新材料助老建筑“强筋健骨”

2025-10-22 15:39:28 来源: 点击数:

科技日报记者 都芃

城镇老旧小区改造是提升群众幸福感的重要工作,也是城市更新行动的重要内容。记者从国新办日前举行的高质量完成“十四五”规划系列主题新闻发布会上获悉,“十四五”期间,全国累计改造城镇老旧小区24万多个,惠及4000多万户、1.1亿人。

这些老旧建筑承载着城市发展的记忆,但许多因年代久远、风雨侵蚀或用途改变,原有结构难以满足现在和未来的居住需求。改造的关键一步便是为老建筑“强筋健骨”。作为老旧房屋的“骨架”,建筑结构直接关乎居住安全和可持续使用。如今,随着科技进步,多种新兴材料,配合结构加固技术,让老旧建筑重获坚实“骨架”。

高延性材料:提升建筑韧性和抗裂性

水泥基类材料是建筑结构加固中的常用材料。其中,高延性水泥基复合材料凭借性能优势,在城市老旧建筑改造领域备受青睐。

“这类材料的力学性能更接近混凝土,又被称为高延性混凝土。它通过掺入特殊纤维,显著提升了材料的韧性与抗裂性。”中国建筑材料科学研究总院所属中建材中岩科技有限公司(以下简称“中岩科技”)高延性水泥基复合材料技术负责人仲从春介绍,这种材料具备优异的延展变形能力。如果城市老旧建筑遭遇地震等自然灾害,它可以通过自身形变吸收冲击能量,有效保障房屋“摇而不倒”,为居住者的生命安全筑起防线。目前,该材料已经被应用在我国部分城市老旧学校、老旧居民楼的结构加固工程中。

中岩科技城市更新事业部部长张帅介绍,在城市老旧建筑的结构加固工程中,采用高延性水泥基复合材料后,墙体抗倒塌能力可以提升3倍至5倍,相比传统加固方案,改造成本降低20%。同时,改造后墙面的弯曲韧性和弯曲强度完全可达到现行国家标准要求,解决了老旧建筑墙体易开裂、承载力不足的问题。

高延性水泥基复合材料不仅加固能力强,而且适用范围广。仲从春告诉记者,无论是平面墙还是曲面墙,均能使用该材料。其核心施工工艺主要包括基层处理和保湿养护两大环节,流程简便且易操作,可以有效缩短老旧建筑改造工期,减少对居民日常生活的干扰。

不过,要在城市老旧建筑中充分发挥高延性水泥基复合材料的能力,需满足一个重要前提:原建筑的基础必须稳定。“它是一种加固材料,并非支撑材料,只能提升老旧建筑的结构性能,不能替代必要的结构性支撑构件。”仲从春提醒,在使用此类复合材料前,相关工作人员需先检查墙体状态,如果墙体存在严重风化或酥松问题,必须先对其基层进行修复处理,确保材料能与墙体牢固结合,以免加固失败。

碳纤维材料:提供坚强支撑且不增加重量负担

在城市老旧建筑的结构加固工程中,对出现问题的结构部件进行粘接加固是一种常用的修复手段。这种加固方式使用的“胶带”,是专门用于建筑结构补强的碳纤维材料。这种材料凭借卓越的性能,已经成为解决城市老旧建筑结构安全隐患的核心材料之一。

碳纤维材料的过人之处首先体现在其出色的物理性能上。碳纤维材料抗拉强度超过3500兆帕,是普通钢材的7倍至10倍,密度仅为钢材的1/4左右,强度高、密度低。上述特性使其既能为老旧建筑提供有力支撑,又不会给本就脆弱的老旧建筑增加过多负担。

除此之外,碳纤维材料还具备出色的耐腐蚀性与抗老化性。即便在潮湿、阴暗的环境中,它也能够长期保持稳定性能,大幅降低了建筑后期的维护成本,减少了居民因建筑维护产生的额外开支,也延长了老旧建筑的使用寿命。

在实际加固施工中,碳纤维材料的优势更加突出,与传统加固方式形成鲜明对比。传统的粘钢加固,需要用大型设备吊装厚重的钢板。这种方式不仅对施工场地要求高,而且钢板的重量可能对脆弱的建筑结构造成二次伤害。此外,施工过程中产生的噪声、粉尘会严重影响居民的正常生活,让不少老旧小区居民对加固工程“又盼又怕”。

碳纤维材料则改变了这一局面。由碳纤维材料制成的碳纤维布轻薄如纸,施工人员仅用双手就能完成主要结构修复操作,无需大型设备进场。这不仅大幅缩短了施工工期,而且最大限度减少了对居民日常生活的干扰,让老旧小区改造真正实现“便民不扰民”。

与此同时,碳纤维材料的适用性较强,可以解决老旧建筑的多种结构问题。如果混凝土板出现裂缝,那么只需将碳纤维布沿构件受拉方向粘贴,就能够利用其高强度特性分担结构拉力,有效延缓裂缝扩张。老旧居民楼阳台的悬挑梁易出现裂缝。在悬挑梁处粘贴碳纤维布后,既能够增强梁的抗弯能力,又不会破坏阳台原有外观,兼顾安全与美观。

责任编辑:许茜
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