中岩科(kē)技(jì)混凝土(tǔ)結構損傷修複技(jì)術再創新突破
發布時(shí)間(jiān)：
2021-09-08 15:59
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混凝土(tǔ)是當今世界上(shàng)用途最廣、用量最大的(de)建築材料。1990年(nián)以後，随着經濟的(de)發展、對(duì)外(wài)開(kāi)放(fàng)的(de)深入推行，我國(guó)建築業(yè)規模迅速擴大，由于具有(yǒu)經濟适用、易于成型等優點,混凝土(tǔ)結構被廣泛應用于水(shuǐ)利、交通(tōng)、工(gōng)業(yè)民(mín)用建築等大型國(guó)民(mín)經濟基礎性設施和(hé)國(guó)防工(gōng)程中,成為(wèi)一種不可替代的(de)建築材料。同時(shí)，随着基礎建設及城(chéng)市(shì)規模的(de)不斷擴大，混凝土(tǔ)結構或相(xiàng)關的(de)構築物(wù)已占到相(xiàng)當大的(de)比例。但(dàn)混凝土(tǔ)結構在廣泛使用的(de)同時(shí),随着使用年(nián)限的(de)增長(cháng),既有(yǒu)混凝土(tǔ)結構在各種使用荷載及侵蝕環境作(zuò)用下(xià),出現(xiàn)了嚴重的(de)耐久性問(wèn)題，比如由于老(lǎo)化(huà)引起的(de)各種病害或事(shì)故,嚴重影響了建築物(wù)的(de)正常使用年(nián)限和(hé)國(guó)民(mín)經濟安全。縱觀我國(guó)目前建築業(yè)的(de)發展行程，已步入了維修與新建并舉的(de)時(shí)期，可以預見我國(guó)大規模建築物(wù)的(de)維修改造期已經到來(lái)。
中岩科(kē)技(jì)混凝土(tǔ)結構損傷修複技(jì)術提上(shàng)日(rì)程
目前我國(guó)建築物(wù)的(de)維修改造工(gōng)程量浩大，中岩科(kē)技(jì)混凝土(tǔ)結構損傷修複材料及技(jì)術具有(yǒu)很(hěn)大的(de)市(shì)場(chǎng)競争力與科(kē)研空間(jiān)。從(cóng)世界範圍內(nèi)來(lái)看(kàn)，就橋梁這(zhè)類工(gōng)程中，光(guāng)是美(měi)國(guó)就有(yǒu)将近(jìn)一半數量的(de)鋼筋混凝土(tǔ)出現(xiàn)了不同程度上(shàng)的(de)腐蝕損壞，還(hái)有(yǒu)近(jìn)一半以上(shàng)的(de)橋梁出現(xiàn)了承載力不足的(de)問(wèn)題;我國(guó)一些處在水(shuǐ)流中的(de)建築物(wù)因為(wèi)長(cháng)期受到水(shuǐ)流的(de)腐蝕，再加上(shàng)前期施工(gōng)過程中材料以及管理(lǐ)方面存在的(de)一系列問(wèn)題，相(xiàng)當一部分建築物(wù)已經出現(xiàn)腐蝕、磨損等現(xiàn)象，同時(shí)在西(xī)部幹寒地(dì)區(qū)，因為(wèi)氣候幹燥、幹濕交替頻(pín)繁以及風(fēng)沙侵蝕、長(cháng)期處于凍融環境等，大部分建築物(wù)、橋梁、鐵(tiě)路(lù)等混凝土(tǔ)結構也出現(xiàn)了蜂窩麻面、空洞、小(xiǎo)面積坍塌等現(xiàn)象，這(zhè)些建築物(wù)都(dōu)需進一步維護工(gōng)作(zuò)。
目前傳統的(de)混凝土(tǔ)缺損修補材料都(dōu)存在柔韌性較小(xiǎo)，易發生(shēng)斷裂滲漏的(de)問(wèn)題。比如橋面在強彎矩和(hé)荷載力的(de)影響下(xià)，傳統的(de)修補材料易産生(shēng)裂縫，導緻修複後的(de)建築物(wù)出現(xiàn)循環反複的(de)修複當中，這(zhè)種往複的(de)拆卸修複勢必造成建築材料的(de)浪費(fèi)以及對(duì)建築物(wù)周圍生(shēng)态壞境的(de)破壞，甚至進一步影響結構服役壽命。同時(shí)，傳統的(de)砂漿修補材料其粘結性差、施工(gōng)過程複雜(zá)、成本耗費(fèi)大、對(duì)環境的(de)危害大等弊端，已經滿足不了當今混凝土(tǔ)結構損傷修補的(de)需要。
攻堅克難 打造中岩科(kē)技(jì)修補材料的(de)“高(gāo)性能”
