新材料助老建筑“強(qiáng)筋健骨”
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城鎮(zhèn)老舊小區(qū)改造是提升群眾幸福感的重要工作,也是城市更新行動(dòng)的重要內(nèi)容。記者從國(guó)新辦日前舉行的高質(zhì)量完成“十四五”規(guī)劃系列主題新聞發(fā)布會(huì)上獲悉,“十四五”期間,全國(guó)累計(jì)改造城鎮(zhèn)老舊小區(qū)24萬(wàn)多個(gè),惠及4000多萬(wàn)戶(hù)、1.1億人。
這些老舊建筑承載著城市發(fā)展的記憶,但許多因年代久遠(yuǎn)、風(fēng)雨侵蝕或用途改變,原有結(jié)構(gòu)難以滿(mǎn)足現(xiàn)在和未來(lái)的居住需求。改造的關(guān)鍵一步便是為老建筑“強(qiáng)筋健骨”。作為老舊房屋的“骨架”,建筑結(jié)構(gòu)直接關(guān)乎居住安全和可持續(xù)使用。如今,隨著科技進(jìn)步,多種新興材料,配合結(jié)構(gòu)加固技術(shù),讓老舊建筑重獲堅(jiān)實(shí)“骨架”。
高延性材料:提升建筑韌性和抗裂性
水泥基類(lèi)材料是建筑結(jié)構(gòu)加固中的常用材料。其中,高延性水泥基復(fù)合材料憑借性能優(yōu)勢(shì),在城市老舊建筑改造領(lǐng)域備受青睞。
“這類(lèi)材料的力學(xué)性能更接近混凝土,又被稱(chēng)為高延性混凝土。它通過(guò)摻入特殊纖維,顯著提升了材料的韌性與抗裂性。”中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院所屬中建材中巖科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中巖科技”)高延性水泥基復(fù)合材料技術(shù)負(fù)責(zé)人仲?gòu)拇航榻B,這種材料具備優(yōu)異的延展變形能力。如果城市老舊建筑遭遇地震等自然災(zāi)害,它可以通過(guò)自身形變吸收沖擊能量,有效保障房屋“搖而不倒”,為居住者的生命安全筑起防線(xiàn)。目前,該材料已經(jīng)被應(yīng)用在我國(guó)部分城市老舊學(xué)校、老舊居民樓的結(jié)構(gòu)加固工程中。
中巖科技城市更新事業(yè)部部長(zhǎng)張帥介紹,在城市老舊建筑的結(jié)構(gòu)加固工程中,采用高延性水泥基復(fù)合材料后,墻體抗倒塌能力可以提升3倍至5倍,相比傳統(tǒng)加固方案,改造成本降低20%。同時(shí),改造后墻面的彎曲韌性和彎曲強(qiáng)度完全可達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,解決了老舊建筑墻體易開(kāi)裂、承載力不足的問(wèn)題。
高延性水泥基復(fù)合材料不僅加固能力強(qiáng),而且適用范圍廣。仲?gòu)拇焊嬖V記者,無(wú)論是平面墻還是曲面墻,均能使用該材料。其核心施工工藝主要包括基層處理和保濕養(yǎng)護(hù)兩大環(huán)節(jié),流程簡(jiǎn)便且易操作,可以有效縮短老舊建筑改造工期,減少對(duì)居民日常生活的干擾。
不過(guò),要在城市老舊建筑中充分發(fā)揮高延性水泥基復(fù)合材料的能力,需滿(mǎn)足一個(gè)重要前提:原建筑的基礎(chǔ)必須穩(wěn)定。“它是一種加固材料,并非支撐材料,只能提升老舊建筑的結(jié)構(gòu)性能,不能替代必要的結(jié)構(gòu)性支撐構(gòu)件。”仲?gòu)拇禾嵝眩谑褂么祟?lèi)復(fù)合材料前,相關(guān)工作人員需先檢查墻體狀態(tài),如果墻體存在嚴(yán)重風(fēng)化或酥松問(wèn)題,必須先對(duì)其基層進(jìn)行修復(fù)處理,確保材料能與墻體牢固結(jié)合,以免加固失敗。
碳纖維材料:提供堅(jiān)強(qiáng)支撐且不增加重量負(fù)擔(dān)
在城市老舊建筑的結(jié)構(gòu)加固工程中,對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行粘接加固是一種常用的修復(fù)手段。這種加固方式使用的“膠帶”,是專(zhuān)門(mén)用于建筑結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)的碳纖維材料。這種材料憑借卓越的性能,已經(jīng)成為解決城市老舊建筑結(jié)構(gòu)安全隱患的核心材料之一。
碳纖維材料的過(guò)人之處首先體現(xiàn)在其出色的物理性能上。碳纖維材料抗拉強(qiáng)度超過(guò)3500兆帕,是普通鋼材的7倍至10倍,密度僅為鋼材的1/4左右,強(qiáng)度高、密度低。上述特性使其既能為老舊建筑提供有力支撐,又不會(huì)給本就脆弱的老舊建筑增加過(guò)多負(fù)擔(dān)。
除此之外,碳纖維材料還具備出色的耐腐蝕性與抗老化性。即便在潮濕、陰暗的環(huán)境中,它也能夠長(zhǎng)期保持穩(wěn)定性能,大幅降低了建筑后期的維護(hù)成本,減少了居民因建筑維護(hù)產(chǎn)生的額外開(kāi)支,也延長(zhǎng)了老舊建筑的使用壽命。
在實(shí)際加固施工中,碳纖維材料的優(yōu)勢(shì)更加突出,與傳統(tǒng)加固方式形成鮮明對(duì)比。傳統(tǒng)的粘鋼加固,需要用大型設(shè)備吊裝厚重的鋼板。這種方式不僅對(duì)施工場(chǎng)地要求高,而且鋼板的重量可能對(duì)脆弱的建筑結(jié)構(gòu)造成二次傷害。此外,施工過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲、粉塵會(huì)嚴(yán)重影響居民的正常生活,讓不少老舊小區(qū)居民對(duì)加固工程“又盼又怕”。
碳纖維材料則改變了這一局面。由碳纖維材料制成的碳纖維布輕薄如紙,施工人員僅用雙手就能完成主要結(jié)構(gòu)修復(fù)操作,無(wú)需大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)。這不僅大幅縮短了施工工期,而且最大限度減少了對(duì)居民日常生活的干擾,讓老舊小區(qū)改造真正實(shí)現(xiàn)“便民不擾民”。
與此同時(shí),碳纖維材料的適用性較強(qiáng),可以解決老舊建筑的多種結(jié)構(gòu)問(wèn)題。如果混凝土板出現(xiàn)裂縫,那么只需將碳纖維布沿構(gòu)件受拉方向粘貼,就能夠利用其高強(qiáng)度特性分擔(dān)結(jié)構(gòu)拉力,有效延緩裂縫擴(kuò)張。老舊居民樓陽(yáng)臺(tái)的懸挑梁易出現(xiàn)裂縫。在懸挑梁處粘貼碳纖維布后,既能夠增強(qiáng)梁的抗彎能力,又不會(huì)破壞陽(yáng)臺(tái)原有外觀(guān),兼顧安全與美觀(guān)。
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