建筑结构耐久性检测及加固技术应用分析探究

葛乔乔

(南京南大工程检测有限公司 江苏南京 210000)

在建筑结构使用过程中，耐久性和安全性是判断建筑物性能的重要指标，其将直接决定建筑物的使用寿命。因此，技术人员应以建筑结构实际情况为基础，选择合理的耐久性检测手段和加固方式，使建筑结构安全性和耐久性进一步提高，从而达到提高建筑结构使用寿命的目的。

1 建筑结构耐久性的相关理论

在建筑结构建设和使用过程中，混凝土质量是决定建筑结构耐久性的重要因素，耐久性主要包含抗冻性、抗腐蚀性以及抗渗漏性等特点。为了使建筑结构耐久性进一步提高，技术人员应对混凝土施工过程进行控制，在混凝土拌合时，技术人员不但应对水泥质量进行控制，还应加入适量减水剂，确保混凝土流动性符合施工要求。

2 建筑结构耐久性检测和加固技术应用的意义

在建筑工程管理和施工过程中，由于诸多因素的影响，会导致建筑结构施工质量受到影响，在其使用过程中，部分构件会出现错位、变形以及裂缝等问题，导致建筑结构安全性和耐久性受到影响。通过耐久性检测和结构加固技术不但可以使建筑结构安全性进一步提高，延长建筑物的使用寿命，还能起到控制施工成本的目的，使企业经济效益进一步提高，达到促进我国建筑行业发展的目的。

3 建筑结构耐久性检测的主要内容

3.1 建筑结构混凝土的检测

在对建筑结构混凝土耐久性进行检测，主要包含如下几个方面。

（1）外观损伤检查。主要检测内容包括构件裂缝走向、开裂形态、混凝土表面剥离、起鼓、露筋、锈斑等损伤问题。（2）混凝土几何参数测定。主要检测项目包括结构变形、构件垂直度以及截面尺寸等内容。（3）混凝土抗压强度。混凝土抗压强度检测主要包括钻芯法、超声回弹法、超声法、回弹法以及后装拔出法等。技术人员应根据混凝土的实际情况，选择合适的检测方式对抗压强度进行检测。（4）抗渗透性。在混凝土结构使用过程中，若其抗渗透性不符合要求，O2、Cl-、CO2、H2O、SO42-等离子和物质会侵入混凝土内部，导致混凝土出现钢筋锈蚀、冻融破坏、硫酸盐侵蚀以及化学侵蚀等问题，使其耐久性受到影响。技术人员可以根据表层渗透性法、离子扩散系数法以及抗渗标号法等检测方式对其抗渗透性进行检测。（5）氯离子含量检测。在对氯离子含量进行检测过程中，主要可以分为铬酸钾指示硝酸银滴定法、电位滴定法、离子色谱法、RCT 法以及氯离子选择性电极法等，其中前3 种方法为试验室检测方法，后两种则为现场检测方法。因此，施工单位应以实际情况为基础，对氯离子含量检测方式进行选择。

3.2 建筑结构砌体的检测

在对砌体结构实施检测过程中，可分为现场检测和室内试验两个部分。现场检测主要包括以下几点。

（1）使用环境调查。主要调查内容包括结构所处环境历年湿度和温度平均值、耐久性问题产生的时间、建造时间以建筑用途等。（2）砌体外观检查。对砌体中砂浆和块体的冻融、裂缝、剥蚀、风化以及色泽等情况进行检查，并留存相应的影响资料，为鉴定报告编写提供借鉴。（3）结构检测。主要指对砌体构件、砌筑墙体砂浆强度和块体强度等进行测定。

与此同时，室内试验主要包括如下几点。（1）墙材的稳定性。烧结砖制作时，可能会掺入石灰岩颗粒，在烧结过程中，石灰岩颗粒会生成氧化钙，若砌筑墙体上使用该种烧结砖进行施工，烧结砖中的氧化钙会吸收水分生成氢氧化钙，导致墙体出现变形等问题。技术人员可以使用“石灰爆裂”试验对耐久性进行试验。与此同时，当砌体表面出现棱角模糊、强度损失等问题时，技术人员应对其进行抗压强度和抗折强度试验。（2）抗风化和抗冻性试验。当砌体风化速度较快时，为了对其耐久性进行检验，技术人员应对其实施抗风化试验和冻融试验。（3）砌体的耐腐蚀。为了对砌体耐腐蚀性进行检测，技术人员可以将砌体放入浓度为7.5%的硫酸钠中，浸泡一段时间后取出，并在相对湿度为50%以及温度20 ℃的条件下放置12 h，循环多次操作，并对每次砌体外观损伤情况、剥蚀程度以及酸蚀前后强度进行记录，以此为基础，对砌体耐久性进行分析。

