建筑結構耐久性檢測及加固技術應用分析探究

葛喬喬

(南京南大工程檢測有限公司 江蘇南京 210000)

在建筑結構使用過程中，耐久性和安全性是判斷建筑物性能的重要指標，其將直接決定建筑物的使用壽命。因此，技術人員應以建筑結構實際情況為基礎，選擇合理的耐久性檢測手段和加固方式，使建筑結構安全性和耐久性進一步提高，從而達到提高建筑結構使用壽命的目的。

1 建筑結構耐久性的相關理論

在建筑結構建設和使用過程中，混凝土質量是決定建筑結構耐久性的重要因素，耐久性主要包含抗凍性、抗腐蝕性以及抗滲漏性等特點。為了使建筑結構耐久性進一步提高，技術人員應對混凝土施工過程進行控制，在混凝土拌合時，技術人員不但應對水泥質量進行控制，還應加入適量減水劑，確?；炷亮鲃有苑鲜┕ひ?。

2 建筑結構耐久性檢測和加固技術應用的意義

在建筑工程管理和施工過程中，由于諸多因素的影響，會導致建筑結構施工質量受到影響，在其使用過程中，部分構件會出現錯位、變形以及裂縫等問題，導致建筑結構安全性和耐久性受到影響。通過耐久性檢測和結構加固技術不但可以使建筑結構安全性進一步提高，延長建筑物的使用壽命，還能起到控制施工成本的目的，使企業經濟效益進一步提高，達到促進我國建筑行業發展的目的。

3 建筑結構耐久性檢測的主要內容

3.1 建筑結構混凝土的檢測

在對建筑結構混凝土耐久性進行檢測，主要包含如下幾個方面。

（1）外觀損傷檢查。主要檢測內容包括構件裂縫走向、開裂形態、混凝土表面剝離、起鼓、露筋、銹斑等損傷問題。（2）混凝土幾何參數測定。主要檢測項目包括結構變形、構件垂直度以及截面尺寸等內容。（3）混凝土抗壓強度?；炷量箟簭姸葯z測主要包括鉆芯法、超聲回彈法、超聲法、回彈法以及后裝拔出法等。技術人員應根據混凝土的實際情況，選擇合適的檢測方式對抗壓強度進行檢測。（4）抗滲透性。在混凝土結構使用過程中，若其抗滲透性不符合要求，O2、Cl-、CO2、H2O、SO42-等離子和物質會侵入混凝土內部，導致混凝土出現鋼筋銹蝕、凍融破壞、硫酸鹽侵蝕以及化學侵蝕等問題，使其耐久性受到影響。技術人員可以根據表層滲透性法、離子擴散系數法以及抗滲標號法等檢測方式對其抗滲透性進行檢測。（5）氯離子含量檢測。在對氯離子含量進行檢測過程中，主要可以分為鉻酸鉀指示硝酸銀滴定法、電位滴定法、離子色譜法、RCT 法以及氯離子選擇性電極法等，其中前3 種方法為試驗室檢測方法，后兩種則為現場檢測方法。因此，施工單位應以實際情況為基礎，對氯離子含量檢測方式進行選擇。

3.2 建筑結構砌體的檢測

在對砌體結構實施檢測過程中，可分為現場檢測和室內試驗兩個部分?，F場檢測主要包括以下幾點。

（1）使用環境調查。主要調查內容包括結構所處環境歷年濕度和溫度平均值、耐久性問題產生的時間、建造時間以建筑用途等。（2）砌體外觀檢查。對砌體中砂漿和塊體的凍融、裂縫、剝蝕、風化以及色澤等情況進行檢查，并留存相應的影響資料，為鑒定報告編寫提供借鑒。（3）結構檢測。主要指對砌體構件、砌筑墻體砂漿強度和塊體強度等進行測定。

與此同時，室內試驗主要包括如下幾點。（1）墻材的穩定性。燒結磚制作時，可能會摻入石灰巖顆粒，在燒結過程中，石灰巖顆粒會生成氧化鈣，若砌筑墻體上使用該種燒結磚進行施工，燒結磚中的氧化鈣會吸收水分生成氫氧化鈣，導致墻體出現變形等問題。技術人員可以使用“石灰爆裂”試驗對耐久性進行試驗。與此同時，當砌體表面出現棱角模糊、強度損失等問題時，技術人員應對其進行抗壓強度和抗折強度試驗。（2）抗風化和抗凍性試驗。當砌體風化速度較快時，為了對其耐久性進行檢驗，技術人員應對其實施抗風化試驗和凍融試驗。（3）砌體的耐腐蝕。為了對砌體耐腐蝕性進行檢測，技術人員可以將砌體放入濃度為7.5%的硫酸鈉中，浸泡一段時間后取出，并在相對濕度為50%以及溫度20 ℃的條件下放置12 h，循環多次操作，并對每次砌體外觀損傷情況、剝蝕程度以及酸蝕前后強度進行記錄，以此為基礎，對砌體耐久性進行分析。

