馬徑先+++周昊
摘 要:對(duì)南京地區(qū)代表性建筑物表層破壞的原因進(jìn)行調(diào)查研究,根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn),結(jié)合理論知識(shí),解決研究過程中的各類問題,提出其應(yīng)對(duì)和防治措施,為建筑物表層的維護(hù)、美化城市形象提供有效理論依據(jù)和實(shí)踐措施。
關(guān)鍵詞:建筑物;表層破壞;原因;對(duì)策研究
引言
建筑物表層大致有兩個(gè)作用,一是保護(hù)建筑物內(nèi)部材料、結(jié)構(gòu)等,二是顯示建筑物的外觀美,但由于各方面原因,建筑物表層會(huì)受到破壞,會(huì)對(duì)建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外表整體美觀程度造成一定影響,而且政府需要出資對(duì)建筑物表層進(jìn)行維護(hù),不僅消耗了大量金錢,還占用了勞動(dòng)力。所以,探究建筑物表層破壞的原因并找到其解決對(duì)策對(duì)建筑物本身有重大的意義,一來可以提高建筑物使用壽命、提升建筑物外表美觀程度,二來可以減少政府修護(hù)建筑物表層的費(fèi)用。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較廣的結(jié)構(gòu)形式之一。隨著結(jié)構(gòu)的老化和環(huán)境的污染的加重,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性問題越來越引起國(guó)內(nèi)外廣大研究者的關(guān)注[1]。針對(duì)此類問題,國(guó)內(nèi)外學(xué)者也做了不少的研究,如王淑梅的《建筑物表面起霜原因及應(yīng)對(duì)措施》針對(duì)水泥表面起霜的內(nèi)因和外因進(jìn)行分析,并給出了提高基材抗?jié)B性、使建材內(nèi)部可溶性鹽含量降低、基層表面憎水處理等措施[2];趙燁等針對(duì)酸雨對(duì)普通硅酸鹽建筑物表面腐蝕進(jìn)行材料成分、顏色變化和微形態(tài)等方面的研究,以保護(hù)人工生態(tài)系統(tǒng)平衡和建筑物安全[3];趙冰華等在混凝土的滲透性、碳化、凍融等方面研究了介質(zhì)、環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的影響[4];徐華山等針對(duì)大氣污染物對(duì)建筑物的腐蝕進(jìn)行了研究,對(duì)特定大氣環(huán)境下建筑材料的選擇和建筑物腐蝕防護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義[5];戴廣強(qiáng)等研究了建筑混凝土裂縫的主要因素及處理方法[6];汪宏、王聯(lián)果等對(duì)道路建筑物表面粘塵的影響和防治進(jìn)行了研究[7]。由此可見,關(guān)于建筑物表層破壞的研究由來已久,且大家基本是針對(duì)某一類建筑物或建筑物某一現(xiàn)象進(jìn)行研究,普遍性不足。文章擬針對(duì)整個(gè)南京地區(qū),考慮南京地區(qū)的氣候和環(huán)境特征,從房屋建筑和道路橋梁建筑兩方面展開,選取有代表性的典型建筑物,調(diào)查其表面破壞現(xiàn)象,分析其產(chǎn)生破壞的原因,并試圖找到其應(yīng)對(duì)和防治措施。
1 研究資料及內(nèi)容
1.1 數(shù)據(jù)來源
文章所用的數(shù)據(jù)來源于不同部門,調(diào)查期限內(nèi)降水量、雨水PH值、日照、空氣濕度等來自南京市氣象局和南京市環(huán)境保護(hù)局,建筑物材質(zhì)數(shù)據(jù)等來自南京市城市建設(shè)局,其中部分地區(qū)的部分?jǐn)?shù)據(jù)來自當(dāng)?shù)卣墓ぷ鲌?bào)告及專業(yè)性報(bào)刊,部分準(zhǔn)確數(shù)據(jù)摘用其他論文的研究數(shù)據(jù),選取年限是2013年12月-2014年8月。文章一共選取了120個(gè)數(shù)據(jù),大于樣本數(shù)據(jù),符合選取數(shù)據(jù)的科學(xué)性原則。
1.2 數(shù)據(jù)處理方法