3.3 建筑结构耐久性检测的检测

在建筑工程项目和规模不断增加的过程中，建筑结构的跨度和高度也不断扩大，相较于混凝土结构和砌体结构，钢结构具有质量较小、材质均匀性良好等特点，因此，在对大跨度结构和超高层建筑进行施工过程中，钢结构的应用越来越广泛。为了使建筑结构耐久性进一步提高，技术人员应对钢结构力学性能和承载力进行检测。在钢结构进行检测过程中，技术人员应以建筑结构实际情况为依据，选择合理的检测方式对钢结构进行检测[1]。

4 建筑结构加固应用

4.1 建筑结构加固施工设计要点

在加固设计之前，施工单位应聘请专业的机构对建筑结构进行鉴定，并严格按照评估报告实施设计，在施工过程中，技术人员应严格按照加固设计方案进行施工，在保障施工进度和质量的前提下，使建筑结构加固成本进一步降低。因此，在对建筑结构进行加固设计过程中，应注意以下两点。

（1）在加固设计过程中，技术人员应从经济角度出发，使加固设计可行性进一步提高。建筑物在长时间的自然环境侵蚀下，会产生结构失稳的情况，为了保障其使用安全性，技术人员应对其进行加固设计，并对加固成本进行分析，如果存在成本过高的情况，应重新进行规划设计，使其经济效益进一步提高。（2）在对建筑物进行加固设计之前，技术人员应与原承建单位和设计单位进行沟通，收集其原始施工资料，在保留原有建筑物的承重部分的前提下实施设计，防止对建筑物造成二次破坏。若原有建筑档案不完整，技术人员应以原有设计图纸为基础，深入到现场进行勘察，使加固设计更加合理。

4.2 建筑结构加固的主要手段

大部分加固处理手段主要是通过扩大建筑结构横截面的方式来控制建筑结构承受应力，与此同时，部分加固处理手段还会通过改变建筑物受力的方式来转移或分散建筑结构的荷载。在实际操作过程中，技术人员应根据建筑结构实际情况提出有针对性的加固方案，并严格按照方案进行加固施工。

4.2.1 结构粘钢技术

在对建筑结构进行加固施工过程中，结构粘钢技术是最基础的处理方式。在使用结构粘钢技术对建筑结构实施加固处理之前，技术人员应对胶粘剂的特点进行分析，并以此为基础，实施加固处理[2]。在此过程中，技术人员应将一层钢板粘贴在建筑结构的外侧，所粘贴的钢板厚度应符合要求，借助钢板加固建筑结构，使建筑结构性能进一步提高。与此同时，结构粘钢技术还具有对周边环境、建筑物外观影响较小的特点，可以保障建筑物原有面貌。在结构粘钢技术加固过程中，技术人员应注意如下问题：技术人员应对施工环境温度进行控制，通常情况下，施工环境温度应不超过60 ℃，且在施工过程中应对预应力筋进行张拉，使建筑结构加固施工水平进一步提高。

4.2.2 预应力加固技术

为了使建筑结构耐久性进一步提高，技术人员应先对建筑结构进行分析，并使用预应力加固技术对建筑结构进行加固处理，使建筑结构薄弱位置的承载力进一步提高，从而达到提高建筑结构整体耐久性的目的[3]。到目前为止，预应力加固技术不但在建筑结构加固中应用较为广泛，在道路桥梁加固过程中，其应用越来越广泛，该种加固方式不但具有良好的加固效果，还可以使建筑结构经济效益得以提高，预应力加固结构图如图1所示。

图1 预应力加固结构图

4.2.3 加大截面加固技术

在使用加大截面加固技术对建筑结构进行加固处理过程中，具有操作简单、对建筑物影响较小的特点。在该加固技术应用过程中，技术人员应对原有建筑水泥和制作工艺进行分析，并使用高一标号的水泥和制作工艺对截面进行施工，使原有结构截面进一步增加，从而达到提高结构承载力的目的。到目前为止，加大截面加固技术越来越成熟，应用也越来越广泛，但是该种加固方式会对原有建筑结构外观造成影响，使其美观性受到影响，在加固技术不断发展的过程中，该种加固方式将会被替代[4]。

4.2.4 植入钢筋加固技术

在使用植入钢筋加固方式对建筑结构进行加固处理过程中，技术人员应对建筑结构特点进行分析，并以此为基础，对植入钢筋的数量、位置以及规格等参数进行计算。在钢筋植入过程中，技术人员应先在建筑结构特定位置进行钻孔施工，再将钢筋植入其中，并完成注胶，在填充过程中，所使用的建筑材料施工工艺和配比应与原有的建筑物一致[5]。植入钢筋加固技术可以在保障建筑结构原有外观的前提下，使建筑构件承载力进一步提高，达到提高建筑物整体耐久性的目的。建筑结构植入钢筋加固施工方式如图2所示。

