强度很高,弹性模量与钢筋相当,然而碳纤维本身质软,抗压强度不足,故在碳纤维加固时要发挥其抗拉强度高的特点,所以该方法仅适用于钢筋混凝土梁柱受弯、柱轴心受压、柱大偏心受压以及受拉构件的加固。加固柱轴心受压以及大偏心受压都是用碳布缠绕柱进行加固,也是发挥碳纤维抗拉强度大的特点。对于墙体这种受压不足的病害碳纤维布粘贴是起不到作用的。

 

 

第四对于长期处于高温、高湿以及容易受侵蚀的钢筋混凝土构件普通的碳纤维加固也就显得有些力不从心了。遇到高温、潮湿的结构面需要采用专用的结构胶进行粘贴碳纤维。对于一些容易受侵蚀的加固构件可以采用卡本的碳纤维网格加固系统代替粘贴碳纤维进行加固。具体碳纤维网格的施工工艺以及适用环境详情请看卡本技术手册或直接咨询卡本技术工程师。

 

 

碳纤维材料的应用范围取决于材料的特性以及加固构件本身的特点进行选用的,而不是以人为意志的“万能”使用。针对不同的结构构件以及不同的病害综合分析,选择适当的加固方法才能从根本上解决构件的病害。



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顽固裂缝封闭不尽,裂…

裂缝,是所有混凝土结构都需面对的问题。混凝土结构由于抗压强度高而抗拉强度低,因此在各类工程结构中,往往都会有裂缝产生。近年来,随着既有结构使用年限的不断增长,所处环境的不断复杂,裂缝的出现正呈现逐步上升的趋势,为保证结构安全,了解裂缝并合理修复,已成为多数人所共同面临的问题。




裂缝处理是否必要?

 

事实上,大多数混凝土结构都是在带裂缝状态下工作的,尤其在部分桥梁中。而出现裂缝并不能代表结构一定会发生事故或坍塌,但这并非意味着可对裂缝视而不见。从直观来讲,裂缝的出现不仅会令人产生不安全感、带来恐慌,对具有防水要求的构件来说,还会出现渗漏等情况。

 

 

另外,在钢筋混凝土结构中,混凝土保护层对钢筋来说尤为重要。混凝土能够有效防止钢筋锈蚀,保证结构耐久性。而当混凝土保护层开裂后,内部钢筋会暴露在外界空气中并发生锈蚀,而钢筋是钢筋混凝土结构中承受拉应力的主要存在,一旦钢筋生锈强度下降,承载力将受到明显影响,结构安全程度可想而知。

 

裂缝处理常用方法

 

裂缝处理的常用方法在过去已经有了较详细的描述,主要是通过裂缝宽度选择合适的方法进行封闭。通常来说,当裂缝宽度w≤0.2mm时,可采用封缝胶进行表面封闭;当裂缝宽度0.1mm≤w≤1.5mm时,可采用注射法配合裂缝胶与封缝胶共同进行;若裂缝较宽,可采用填充密封法,适合宽度w大于0.5mm的裂缝。

 

 

上述方法均可补强结构的完整性,提高防水、防渗能力,对裂缝起到较好的封闭作用。那么是否可以认为,裂缝封闭完毕,即代表结构恢复安全了呢?事实并非如此。对混凝土结构来说,裂缝,往往只是各种病害存在的表面征兆,仅进行封闭,很有可能治标不治本,导致裂缝的二次出现。为避免裂缝的重复出现,卡本总结了几种封闭裂缝而无法根治问题的情况,与大家共享。

 

避免裂缝重复出现

 

当裂缝随环境变化而持续活动无法保持稳定时,例如温度裂缝,很容易封闭后再次复发。活动裂缝的处理应根据实际情况正确选择封闭材料,若采用刚性填料例如裂缝胶等封闭,在混凝土收缩内部产生拉应力时,虽然裂缝胶强度较高,能够保证封闭处不会再次开裂,但由于混凝土本身抗拉强度低,可能会在混凝土其他地方再次开裂。因此,对于收缩裂缝来说,应根据具体情况考虑采用柔性填料,例如改性硅烷密封胶进行填充,对基材污染小且耐候性高。



承载力不足,也是诱发裂缝多次出现的另一大原因。封闭裂缝对承载力提高是起不到作用的,因此,当结构出现承载力不足等问题时,应在裂缝处理完毕后对结构进行加固处理,提高承载力以根治裂缝。可采用粘贴碳纤维复合材加固、粘钢加固等,对于大跨径桥梁来说,预应力碳板加固将是更优质的选择。另外,地基不均匀沉降也会引起裂缝持续出现,必须及时进行地基处理并矫正复位,防止进一步威胁结构安全。



由此可见,裂缝虽小,但放任不管或随便处置,都会为结构安全带来隐患。卡本一直想说的是,结构安全无小事,无论是在裂缝成因的判断,还是加固材料的选择,都对后期安全有直接的影响。结构加固中的任一环节,都应谨慎而为,为生命安全负责。



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毫无损坏的结构,为何…

在很多加固项目中,大家会有一种错觉,结构服役年限时间并不长,就出现防坠网围绕,一片大修的景象,可能大家心中会有疑问,难道是这结构有严重质量问题?卡本每逢遇到此问题,只能说,你看到的并不一定是真实的。此时的“大修”,很可能是在加固,而加固并不一定是质量问题,今天,卡本就找出了两类此种加固,来和大家探讨一下这个问题。



类型一:原结构的功能改造,承载力需要提升

 

卡本就拿一个小案例来探讨这种类型,卡本是专注于为客户提供结构加固材料领域的系统解决方案的国家高新技术企业,曾有很多客户咨询,想在原结构上增加荷载,比如:增加游泳池、放置设备、加层等问题。实际在出现此种情况时,并不是结构出现问题,而是当时的结构设计方案就不是按照现在的结构用途设计的。



卡本也参与过很多商场、宾馆等结构的功能改造设计方案的制定,也有一些建议分享给大家,任何结构的功能改变,整个结构荷载都会发生变化,而绝非是加固某块楼板、某段梁就可以解决的,应该从整个结构体系来考虑,避免进入“头疼治头,脚疼治脚”的误区。

 

类型二:国家规范的变更,原结构不满足现行规范要求。

 

这种情况就像【亮点分享】2018天津市建筑类高峰论坛这篇文章中,天大设计院安总工在介绍某幼儿园加固案例中所提,某幼儿园的抗震加固过程中,了解到该结构设计时,建筑抗震设防烈度为7度(0.15g),并按8度(0.20g)确定地震作用,第二组,场地类别为Ⅲ类;框架抗震等级采用二级。但在建设过程中,抗震设防烈度提高为8度(0.20g),本工程地震作用需按8度(0.30g)取值,需按9度采取抗震措施,抗震等级一级。



主体结构建设完成,但其不满足现行规范,能评判是其质量有问题?还是选择推倒重建?一般住宅的设计使用年限为50年,仅仅使用20年左右的房屋还是具有一定占比,但由于国家相关规范的修改,很多结构已经不符合现行规范,拆除重建,必然会造成巨大的资源浪费和环境问题。此时,加固解决的并不是质量问题,这个理论,相信大家也就明白了。



相信经过上述探讨,大家应该会对加固有了一个全面的认识,实际在日常生活之中,对于加固都会有些许疑问,例如,之前提到的某学校的“胶带”宿舍楼。卡本将会牢记“创新技术、铸就精品、护航安全”的使命,携手更多加固同仁共同探讨加固技术,共促行业发展。



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