2023年混凝土加固領(lǐng)域有重要成果，《砌體結(jié)構(gòu)高延性混凝土加固技術(shù)規(guī)程》（T/BECS 0001 - 2023）發(fā)布并施行，該規(guī)程分9章和3個(gè)附錄，涵蓋總則、術(shù)語(yǔ)等主要內(nèi)容，同年還有相關(guān)講座舉辦，推動(dòng)高延性混凝土加固技術(shù)在城市更新領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)踐，這些成果為混凝土加固提供了技術(shù)、材料與應(yīng)用方面的指導(dǎo)，有助于提升砌體結(jié)構(gòu)加固的規(guī)范性和科學(xué)性，

混凝土結(jié)構(gòu)加固的必要性與背景

混凝土作為現(xiàn)代建筑中最廣泛使用的建筑材料,其性能與耐久性直接關(guān)系到建筑物的安全與使用壽命，隨著建筑年齡的增長(zhǎng)、使用功能的改變以及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，大量既有混凝土結(jié)構(gòu)面臨著加固改造的需求，2023年最新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)超過(guò)30%的既有建筑存在不同程度的結(jié)構(gòu)安全隱患，其中混凝土結(jié)構(gòu)問(wèn)題占比高達(dá)65%以上，這些結(jié)構(gòu)問(wèn)題主要表現(xiàn)為承載力不足、裂縫擴(kuò)展、鋼筋銹蝕以及抗震性能不達(dá)標(biāo)等。

近年來(lái)頻發(fā)的建筑安全事故更是為行業(yè)敲響了警鐘,2022年湖南長(zhǎng)沙自建房倒塌事故、2023年初土耳其地震中大量混凝土建筑的嚴(yán)重?fù)p毀，都凸顯了結(jié)構(gòu)加固的重要性，隨著"雙碳"目標(biāo)的推進(jìn)和可持續(xù)發(fā)展理念的深入人心，如何在加固過(guò)程中實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約、環(huán)境友好也成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

在這樣的背景下,2023年最新版的混凝土加固方案應(yīng)運(yùn)而生，新版方案不僅整合了國(guó)內(nèi)外最新的科研成果和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，還充分考慮了當(dāng)前建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)，引入了智能化監(jiān)測(cè)與評(píng)估技術(shù)，為混凝土結(jié)構(gòu)加固提供了更加科學(xué)、系統(tǒng)的解決方案，與以往版本相比，2023版方案在材料性能、施工工藝、設(shè)計(jì)理念等方面均有顯著提升，能夠更好地滿(mǎn)足不同類(lèi)型、不同狀況混凝土結(jié)構(gòu)的加固需求。

2023最新混凝土加固技術(shù)解析

2023年最新混凝土加固技術(shù)在傳統(tǒng)方法基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)創(chuàng)新突破,為工程實(shí)踐提供了更多選擇，碳纖維增強(qiáng)聚合物(CFRP)加固技術(shù)作為主流方案之一，今年在材料性能和應(yīng)用范圍上都有顯著提升，新型CFRP材料的抗拉強(qiáng)度已達(dá)到4000MPa以上，彈性模量提升至240GPa，同時(shí)研發(fā)出了具有自感知功能的智能CFRP材料，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)，施工工藝方面，開(kāi)發(fā)了低溫環(huán)境下專(zhuān)用的粘結(jié)劑和快速固化技術(shù)，使CFRP加固不再受季節(jié)限制。

鋼板加固技術(shù)今年也取得了重要進(jìn)展,傳統(tǒng)鋼板加固存在重量大、施工困難等問(wèn)題，2023版方案引入了超高性能混凝土(UHPC)與薄鋼板的復(fù)合加固技術(shù)，這種組合將UHPC的高強(qiáng)度、高韌性與鋼板的優(yōu)良抗拉性能相結(jié)合，加固層厚度減少40%以上，而承載能力提升可達(dá)200%，研發(fā)的可拆卸式鋼板加固系統(tǒng)為臨時(shí)加固和可逆性加固提供了新思路。

外包鋼加固法在2023年實(shí)現(xiàn)了工藝革新,最新開(kāi)發(fā)的全裝配式外包鋼系統(tǒng)采用高強(qiáng)螺栓連接，現(xiàn)場(chǎng)無(wú)需焊接，施工效率提高50%以上，針對(duì)節(jié)點(diǎn)區(qū)域的加固難題，推出了預(yù)制鋼節(jié)點(diǎn)套筒技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜節(jié)點(diǎn)的一體化加固，抗震性能方面，新型耗能型外包鋼構(gòu)件可將結(jié)構(gòu)耗能能力提升3-5倍。