3.3 建筑結構耐久性檢測的檢測

在建筑工程項目和規模不斷增加的過程中，建筑結構的跨度和高度也不斷擴大，相較于混凝土結構和砌體結構，鋼結構具有質量較小、材質均勻性良好等特點，因此，在對大跨度結構和超高層建筑進行施工過程中，鋼結構的應用越來越廣泛。為了使建筑結構耐久性進一步提高，技術人員應對鋼結構力學性能和承載力進行檢測。在鋼結構進行檢測過程中，技術人員應以建筑結構實際情況為依據，選擇合理的檢測方式對鋼結構進行檢測[1]。

4 建筑結構加固應用

4.1 建筑結構加固施工設計要點

在加固設計之前，施工單位應聘請專業的機構對建筑結構進行鑒定，并嚴格按照評估報告實施設計，在施工過程中，技術人員應嚴格按照加固設計方案進行施工，在保障施工進度和質量的前提下，使建筑結構加固成本進一步降低。因此，在對建筑結構進行加固設計過程中，應注意以下兩點。

（1）在加固設計過程中，技術人員應從經濟角度出發，使加固設計可行性進一步提高。建筑物在長時間的自然環境侵蝕下，會產生結構失穩的情況，為了保障其使用安全性，技術人員應對其進行加固設計，并對加固成本進行分析，如果存在成本過高的情況，應重新進行規劃設計，使其經濟效益進一步提高。（2）在對建筑物進行加固設計之前，技術人員應與原承建單位和設計單位進行溝通，收集其原始施工資料，在保留原有建筑物的承重部分的前提下實施設計，防止對建筑物造成二次破壞。若原有建筑檔案不完整，技術人員應以原有設計圖紙為基礎，深入到現場進行勘察，使加固設計更加合理。

4.2 建筑結構加固的主要手段

大部分加固處理手段主要是通過擴大建筑結構橫截面的方式來控制建筑結構承受應力，與此同時，部分加固處理手段還會通過改變建筑物受力的方式來轉移或分散建筑結構的荷載。在實際操作過程中，技術人員應根據建筑結構實際情況提出有針對性的加固方案，并嚴格按照方案進行加固施工。

4.2.1 結構粘鋼技術

在對建筑結構進行加固施工過程中，結構粘鋼技術是最基礎的處理方式。在使用結構粘鋼技術對建筑結構實施加固處理之前，技術人員應對膠粘劑的特點進行分析，并以此為基礎，實施加固處理[2]。在此過程中，技術人員應將一層鋼板粘貼在建筑結構的外側，所粘貼的鋼板厚度應符合要求，借助鋼板加固建筑結構，使建筑結構性能進一步提高。與此同時，結構粘鋼技術還具有對周邊環境、建筑物外觀影響較小的特點，可以保障建筑物原有面貌。在結構粘鋼技術加固過程中，技術人員應注意如下問題：技術人員應對施工環境溫度進行控制，通常情況下，施工環境溫度應不超過60 ℃，且在施工過程中應對預應力筋進行張拉，使建筑結構加固施工水平進一步提高。

4.2.2 預應力加固技術

為了使建筑結構耐久性進一步提高，技術人員應先對建筑結構進行分析，并使用預應力加固技術對建筑結構進行加固處理，使建筑結構薄弱位置的承載力進一步提高，從而達到提高建筑結構整體耐久性的目的[3]。到目前為止，預應力加固技術不但在建筑結構加固中應用較為廣泛，在道路橋梁加固過程中，其應用越來越廣泛，該種加固方式不但具有良好的加固效果，還可以使建筑結構經濟效益得以提高，預應力加固結構圖如圖1所示。

圖1 預應力加固結構圖

4.2.3 加大截面加固技術

在使用加大截面加固技術對建筑結構進行加固處理過程中，具有操作簡單、對建筑物影響較小的特點。在該加固技術應用過程中，技術人員應對原有建筑水泥和制作工藝進行分析，并使用高一標號的水泥和制作工藝對截面進行施工，使原有結構截面進一步增加，從而達到提高結構承載力的目的。到目前為止，加大截面加固技術越來越成熟，應用也越來越廣泛，但是該種加固方式會對原有建筑結構外觀造成影響，使其美觀性受到影響，在加固技術不斷發展的過程中，該種加固方式將會被替代[4]。

4.2.4 植入鋼筋加固技術

在使用植入鋼筋加固方式對建筑結構進行加固處理過程中，技術人員應對建筑結構特點進行分析，并以此為基礎，對植入鋼筋的數量、位置以及規格等參數進行計算。在鋼筋植入過程中，技術人員應先在建筑結構特定位置進行鉆孔施工，再將鋼筋植入其中，并完成注膠，在填充過程中，所使用的建筑材料施工工藝和配比應與原有的建筑物一致[5]。植入鋼筋加固技術可以在保障建筑結構原有外觀的前提下，使建筑構件承載力進一步提高，達到提高建筑物整體耐久性的目的。建筑結構植入鋼筋加固施工方式如圖2所示。