文章采用計(jì)量數(shù)學(xué)模型的分析研究方法,運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法和Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和處理,并從實(shí)證的角度來研究對(duì)象總結(jié)規(guī)律。由于部分報(bào)刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)與當(dāng)?shù)卣峁?shù)據(jù)所保留位數(shù)不統(tǒng)一,我們選取數(shù)據(jù)時(shí)將統(tǒng)一為政府官方數(shù)據(jù)。與此同時(shí)還需保證所選取數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)的誤差小于0.01。
1.3 南京地區(qū)自然環(huán)境資料
通過查閱相關(guān)資料,并結(jié)合南京當(dāng)?shù)夭块T提供的數(shù)據(jù),了解到南京的自然環(huán)境概況:南京位于長(zhǎng)江下游地區(qū),北緯31°14′~32°37′,東經(jīng)118°22′~119°14′。
(1)地貌特征:南京地貌特征屬寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘陵地區(qū),地形以低山、丘陵為骨架,以環(huán)狀山、條帶山、箕狀盆地為主要特色,組成了一個(gè)低山丘陵、崗地和平原、洲地交錯(cuò)分布的地貌綜合體。(2)氣候特征:南京屬北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,季風(fēng)明顯,年平均氣溫15~16℃;最高氣溫43℃(1934年7月13日),最低氣溫-16.9℃(1955年1月6日),最熱月平均溫度28.1℃,最冷月平均溫度-2.1℃。(3)降水:南京市年平均降雨量1081.4毫米,相對(duì)濕度76%。南京以六、七月黃梅季節(jié)雨量最多(梅雨季節(jié)多暴雨),全年約有55%的降水集中在5~8月。文章研究期內(nèi)2013年12月-2014年7月月降水量統(tǒng)計(jì)如圖1所示,其中2014年2月氣溫異常,寒潮帶來明顯降溫,低溫陰雨過程多,持續(xù)時(shí)間長(zhǎng);2014年7月處于梅雨季節(jié),降雨量比正常高出六成。
圖1 南京市2013年12月-2014年7月月降水量統(tǒng)計(jì)
根據(jù)以上自然環(huán)境,基于大學(xué)生科技創(chuàng)新課題,分別將南京區(qū)域內(nèi)的浦口區(qū)、江寧區(qū)、六合區(qū)、溧水高淳區(qū)、玄武區(qū)這五個(gè)地區(qū)定為建筑物表層破壞的主要研究區(qū)域,采用調(diào)研、文獻(xiàn)、實(shí)驗(yàn)、總結(jié)、實(shí)踐等方法進(jìn)行研究,同時(shí)把課題研究與學(xué)習(xí)實(shí)踐工作有機(jī)結(jié)合,在實(shí)踐中提升理論知識(shí),在理論知識(shí)指導(dǎo)下完善實(shí)踐。
2 資料分析
五個(gè)研究區(qū)域內(nèi)各選取30座居民住宅樓進(jìn)行調(diào)查研究,各地區(qū)不同月份建筑物表面破壞的程度如圖2所示。其中建筑物外表破壞程度劃分為四個(gè)等級(jí),分別為:A-保護(hù)良好、B-部分損壞、C-損壞面積大但不嚴(yán)重、D-嚴(yán)重?fù)p壞,圖中顯示為各地區(qū)建筑物表層A等級(jí)的百分比。
圖2 各研究區(qū)域不同月份建筑物表面破壞的程度
五個(gè)研究區(qū)域內(nèi)各選取30座相同材質(zhì)的混凝土橋梁,依舊用圖表統(tǒng)計(jì)出各地區(qū)不同月份橋梁建筑物表層A等級(jí)的百分比,如圖3所示。
圖3 各研究區(qū)域不同月份建筑物表面破壞的程度
針對(duì)以上建筑物的破壞程度,發(fā)現(xiàn)建筑物在過冷、過熱、沖刷程度嚴(yán)重、曝曬等條件下會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p壞,損壞現(xiàn)象大致可分為麻面、骨料疏松脫殼、出現(xiàn)溝坑、裂縫成塊脫落等。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合環(huán)境因素,得出造成建筑物表層破壞的原因主要有:當(dāng)?shù)亟涤炅繉?duì)建筑物外表的沖刷;當(dāng)?shù)厝照諏?duì)建筑物的表面老化剝蝕作用;當(dāng)?shù)乜諝鉂穸冗^大及雨水PH值偏小;破壞性的自然災(zāi)害;大氣環(huán)境中的CO2、SO2、顆粒物以及沉降物的腐蝕附著作用等。南京地區(qū)在5、6月份的環(huán)境下,混凝土結(jié)構(gòu)建筑物表層破壞程度是最小的,維護(hù)最佳,此時(shí)溫度為22°左右,降水量為100~120mm,日照時(shí)長(zhǎng)為180h,雨水PH值維持在5.1左右。endprint
