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十余载研发并应用推广高延性混凝土,让天下百姓住上更安全的房屋

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-06-10  来源:中国混凝土网  作者:中国教育新闻网
核心提示:“9度罕遇El-Centro地震波Y方向!”随着主持人宣布试验开始,现场人员全部屏住了呼吸。五六秒后,振动台上总重量约8.3吨的建筑模型在28个加速度传感器、22个位移传感器的“共同作用”下,开始发生晃动,砖缝处也出现了开裂。30余秒后,振动台上的建筑模型仍然屹立不倒,现场爆发了雷鸣般的掌声。这是近日在西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室举行的一场高延性混凝土加固云南傣楼振动台试验场景。

十余载研发并应用推广高延性混凝土,西安建筑科技大学邓明科教授科研团队—— 让天下百姓住上更安全的房屋


“9度罕遇El-Centro地震波Y方向!”随着主持人宣布试验开始,现场人员全部屏住了呼吸。五六秒后,振动台上总重量约8.3吨的建筑模型在28个加速度传感器、22个位移传感器的“共同作用”下,开始发生晃动,砖缝处也出现了开裂。30余秒后,振动台上的建筑模型仍然屹立不倒,现场爆发了雷鸣般的掌声。


这是近日在西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室举行的一场高延性混凝土加固云南傣楼振动台试验场景。此次振动台试验的主角是一座按照1:2比例“仿真”的云南民族特色建筑吊脚楼,俗称“傣楼”。



试验现场,傣楼模型被依次加载6度设防、7度设防、8度设防、8.5度设防、9度设防直至9度罕遇6种工况后,主体受力构件依然不受影响。“这有力地验证了高延性混凝土加固技术可大幅度提高该类结构的整体性和抗震性能。”国内著名砌体结构专家张昌叙看过试验后连连称赞。


这个结果也让高延性混凝土科研团队负责人邓明科教授兴奋不已。“一般来讲,9度设防为国内建筑抗震设防的最高标准,能够加载到9度罕遇,充分说明了我们的技术可以在云南傣楼中应用推广。”


云南省属于地震频发地区,总面积占全国的4%,承受了全国破坏性地震的20%,全省84%的地区可能发生破坏性地震。近年来,因木材短缺,当地村民多以砖柱取代木柱承重自建吊脚楼,砌筑砂浆强度极低,且木梁与砖柱无可靠连接,房屋头重脚轻,上刚下柔,结构抗震性能极差,一旦发生地震将造成严重的人员伤亡。2018年,邓明科在西双版纳调研时发现这种建筑大量存在,决定通过高延性混凝土抗震加固改造,让当地群众住上安全稳固的住房。


“我们在承重砖柱及房屋的墙柱连接部位抹上约1.5厘米厚的高延性混凝土,即使达到9度罕遇地震,房屋也不会倒塌。”邓明科介绍,与普通混凝土相比,高延性混凝土具有高强度、高韧性、高抗裂性能和高耐损伤能力,其拉伸变形可达普通混凝土的200倍以上,也被称为“可弯曲的混凝土”,用它加固的砖墙抗冲击和抗倒塌能力可以提高10倍以上,“相当于给房屋穿上了有韧性的铠甲”。而且,用高延性混凝土对房屋加固改造,可节省工期70%,节省材料70%,最多节省造价30%,还不会改变外立面。


昭通市彝良县牛街镇甘家坝村杨秀芬家是云南省第一家采用高延性混凝土加固技术改造的C级农村危房。走进杨秀芬家,原本破旧不堪的墙柱被高延性混凝土代替,屋顶上的小青瓦也全部换成了琉璃瓦。“改造总共花了2万元,政府还补贴1万元,前后用了两天就完工了。”提及西安建筑科技大学的加固技术,杨秀芬禁不住伸出了大拇指。


2008年,刚博士毕业的邓明科作为住建部首批抗震救灾专家组成员,前往四川绵竹等地震重灾区指导灾后重建。此后,邓明科致力于利用建筑材料自身的延性来改善结构抗震性能。“我们在混凝土中加入了比头发丝还要细小,具有高强、韧性的专用纤维。通过特殊工艺,让纤维均匀分散,就像钢丝一样,可以将裂缝牢牢拉接在一起。”经过上千次的材料试配、纤维界面改性和设计参数调整,高延性混凝土终于研制成功。


2013年起,高延性混凝土开始从实验室走向工程应用。“最初在陕西省部分中小学校舍进行抗震加固,后来逐渐应用于唐韩休墓壁画搬迁等文物保护项目、历史风貌类建筑加固、军民融合项目以及农村危房改造项目中。”邓明科说,因为具有明显的成本及技术优势,目前,高延性混凝土加固技术已在云南、新疆、宁夏、陕西、四川等10余个省(自治区)数千栋农村危房中应用。


“服务社会是高校科研工作者义不容辞的责任。”从几乎零基础开始做试验到有了自己的研发中心,再到如今的产学研用一体化,与全国2600余家单位建立了合作关系,一路走来,邓明科感慨颇多。“作为一名结构工程师,我们的使命就是让天下百姓住上更安全的房屋,让地震时不再有房屋倒塌。”

 
 
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