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中巖科技混凝土結構損傷修復技術再創新突破

中巖科技混凝土結構損傷修復技術再創新突破

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  混凝土是當今世界上用途最廣、用量最大的建筑材料。1990年以后,隨著經濟的發展、對外開放的深入推行,我國建筑業規模迅速擴大,由于具有經濟適用、易于成型等優點,混凝土結構被廣泛應用于水利、交通、工業民用建筑等大型國民經濟基礎性設施和國防工程中,成為一種不可替代的建筑材料。同時,隨著基礎建設及城市規模的不斷擴大,混凝土結構或相關的構筑物已占到相當大的比例。但混凝土結構在廣泛使用的同時,隨著使用年限的增長,既有混凝土結構在各種使用荷載及侵蝕環境作用下,出現了嚴重的耐久性問題,比如由于老化引起的各種病害或事故,嚴重影響了建筑物的正常使用年限和國民經濟安全。縱觀我國目前建筑業的發展行程,已步入了維修與新建并舉的時期,可以預見我國大規模建筑物的維修改造期已經到來。

 

  中巖科技混凝土結構損傷修復技術提上日程

 

  目前我國建筑物的維修改造工程量浩大,中巖科技混凝土結構損傷修復材料及技術具有很大的市場競爭力與科研空間。從世界范圍內來看,就橋梁這類工程中,光是美國就有將近一半數量的鋼筋混凝土出現了不同程度上的腐蝕損壞,還有近一半以上的橋梁出現了承載力不足的問題;我國一些處在水流中的建筑物因為長期受到水流的腐蝕,再加上前期施工過程中材料以及管理方面存在的一系列問題,相當一部分建筑物已經出現腐蝕、磨損等現象,同時在西部干寒地區,因為氣候干燥、干濕交替頻繁以及風沙侵蝕、長期處于凍融環境等,大部分建筑物、橋梁、鐵路等混凝土結構也出現了蜂窩麻面、空洞、小面積坍塌等現象,這些建筑物都需進一步維護工作。

 

  目前傳統的混凝土缺損修補材料都存在柔韌性較小,易發生斷裂滲漏的問題。比如橋面在強彎矩和荷載力的影響下,傳統的修補材料易產生裂縫,導致修復后的建筑物出現循環反復的修復當中,這種往復的拆卸修復勢必造成建筑材料的浪費以及對建筑物周圍生態壞境的破壞,甚至進一步影響結構服役壽命。同時,傳統的砂漿修補材料其粘結性差、施工過程復雜、成本耗費大、對環境的危害大等弊端,已經滿足不了當今混凝土結構損傷修補的需要。

 

  攻堅克難 打造中巖科技修補材料的“高性能”

 

  中巖科技立足當前建筑物修復難題并結合自身優勢,成功開發出了適用于大部分混凝土結構缺損修復的材料。與傳統混凝土缺損修補材料相比主要有五個“高性能”特點,第一,與舊混凝土相容性一致。中巖科技的修補材料收縮變形小,與舊混凝土熱膨脹系數接近,粘結界面產生的溫度應力微小,同時兩種材料蠕變系數和彈性模量相近,在受到外荷載作用后,上下層混凝土能保持變形協調,結構內破壞應力較小。第二,有良好的粘結性能。粘結性能是損傷修復成功的前提條件,界面抗剪粘結強度是薄層修補重要設計參數。一方面中巖科技的修補材料具有一定的流動性,能夠滲透到舊混凝土表面的孔隙中,增大粘結接觸面積,提高粘結強度;另一方面,中巖科技修補材料含有粘結能力強的膠質,可使界面形成足夠的粘結強度。第三,有更強的抗收縮變形能力,新老界面不會由于收縮變形產生剪切破壞應力。第四,有更高的早期強度和韌性便于一些混凝土結構修補后需短時間內快速投入使用。第五,有良好的耐久性。中巖科技的修補材料具有防水效果,且涂刷的表面防護材料可起到抗腐蝕作用,因此在耐久性方面具有天然的優勢。

 

  對混凝土結構進行修復前,此修復技術首先要確定修復建筑物設計參數,對原有舊混凝土結構進行調查分析、檢測,了解混凝土現有結構狀況和使用性能,確定設計參數。比如混凝土橋梁的修復需要確定的參數有:現有道路交通量、未來交通增長趨勢預測分析、各結構層狀況、路面損壞程度、路表平整度、磨阻系數檢測等等。通過調查、分析、檢測,對現有路面結構和使用性能做出初步評價,對于一些輕微損傷加以適當修補,如恢復接縫傳荷能力、固定裂縫處混凝土、填充裂縫孔隙等。對于處于發展中的裂縫和錯臺,根據實際情況,采取專門處理,否則會影響修補結構使用壽命。

 

  即針對不同病害等級,中巖科技修復技術建立了等級評價機制,主要分為兩個步驟:步驟一是建立基于混凝土結構缺損評估模型,結合損傷的特點,將被評估的結構從整體到構件進行層次劃分,得到不同層次的損傷狀況;步驟二是建立基于構件的損傷評估模型,判斷不同構件可能發生的混凝土結構損傷類型,分析影響損傷的各種因素,并進行歸類,最終得到該構件的病害狀況。針對不同病害的影響因素,應對材料的應用以及施工方法進行調整。

 

  中巖科技在不斷的實踐中深入總結混凝土典型病害的類型、成因以及影響混凝土耐久性的因素。在上述工作的基礎上更深入的研究混凝土結構損傷評估理論、建立評估模型,已得到更貼切的評估方法和更客觀的評價結果。同時完善無損檢測技術手段,完善服役混凝土結構無損檢測技術指南和分級評價標準,并得到了推廣使用。

 

  中巖科技自主研發的混凝土結構損傷修復材料雖然具有理論應用基礎,并且進行了室內試驗驗證,但是想要在實際依托項目上的應用達到預期的效果,還必須制定并且執行詳細合理的施工方案。目前中巖科技的修復材料成功應用到了京廣高鐵安陽段底座板修復、石家莊地鐵管片缺損修復等項目中,并取得了良好的效果。目前有大量混凝土結構即將面臨修補工作,中巖科技混凝土結構損傷修復材料及技術仍將繼續在實踐中進行不斷改善升級,爭取早日實現市場化,為國內混凝土結構養護、修復提供新的思路。

 

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