特別說明:文章未專門研究各地區(qū)的雨水PH值,南京市各地區(qū)雨水PH值都在5.04-5.14之間,對(duì)建筑物外表不造成影響,除浦口工業(yè)園區(qū)附近;在調(diào)查期限內(nèi),南京地區(qū)未發(fā)生破壞性的自然災(zāi)害,此外,南京地區(qū)的土壤和空氣濕度各處相似,在允許的范圍內(nèi)對(duì)建筑物外表不造成影響。
3 對(duì)策研究
通過對(duì)建筑物表層破壞的諸多原因的透徹研究,課題小組經(jīng)過資料查閱、專業(yè)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)研究等籍,討論得出處理措施如下:
(1)基面處理:建筑物表面缺陷因其深度不同而選用不同的修補(bǔ)方法:若是淺表?yè)p傷,可涂抹PCM、樹脂砂漿等;若損傷波及較深、面積較大時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用噴射混凝土或重澆混凝土法進(jìn)行修補(bǔ)[8]。(2)對(duì)于鋼鐵材料建筑物,采用特質(zhì)鋼筋,對(duì)普通鋼筋進(jìn)行特殊的技術(shù)加工處理,制成更耐腐蝕的鋼筋,如:加入銅可有效提高防銹蝕能力,加入鎳,鉻可制得不銹鋼鋼筋,形成工程界中廣泛應(yīng)用耐久性優(yōu)的鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、合金鋼筋、不銹鋼鋼筋和環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等[9,10]。(3)對(duì)于不危及結(jié)構(gòu)安全的細(xì)微裂縫(一般是指裂縫小于0.3mm)可用專用裂縫修補(bǔ)劑以注射的方法修補(bǔ)關(guān)于混凝土梁、板配不足而引起的裂縫可采用結(jié)構(gòu)粘貼鋼板加固方法、加大截面加固法、增補(bǔ)受拉鋼筋加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等,對(duì)于柱的加固有增大截面法、外包鋼法、置換法等[11]。(4)對(duì)于其他破壞現(xiàn)象的修補(bǔ)方法一般均需清除已破壞混凝土,再用混凝土或其他材料回填整平。修補(bǔ)的具體方法是:當(dāng)修補(bǔ)面積較大,深度大于20cm時(shí),可采用普通混凝土(包括膨脹混凝土和干硬性混凝土)、噴混凝土、壓漿混凝土或真空作業(yè)混凝土回填;深度在5~20cm,可采用噴混凝土或普通混凝土回填;深度在5~10cm時(shí),可采用普通砂漿或噴漿(素漿或掛網(wǎng))填補(bǔ);深度在5cm以下時(shí),可采用預(yù)縮砂漿、干硬性砂漿、環(huán)氧砂漿或噴漿填補(bǔ)。當(dāng)修補(bǔ)面積較小,深度大于10cm時(shí),可用普通混凝土、聚合物混凝土或環(huán)氧混凝土回填;深度小于10cm時(shí),可用預(yù)縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補(bǔ);深度在5mm左右的低凹小缺陷,也可用環(huán)氧石英膏填補(bǔ)。對(duì)修補(bǔ)面積不大并有特定要求的部位,可采用鋼板襯護(hù)或其他材料鑲補(bǔ)的方法。
4 結(jié)束語
針對(duì)南京地區(qū)的實(shí)際情況,從房屋建筑和道路橋梁建筑兩個(gè)方面,選取有代表性的典型建筑物,調(diào)查其表面破壞現(xiàn)象,統(tǒng)計(jì)分析其產(chǎn)生破壞的各種原因,并有針對(duì)性的提出基面處理、特種耐久材料、裂縫修補(bǔ)等應(yīng)對(duì)措施,為南京地區(qū)建筑物的耐久性、穩(wěn)定性和表面維護(hù)提供科學(xué)的理論依據(jù),使建筑物表層的維修費(fèi)用大大縮減,并能夠提高整個(gè)南京地區(qū)建筑物外表的美觀性,為南京市加快城市化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的建筑基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]馮雷.論建筑物鋼筋混凝土腐蝕的原因及其防護(hù)措施[J].工程建筑,2009(2):24.