中岩科(kē)技(jì)立足當前建築物(wù)修複難題并結合自(zì)身(shēn)優勢，成功開(kāi)發出了适用于大部分混凝土(tǔ)結構缺損修複的(de)材料。與傳統混凝土(tǔ)缺損修補材料相(xiàng)比主要有(yǒu)五個(gè)“高(gāo)性能”特點，第一，與舊(jiù)混凝土(tǔ)相(xiàng)容性一緻。中岩科(kē)技(jì)的(de)修補材料收縮變形小(xiǎo)，與舊(jiù)混凝土(tǔ)熱膨脹系數接近(jìn)，粘結界面産生(shēng)的(de)溫度應力微(wēi)小(xiǎo)，同時(shí)兩種材料蠕變系數和(hé)彈性模量相(xiàng)近(jìn)，在受到外(wài)荷載作(zuò)用後，上(shàng)下(xià)層混凝土(tǔ)能保持變形協調，結構內(nèi)破壞應力較小(xiǎo)。第二，有(yǒu)良好(hǎo)的(de)粘結性能。粘結性能是損傷修複成功的(de)前提條件(jiàn)，界面抗剪粘結強度是薄層修補重要設計(jì)參數。一方面中岩科(kē)技(jì)的(de)修補材料具有(yǒu)一定的(de)流動性，能夠滲透到舊(jiù)混凝土(tǔ)表面的(de)孔隙中，增大粘結接觸面積，提高(gāo)粘結強度;另一方面，中岩科(kē)技(jì)修補材料含有(yǒu)粘結能力強的(de)膠質，可使界面形成足夠的(de)粘結強度。第三，有(yǒu)更強的(de)抗收縮變形能力，新老(lǎo)界面不會由于收縮變形産生(shēng)剪切破壞應力。第四，有(yǒu)更高(gāo)的(de)早期強度和(hé)韌性便于一些混凝土(tǔ)結構修補後需短時(shí)間(jiān)內(nèi)快速投入使用。第五，有(yǒu)良好(hǎo)的(de)耐久性。中岩科(kē)技(jì)的(de)修補材料具有(yǒu)防水(shuǐ)效果，且塗刷的(de)表面防護材料可起到抗腐蝕作(zuò)用，因此在耐久性方面具有(yǒu)天然的(de)優勢。
對(duì)混凝土(tǔ)結構進行修複前，此修複技(jì)術首先要确定修複建築物(wù)設計(jì)參數，對(duì)原有(yǒu)舊(jiù)混凝土(tǔ)結構進行調查分析、檢測，了解混凝土(tǔ)現(xiàn)有(yǒu)結構狀況和(hé)使用性能，确定設計(jì)參數。比如混凝土(tǔ)橋梁的(de)修複需要确定的(de)參數有(yǒu)：現(xiàn)有(yǒu)道(dào)路(lù)交通(tōng)量、未來(lái)交通(tōng)增長(cháng)趨勢預測分析、各結構層狀況、路(lù)面損壞程度、路(lù)表平整度、磨阻系數檢測等等。通(tōng)過調查、分析、檢測，對(duì)現(xiàn)有(yǒu)路(lù)面結構和(hé)使用性能做出初步評價，對(duì)于一些輕微(wēi)損傷加以适當修補，如恢複接縫傳荷能力、固定裂縫處混凝土(tǔ)、填充裂縫孔隙等。對(duì)于處于發展中的(de)裂縫和(hé)錯(cuò)台，根據實際情況，采取專門處理(lǐ)，否則會影響修補結構使用壽命。
即針對(duì)不同病害等級，中岩科(kē)技(jì)修複技(jì)術建立了等級評價機(jī)制，主要分為(wèi)兩個(gè)步驟：步驟一是建立基于混凝土(tǔ)結構缺損評估模型，結合損傷的(de)特點，将被評估的(de)結構從(cóng)整體(tǐ)到構件(jiàn)進行層次劃分，得到不同層次的(de)損傷狀況;步驟二是建立基于構件(jiàn)的(de)損傷評估模型，判斷不同構件(jiàn)可能發生(shēng)的(de)混凝土(tǔ)結構損傷類型，分析影響損傷的(de)各種因素，并進行歸類，最終得到該構件(jiàn)的(de)病害狀況。針對(duì)不同病害的(de)影響因素，應對(duì)材料的(de)應用以及施工(gōng)方法進行調整。
中岩科(kē)技(jì)在不斷的(de)實踐中深入總結混凝土(tǔ)典型病害的(de)類型、成因以及影響混凝土(tǔ)耐久性的(de)因素。在上(shàng)述工(gōng)作(zuò)的(de)基礎上(shàng)更深入的(de)研究混凝土(tǔ)結構損傷評估理(lǐ)論、建立評估模型，已得到更貼切的(de)評估方法和(hé)更客觀的(de)評價結果。同時(shí)完善無損檢測技(jì)術手段，完善服役混凝土(tǔ)結構無損檢測技(jì)術指南和(hé)分級評價标準，并得到了推廣使用。
中岩科(kē)技(jì)自(zì)主研發的(de)混凝土(tǔ)結構損傷修複材料雖然具有(yǒu)理(lǐ)論應用基礎，并且進行了室內(nèi)試驗驗證，但(dàn)是想要在實際依托項目上(shàng)的(de)應用達到預期的(de)效果，還(hái)必須制定并且執行詳細合理(lǐ)的(de)施工(gōng)方案。目前中岩科(kē)技(jì)的(de)修複材料成功應用到了京廣高(gāo)鐵(tiě)安陽段底座闆修複、石家(jiā)莊地(dì)鐵(tiě)管片缺損修複等項目中，并取得了良好(hǎo)的(de)效果。目前有(yǒu)大量混凝土(tǔ)結構即将面臨修補工(gōng)作(zuò)，中岩科(kē)技(jì)混凝土(tǔ)結構損傷修複材料及技(jì)術仍将繼續在實踐中進行不斷改善升級，争取早日(rì)實現(xiàn)市(shì)場(chǎng)化(huà)，為(wèi)國(guó)內(nèi)混凝土(tǔ)結構養護、修複提供新的(de)思路(lù)。
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