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通過樹脂覆膜防止倒塌的加固方法
來源： 發布時間：2020-06-09 10:03 次瀏覽
重慶建筑加固 隨著設施的老化加劇，日本的社會基礎設施日益脆
重慶建筑加固 隨(sui)著設施(shi)的老化(hua)加劇，日本(ben)的社會基礎設施(shi)日益(yi)脆弱。但由于政(zheng)府財政(zheng)困難，無法(fa)開展大(da)規模的抗震加固(gu)等工程。作為新的施(shi)工方法(fa)，日本(ben)現在正在開發充分利用樹脂特性的低成本(ben)、短工期加固(gu)技術。
2011年的東日本大地震、此次的隧道事故以及令人擔心的東京直下型地震。雖然警鐘不斷敲，但應對日本社會基礎設施老化的抗震加固工程卻并未能順利開展，其中最大的原因是成本問題。
日本山梨縣中央高速公路笹子隧道事故造成9人遇難的重大傷亡，震驚了日本列島。雖然責任在于未用鐵錘進行“敲擊檢查”，但此次事故再次反映出了日本各地社會基礎設施缺乏維護的沉痛現實。
上述加固工程的優點在于可繼續使用原有的橋墩和橋桁，只通過追加施工即可加固。而缺點是材料費及加工費等成本負擔重，工程本身也耗資巨大。
比如因老化問題而令人擔心的首都高速公路，要進行抗震加固，需要在橋墩上包裹鐵板并在橋桁部分覆蓋碳纖維板等以提高強度。首都高速公路計劃在2012年度內按照日本政府在1995年阪神淡路大地震后調整的抗震標準，完成上述加固工程和老化部件的更換。
以更便宜、更簡單的施工進行加固——這是處于財政困境中的地方政府急需解決的課題。在這種情況下，清水建設、三井化學產資及日本防衛大學把目光投向了一種合成樹脂材料。
目光投向樹脂
三方合作開發的是只需對著對象物噴涂“聚脲”合成樹脂涂層的極其簡單的施工方法。但與鐵板和碳纖維板相比，其強度還拆強人意。因為向對象物噴聚脲樹脂，對象物本身的強度基本不會提高。但是，聚脲具有保持形狀的重要特點。
聚脲樹脂是氨酯的一種，由異氰酸酯組分與氨基化合物的化學反應生成，并不是什么新開發的特殊樹脂。由于這種材料耐酸堿，因此此前一直被用做保護構造物被液體腐蝕的涂層劑，三井化學產資公司也曾銷售過。
但是，此次關注的是聚脲的另一個特性。如上圖所示，與環氧樹脂和聚氨酯等樹脂相比，聚脲樹脂兼備樹脂的強度和伸縮性。也就是說，其特點是韌性大，即使受到瞬間的強烈撞擊，也會保持著結合進行伸縮，因此受撞擊后能恢復到原來的形狀。
下面的插圖和照片就是根據聚脲的這一特點，實際進行碰撞試驗的結果。從1m高處向U字形有鋼筋的混凝土塊砸下20kg的重物。未噴聚脲樹脂的普通混凝土塊撞擊一次就會出現裂痕，反復撞擊2～3次，就會像照片上那樣斷裂。
但是，噴上厚度為2.5mm的聚脲樹脂層后，反復撞擊，形狀雖有所改變，但不會斷裂。反復撞擊20次也未變形，最后還是用鐵錘敲擊了幾次，部分混凝土塊才出現了裂縫。
其實這時土塊已有損傷，從截面來看已有無數裂縫。但即使這樣，土塊仍能保持形狀不變，這是因為聚脲樹脂具有不容易斷裂，能恢復原來形狀的特性。清水建設技術開發部部長河野重行介紹說：“全面施加涂層，特性會更高”。
未噴涂聚脲樹脂的鋼筋混凝土承受一定載重時，開始變形，繼續施加負荷，變形量在某個時間點就不再增加，這是受損后已經不能再變形的狀態。而噴涂聚脲樹脂涂層后，鋼筋混凝土在這之后還會繼續變形。這證明構造物并未斷裂而在繼續拉伸。