植筋技術(shù)作為混凝土結(jié)構(gòu)連接加固的重要手段,2023年推出了納米改性植筋膠和智能植筋系統(tǒng)，納米SiO2改性的植筋膠粘結(jié)強(qiáng)度提升35%，耐久性顯著改善；智能植筋系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)置光纖傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)植筋的應(yīng)力狀態(tài)和粘結(jié)完整性，針對(duì)不同基材(如老舊混凝土、高強(qiáng)混凝土等)開(kāi)發(fā)了專(zhuān)用植筋膠系列產(chǎn)品。

值得一提的是,2023年最新加固技術(shù)特別強(qiáng)調(diào)了"綠色加固"理念，開(kāi)發(fā)了多種可回收利用的加固材料，如熱塑性CFRP、可拆卸鋼構(gòu)件等；推廣低能耗施工工藝，如常溫固化粘結(jié)劑、免支模技術(shù)等；引入結(jié)構(gòu)性能提升與碳減排協(xié)同設(shè)計(jì)方法，使加固工程全生命周期碳排放降低30%以上。

新型加固材料的突破與應(yīng)用

2023年混凝土加固領(lǐng)域最引人注目的進(jìn)展之一是一系列新型加固材料的研發(fā)與應(yīng)用,這些材料不僅在力學(xué)性能上實(shí)現(xiàn)了突破，更在功能性、環(huán)保性和施工便捷性方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，超高性能混凝土(UHPC)作為加固材料的新星，其抗壓強(qiáng)度已突破150MPa，抗折強(qiáng)度達(dá)30MPa以上，遠(yuǎn)超普通混凝土，最新研發(fā)的納米纖維增強(qiáng)UHPC更是將裂縫控制能力提升至新高度，裂縫寬度可控制在0.02mm以?xún)?nèi)，2023年UHPC加固技術(shù)已成功應(yīng)用于多座大跨度橋梁的加固工程，加固厚度僅為傳統(tǒng)方法的1/3，卻實(shí)現(xiàn)了承載能力翻倍的效果。

工程用碳纖維材料今年實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)革新,除了傳統(tǒng)的CFRP布和板材外，2023年推出了三維編織碳纖維網(wǎng)格和預(yù)浸碳纖維帶等新產(chǎn)品，三維編織碳纖維網(wǎng)格可實(shí)現(xiàn)雙向均勻受力，解決了單向碳纖維材料橫向強(qiáng)度不足的問(wèn)題；預(yù)浸碳纖維帶則簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)施工工序，只需熱壓即可完成加固，工效提高60%以上，特別值得一提的是，今年量產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)T1000級(jí)碳纖維打破了國(guó)外技術(shù)壟斷，成本降低30%而性能相當(dāng)。

新型纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(FRP)也呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢(shì)，玄武巖纖維、芳綸纖維、PBO纖維等不同性能特點(diǎn)的FRP材料為工程加固提供了更多選擇，2023年研發(fā)的混雜纖維復(fù)合材料通過(guò)優(yōu)化不同纖維的比例和鋪層方式，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度、韌性和耐久性的最佳平衡，碳纖維與玄武巖纖維混雜的FRP板，既保持了高強(qiáng)度的特性，又提高了抗沖擊性能，非常適合交通荷載下的橋梁加固。

在結(jié)構(gòu)膠粘劑領(lǐng)域,2023年的突破同樣令人振奮，基于環(huán)氧樹(shù)脂的納米改性結(jié)構(gòu)膠通過(guò)添加碳納米管、石墨烯等納米材料，粘結(jié)強(qiáng)度提升40%以上，耐久性顯著改善，針對(duì)特殊環(huán)境開(kāi)發(fā)的低溫固化膠(-10℃可施工)、水下固化膠和高溫耐受膠(長(zhǎng)期工作溫度達(dá)120℃)大大擴(kuò)展了加固工程的適用范圍，今年還推出了生物基環(huán)保結(jié)構(gòu)膠，其30%的原料來(lái)自可再生資源，VOC排放降低90%以上。

智能材料在加固領(lǐng)域的應(yīng)用是2023年的另一大亮點(diǎn),形狀記憶合金(SMA)加固系統(tǒng)可在溫度或電激勵(lì)下產(chǎn)生主動(dòng)預(yù)應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自修復(fù)和自適應(yīng)，壓電纖維復(fù)合材料不僅能加固結(jié)構(gòu)，還可將機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能，為嵌入式傳感器供電，這些智能加固材料在重要基礎(chǔ)設(shè)施的加固中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，如大跨度橋梁、高層建筑和核電設(shè)施等。

值得一提的是,2023年加固材料的發(fā)展特別注重全生命周期評(píng)估和可持續(xù)性，新型材料大多具有良好的可回收性，如熱塑性FRP可通過(guò)加熱重塑重復(fù)利用；開(kāi)發(fā)了多種基于工業(yè)廢料的加固材料，如粉煤灰基UHPC、礦渣改性結(jié)構(gòu)膠等；材料生產(chǎn)過(guò)程也更加綠色低碳，許多產(chǎn)品的碳足跡比傳統(tǒng)材料降低50%以上。