图2 建筑结构植入钢筋加固施工图

4.2.5 托换加固技术

当前常见的托换加固技术主要有托梁换柱、托换接柱以及托换拆柱，托换加固技术应用灵活性较高，且技术具有较高的综合性。在使用托换加固技术对建筑结构进行处理过程中，可以达到复位建筑结构、加固建筑结构作用以及提高建筑屋顶结构强度等目的，与此同时，该种加固技术不但可以应用于既有建筑物的加固和改建作业中，还可以应用于废弃建筑物拆除作业中。除此之外，虽然托换加固技术还具有施工操作简单、施工效率较高等特点，可以使加固作业效率进一步提高，但是托换加固施工过程中，需要技术人员具有较高的专业性和经验，灵活运用该技术进行加固，保障建筑结构加固作业水平，使建筑结构耐久性和安全性进一步提高。

4.2.6 修补裂缝加固技术

在对建筑结构裂缝进行修补处理过程中，技术人员应先对建筑结构裂缝面积、裂缝性质以及裂缝产生的原因等进行分析，并以此为基础，对裂缝修补方案进行制订，使建筑结构耐久性进一步提高。该项加固技术对物力和人力资源要求相对较低，且加固质量相对较高，被广泛应用于各种建筑结构裂缝修补过程中。在对混凝土裂缝进行处理过程中，灌浆法应用范围广泛，不但可以对细微裂缝进行处理，还可以应用于大裂缝处理，具有良好的处理效果。通常情况下，根据裂缝性质可采取如下处理方案：第一，当裂缝表面宽度小于0.3 mm，且具有数量较多、深度较小的特点时，施工单位可以使用涂刷环氧浆液的方式对裂缝表面进行处理；第二，当裂缝表面宽度大于0.3 mm时，该种裂缝会使钢筋出现锈蚀等病害，导致结构耐久性受到影响，因此，施工单位应采用环氧胶凝防水材料对裂缝进行化学灌浆处理。在化学灌浆法应用过程中，施工单位借助机械设备，将具有抗膨性能和固化性能的浆液贯入混凝土裂缝内，使其在混凝土内部扩散且固化，达到修复混凝土裂缝的目的，使混凝土耐久性进一步提高[6]。

4.2.7 粘贴芳纶纤维布加固

当混凝土结构存在原保护层不足或存在裂缝时，施工单位可以将一层AFS-40 型芳纶纤维布粘贴在构件表面上。由于芳纶纤维复合材料具有良好的康腐蚀性能且不具有导电性，因此，当其与钢筋接触时，不会产生电化学腐蚀。与此同时，通过在混凝土表面粘贴芳纶纤维布，还可以达到封闭混凝土裂缝的目的，使混凝土内部与空气相隔离，防止混凝土出现碳化，在不增加截面尺寸和荷载的前提下，达到提高混凝土耐久性、增加使用寿命的目的。

4.2.8 混凝土碳化修复技术

（1）运用环氧厚浆涂料修复混凝土碳化。该种涂料具有密封性能、物理机械性能以及稳定性较高的特点，其保护周期通常大于12年，且施工较为便捷，既可以采用手工涂刷的方式进行施工，也可以采用机械喷涂的方式进行施工。通常情况下，环氧厚浆涂料主要可以分为甲组和乙组，通常应按照甲组∶乙组=7∶1 的方式进行混合，与此同时，由于环氧厚浆涂料中挥发组分较少、固体组分较多，因此需要涂刷3～4 遍，用量为0.5～0.6 kg/m2，厚度为250 μm。（2）运用硅粉砂浆修复混凝土碳化。硅粉砂浆主要有硅粉和普通水泥砂浆配制而成，当凿除混凝土碳化层后，施工单位可以使用硅粉砂浆对其进行充分粉刷。根据相关试验可知，该种材料粘结强度为3.6 MPa，抗拉强度为5.2 MPa，抗压强度为120 MPa，抗冲磨性能比C60 水泥砂浆高1.5 倍，28 d碳化试验后的碳化深度为0。（3）变形缝缝面处理。为了控制混凝土碳化速度，施工单位还应对变形缝缝面进行处理，可将SR 嵌缝膏涂刷在表面，达到封闭的作用[7]。

5 结语

在对建筑结构耐久性进行检测过程中，需要从建筑结构钢结构检测、建筑结构砌体检测、建筑结构混凝土检测这3 个角度出发进行检测，确保耐久性检测的准确性。与此同时，技术人员应根据耐久性检测结果对建筑结构加固手段进行选择，当前常见的加固技术主要有修补裂缝加固技术、碳化混凝土修复技术、托换加固技术、植入钢筋加固技术、加大截面加固技术、预应力加固技术以及结构粘钢技术等，通过建筑结构耐久性检测和加固处理，可以在保障建筑结构安全性和耐久性的前提下，使建筑结构使用寿命进一步提高。