圖2 建筑結構植入鋼筋加固施工圖

4.2.5 托換加固技術

當前常見的托換加固技術主要有托梁換柱、托換接柱以及托換拆柱，托換加固技術應用靈活性較高，且技術具有較高的綜合性。在使用托換加固技術對建筑結構進行處理過程中，可以達到復位建筑結構、加固建筑結構作用以及提高建筑屋頂結構強度等目的，與此同時，該種加固技術不但可以應用于既有建筑物的加固和改建作業中，還可以應用于廢棄建筑物拆除作業中。除此之外，雖然托換加固技術還具有施工操作簡單、施工效率較高等特點，可以使加固作業效率進一步提高，但是托換加固施工過程中，需要技術人員具有較高的專業性和經驗，靈活運用該技術進行加固，保障建筑結構加固作業水平，使建筑結構耐久性和安全性進一步提高。

4.2.6 修補裂縫加固技術

在對建筑結構裂縫進行修補處理過程中，技術人員應先對建筑結構裂縫面積、裂縫性質以及裂縫產生的原因等進行分析，并以此為基礎，對裂縫修補方案進行制訂，使建筑結構耐久性進一步提高。該項加固技術對物力和人力資源要求相對較低，且加固質量相對較高，被廣泛應用于各種建筑結構裂縫修補過程中。在對混凝土裂縫進行處理過程中，灌漿法應用范圍廣泛，不但可以對細微裂縫進行處理，還可以應用于大裂縫處理，具有良好的處理效果。通常情況下，根據裂縫性質可采取如下處理方案：第一，當裂縫表面寬度小于0.3 mm，且具有數量較多、深度較小的特點時，施工單位可以使用涂刷環氧漿液的方式對裂縫表面進行處理；第二，當裂縫表面寬度大于0.3 mm時，該種裂縫會使鋼筋出現銹蝕等病害，導致結構耐久性受到影響，因此，施工單位應采用環氧膠凝防水材料對裂縫進行化學灌漿處理。在化學灌漿法應用過程中，施工單位借助機械設備，將具有抗膨性能和固化性能的漿液貫入混凝土裂縫內，使其在混凝土內部擴散且固化，達到修復混凝土裂縫的目的，使混凝土耐久性進一步提高[6]。

4.2.7 粘貼芳綸纖維布加固

當混凝土結構存在原保護層不足或存在裂縫時，施工單位可以將一層AFS-40 型芳綸纖維布粘貼在構件表面上。由于芳綸纖維復合材料具有良好的康腐蝕性能且不具有導電性，因此，當其與鋼筋接觸時，不會產生電化學腐蝕。與此同時，通過在混凝土表面粘貼芳綸纖維布，還可以達到封閉混凝土裂縫的目的，使混凝土內部與空氣相隔離，防止混凝土出現碳化，在不增加截面尺寸和荷載的前提下，達到提高混凝土耐久性、增加使用壽命的目的。

4.2.8 混凝土碳化修復技術

（1）運用環氧厚漿涂料修復混凝土碳化。該種涂料具有密封性能、物理機械性能以及穩定性較高的特點，其保護周期通常大于12年，且施工較為便捷，既可以采用手工涂刷的方式進行施工，也可以采用機械噴涂的方式進行施工。通常情況下，環氧厚漿涂料主要可以分為甲組和乙組，通常應按照甲組∶乙組=7∶1 的方式進行混合，與此同時，由于環氧厚漿涂料中揮發組分較少、固體組分較多，因此需要涂刷3～4 遍，用量為0.5～0.6 kg/m2，厚度為250 μm。（2）運用硅粉砂漿修復混凝土碳化。硅粉砂漿主要有硅粉和普通水泥砂漿配制而成，當鑿除混凝土碳化層后，施工單位可以使用硅粉砂漿對其進行充分粉刷。根據相關試驗可知，該種材料粘結強度為3.6 MPa，抗拉強度為5.2 MPa，抗壓強度為120 MPa，抗沖磨性能比C60 水泥砂漿高1.5 倍，28 d碳化試驗后的碳化深度為0。（3）變形縫縫面處理。為了控制混凝土碳化速度，施工單位還應對變形縫縫面進行處理，可將SR 嵌縫膏涂刷在表面，達到封閉的作用[7]。

5 結語

在對建筑結構耐久性進行檢測過程中，需要從建筑結構鋼結構檢測、建筑結構砌體檢測、建筑結構混凝土檢測這3 個角度出發進行檢測，確保耐久性檢測的準確性。與此同時，技術人員應根據耐久性檢測結果對建筑結構加固手段進行選擇，當前常見的加固技術主要有修補裂縫加固技術、碳化混凝土修復技術、托換加固技術、植入鋼筋加固技術、加大截面加固技術、預應力加固技術以及結構粘鋼技術等，通過建筑結構耐久性檢測和加固處理，可以在保障建筑結構安全性和耐久性的前提下，使建筑結構使用壽命進一步提高。