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一种抗爆炸冲击波聚合物复合砌体结构


技术摘要:
本发明公开了一种抗爆炸冲击波聚合物复合砌体结构,包括砌体墙、水泥砂浆层、聚合物喷涂层。砌体墙表面涂有水泥砂浆层,水泥砂浆层表面喷涂聚合物涂层,聚合物涂层覆盖与墙体连接的混凝土地面或地面拉梁、钢筋混凝土立柱或构造柱、钢筋混凝土横梁或过梁。通过在普通砌  全部
背景技术:
冲击波是爆炸事故最主要的毁伤效应之一,具有破坏范围大、能力强的特点,对周 边一定距离范围内的建筑物产生破坏,为消除这种事故损失扩大的可能,一般采用距离防 护的方法,即规定危险区域内建筑物应与潜在爆炸危险场所保持最小的安全距离,确保发 生偶然爆炸事故时,不会导致建筑物产生中等以上程度破坏,这个最小允许的距离,一般称 为内部安全距离。 内部安全距离由潜在爆炸危险场所的最大爆炸当量、建筑物的抗爆炸冲击波能力 和允许的破坏程度决定,而建筑物的抗爆炸冲击波的能力则是由其结构型式、特别是外墙 围护结构型式决定。提高建筑物外墙结构的抗爆炸冲击波能力,对缩减内部安全距离、减小 爆炸事故损失,无疑是十分有利的。 我国绝大多数工业和民用建筑物外墙围护结构采用砌体结构,这种结构在爆炸冲 击波作用下,可能发生倒塌和碎块(砖块)抛掷、飞散,导致结构内部人员伤亡或财产损失, 甚至导致其内部爆炸危险性物质被殉爆,扩大事故规模和损失。 目前对砌体墙抗爆炸冲击波的抗爆改造技术,主要有在墙体表面粘贴碳纤维(布) 和增加钢丝网两种。采用碳纤维的方法缺点是成本高、抗爆效果一般;采用增加钢丝网的方 法,缺点是施工复杂,纤维布与钢丝网自身无法达到与墙体粘合的效果。粘合碳纤维布进行 结构加固多用于梁、柱以及关键节点等体积较小且应力集中的部位;以粘合形式用碳纤维 覆盖墙面进行抗爆加固,难以发挥碳纤维对构件“紧箍”的作用,而是靠粘合剂在砌体和碳 纤维之间进行面力的传导。在发生偶然爆炸事故时,由于粘合剂效果参差不齐、加固效果难 以保证等原因,碳纤维布极有可能从边缘处整体脱开从而起不到加固效果。 基于此,本发明设计了一种抗爆炸冲击波聚合物复合砌体结构,在普通砌体墙表 面复合一层具有较高弹性模量和拉伸强度的聚氨酯类聚合物,显著地提高砌体墙抗爆炸冲 击波能力,消除碎块飞散抛掷情况,从而达到保护建筑物内人员和设施安全、缩减内部安全 距离的目的,且施工工艺简单,既可用于新建建筑物,也可用于老旧建筑物的改造,以解决 上述提到的问题。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种抗爆炸冲击波聚合物复合砌体结构,以解决上述背景 技术中提出的问题。 为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种抗爆炸冲击波聚合物复合砌体 结构,包括砌体墙,所述砌体墙底部以条形基础形式埋入地基持力层,所述砌体墙顶部与钢 筋混凝土横梁以斜码砖形式搭接,所述砌体墙两侧均与钢筋混凝土立柱通过拉墙筋拉结连 3 CN 111608458 A 说 明 书 2/5 页 接,所述砌体墙内侧为掩蔽场所,外侧为爆炸场所,所述砌体墙内侧涂有水泥砂浆层,所述 水泥砂浆层表面喷涂有聚合物涂层,所述聚合物涂层沿着钢筋混凝土横梁表面、水泥砂浆 层表面、混凝土地面和钢筋混凝土立柱表面均匀喷涂。 优选的,所述砌体墙外侧喷涂有聚合物涂层,所述聚合物涂层沿着钢筋混凝土横 梁表面、砌体墙外侧表面、混凝土地面和钢筋混凝土立柱表面均匀喷涂。 优选的,所述聚合物涂层为异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种聚氨 酯类弹性体物质。 优选的,所述砌体墙为普通砌体墙。 优选的,所述聚合物复合砌体结构的制造方法包括以下步骤: S1,将内侧混凝土地面、钢筋混凝土横梁和钢筋混凝土立柱表面清理干净,并进行 拉毛,防止在冲击波作用下因聚合物涂层与混凝土地面和钢筋混凝土横梁的连接失效而导 致复合砌体结构整体倒塌; S2,在砌体墙内侧面涂抹水泥砂浆层,水泥砂浆层的涂抹厚度为16~20mm,对水泥 砂浆层表面进行抹平处理,使水泥砂浆层表面无明显凸起和凹陷,在水泥砂浆层表面及钢 筋混凝土横梁内侧表面、混凝土地面和钢筋混凝土立柱内侧表面均匀喷涂聚合物涂层,完 成内侧单面喷涂; S3,将砌体墙外侧表面的灰缝抹平,并将砌体墙外侧表面、混凝土地面、钢筋混凝 土横梁外侧表面和钢筋混凝土立柱外侧表面清理干净,均匀喷涂聚合物涂层。 优选的,所述聚合物涂层喷涂厚度为4mm以上,通过喷涂装置的流量控制来实现涂 层的厚度控制。 与现有技术相比,本发明的有益效果是: 1、本发明针对砌体结构刚度大、延性小的特点,利用专用聚合物有一定刚度、延性 大(断裂拉伸率>150%)的特性,在爆炸冲击波作用下,聚合物涂层对灰缝碎裂的砌体墙进 行拉结,从而提高抗爆炸冲击波能力。 2.本发明针对在爆炸冲击波作用下砌体结构的破坏模式,即:主要是灰缝被破坏, 使砌块之间的连接失效,导致结构局部或整体破坏,失去约束的砌块在冲击波作用下向建 筑物内部抛掷,利用水泥砂浆层强度小、延性小、粘结强度小的特点,使传导至聚合物涂层 的应力重新分布,避免灰缝位置聚合物涂层产生应力集中而被拉断。 3 .本发明针对钢筋混凝土立柱、构造柱、楼板、地面等结构强度高于砌体结构强 度,与聚合物的粘结强度高的特征(不小于3Mpa),将聚合物覆盖这些结构内表面,防止聚合 物涂层与这些结构连接失效而发生整体垮塌。 4.本发明在聚合物厚度的控制方面主要依据砌体墙在爆炸荷载作用下面力效应 的计算结果来确定。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的 附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领 域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附 图。 4 CN 111608458 A 说 明 书 3/5 页 图1为本发明单面复合墙体垂直方向剖面示意图; 图2为本发明双面复合墙体垂直方向剖面示意图; 图3为本发明单面复合墙体水平方向剖面示意图; 图4为本发明双面复合墙体水平方向剖面示意图; 图5为本发明单面喷涂聚合物受爆炸冲击后示意图; 图6为本发明清水墙受爆炸冲击后示意图; 图7为本发明双面喷涂聚合物的墙体受爆炸冲击后示意图; 图8为本发明清水墙受爆炸冲击后示意图; 图9为本发明单面喷涂聚合物受爆炸冲击后示意图; 图10为本发明清水墙受爆炸冲击后示意图; 图11为本发明单面喷涂聚合物受爆炸冲击后示意图; 图12为本发明清水墙受爆炸冲击后示意图。
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