數(shù)字化技術(shù)在混凝土加固中的應(yīng)用

2023年混凝土加固領(lǐng)域最顯著的變革之一是數(shù)字化技術(shù)的全面滲透與應(yīng)用,建筑信息模型(BIM)技術(shù)在加固工程中已從設(shè)計(jì)階段延伸到全生命周期管理，最新開(kāi)發(fā)的加固專(zhuān)用BIM平臺(tái)整合了結(jié)構(gòu)檢測(cè)數(shù)據(jù)、材料性能參數(shù)和施工工藝庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)加固方案的三維可視化設(shè)計(jì)、施工模擬和進(jìn)度管理，某歷史建筑加固項(xiàng)目中，BIM技術(shù)幫助發(fā)現(xiàn)了32處設(shè)計(jì)碰撞，節(jié)約返工成本約15%，工期縮短20%。

人工智能(AI)在結(jié)構(gòu)評(píng)估與加固設(shè)計(jì)中的應(yīng)用今年取得突破性進(jìn)展，基于深度學(xué)習(xí)的混凝土結(jié)構(gòu)病害識(shí)別系統(tǒng)準(zhǔn)確率已達(dá)95%以上，可自動(dòng)識(shí)別裂縫、剝落、鋼筋銹蝕等典型損傷，2023年推出的AI加固輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)能夠分析海量工程案例，針對(duì)特定結(jié)構(gòu)問(wèn)題推薦最優(yōu)加固方案，在某大型商業(yè)綜合體加固項(xiàng)目中，AI系統(tǒng)提出的創(chuàng)新方案節(jié)約材料成本28%，同時(shí)滿(mǎn)足抗震性能提升要求。

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)為加固工程的質(zhì)量控制和長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)提供了全新手段，2023年廣泛應(yīng)用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加固施工過(guò)程中的溫度、濕度、應(yīng)力等關(guān)鍵參數(shù)，確保施工質(zhì)量，植入式光纖傳感系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)CFRP與混凝土的粘結(jié)狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)界面脫膠等問(wèn)題，某跨海大橋加固工程中部署的IoT監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已成功預(yù)警3次異常應(yīng)力集中，避免了潛在安全事故。

3D打印技術(shù)在混凝土加固中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì),2023年開(kāi)發(fā)的混凝土結(jié)構(gòu)專(zhuān)用3D打印系統(tǒng)可直接在既有結(jié)構(gòu)表面打印加固層，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的精準(zhǔn)加固，金屬3D打印則用于定制特殊加固連接件，解決傳統(tǒng)加固中的節(jié)點(diǎn)難題，某異形柱加固項(xiàng)目中，3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)方法難以完成的曲面加固，且材料用量減少40%。

數(shù)字孿生技術(shù)成為2023年加固工程運(yùn)維管理的新工具,通過(guò)建立加固結(jié)構(gòu)的數(shù)字孿生模型，可模擬不同荷載工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，預(yù)測(cè)剩余使用壽命，結(jié)合實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，數(shù)字孿生能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)的動(dòng)態(tài)評(píng)估，支持精準(zhǔn)維護(hù)決策，某政府大樓加固后建立的數(shù)字孿生系統(tǒng)，每年節(jié)約巡檢成本約12萬(wàn)元，延長(zhǎng)了加固措施的有效期。

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)顯著提升了加固工程的施工質(zhì)量和效率，2023年推廣的AR輔助施工系統(tǒng)可將加固方案直接疊加到現(xiàn)實(shí)結(jié)構(gòu)上，指導(dǎo)工人精準(zhǔn)定位和施工，VR培訓(xùn)系統(tǒng)則讓施工人員在虛擬環(huán)境中練習(xí)復(fù)雜加固工藝，大大降低了實(shí)操錯(cuò)誤率，數(shù)據(jù)顯示，采用AR技術(shù)的加固項(xiàng)目，施工一次合格率提高至98%以上。

區(qū)塊鏈技術(shù)在加固工程質(zhì)量管理中的應(yīng)用是2023年的創(chuàng)新嘗試,通過(guò)區(qū)塊鏈記錄加固材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工全過(guò)程信息，確保了數(shù)據(jù)的不可篡改性，某重點(diǎn)工程中建立的加固質(zhì)量區(qū)塊鏈平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了所有參與方的數(shù)據(jù)共享與追溯，質(zhì)量問(wèn)題處理效率提升50%以上。

混凝土加固方案的選擇與實(shí)施要點(diǎn)

選擇合適的混凝土加固方案是確保工程質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵,2023年最新實(shí)踐表明，科學(xué)合理的方案選擇應(yīng)基于全面的結(jié)構(gòu)評(píng)估和精準(zhǔn)的需求分析，需要進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)檢測(cè)與鑒定，包括混凝土強(qiáng)度測(cè)試、鋼筋位置