[2]王淑梅.建筑物表面起霜原因及應(yīng)對(duì)措施[J].東方企業(yè)文化,2012,11:144-145.
[3]趙燁,李永良,等.酸雨對(duì)普通硅酸鹽建筑物表面腐蝕的形態(tài)模擬研究[J].北京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,35(1):136-139.
[4]趙冰華,費(fèi)正岳,趙宇,等.碳化對(duì)混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報(bào),2012,12:1641-1644.
[5]徐華山.煤礦區(qū)環(huán)境污染物對(duì)建筑物腐蝕研究[J].河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,27(3):361-366.
[6]戴廣強(qiáng).建筑混凝土裂縫的主要因素及處理[J].城市建筑,2013,4:126.
[7]汪宏,王聯(lián)果.道路建筑物表面污染機(jī)理分析及治理對(duì)策[J].重慶交通科研設(shè)計(jì)院,2003.
[8]吳燕華,李興貴.混凝土建筑物表面修護(hù)新型材料[J].江蘇建材,2005(1).
[9]洪乃豐.鹽漬土對(duì)建筑物的腐蝕與防護(hù)[J].工業(yè)建筑,1998,28(1):5-8.
[10]許剛.建筑物裂縫的成因與預(yù)防措施[J].河南鄭州路橋集團(tuán),2013.
[11]王大榮.鹽漬土對(duì)鋼筋混凝土的破壞及其防止方法[J].現(xiàn)代企業(yè)文化,2009(1):120-121.
作者簡(jiǎn)介:馬徑先(1995,1-),女,本科學(xué)歷,主要研究方向?yàn)橥两üこ獭ndprint
特別說明:文章未專門研究各地區(qū)的雨水PH值,南京市各地區(qū)雨水PH值都在5.04-5.14之間,對(duì)建筑物外表不造成影響,除浦口工業(yè)園區(qū)附近;在調(diào)查期限內(nèi),南京地區(qū)未發(fā)生破壞性的自然災(zāi)害,此外,南京地區(qū)的土壤和空氣濕度各處相似,在允許的范圍內(nèi)對(duì)建筑物外表不造成影響。
3 對(duì)策研究
通過對(duì)建筑物表層破壞的諸多原因的透徹研究,課題小組經(jīng)過資料查閱、專業(yè)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)研究等籍,討論得出處理措施如下:
(1)基面處理:建筑物表面缺陷因其深度不同而選用不同的修補(bǔ)方法:若是淺表?yè)p傷,可涂抹PCM、樹脂砂漿等;若損傷波及較深、面積較大時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用噴射混凝土或重澆混凝土法進(jìn)行修補(bǔ)[8]。(2)對(duì)于鋼鐵材料建筑物,采用特質(zhì)鋼筋,對(duì)普通鋼筋進(jìn)行特殊的技術(shù)加工處理,制成更耐腐蝕的鋼筋,如:加入銅可有效提高防銹蝕能力,加入鎳,鉻可制得不銹鋼鋼筋,形成工程界中廣泛應(yīng)用耐久性優(yōu)的鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、合金鋼筋、不銹鋼鋼筋和環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等[9,10]。(3)對(duì)于不危及結(jié)構(gòu)安全的細(xì)微裂縫(一般是指裂縫小于0.3mm)可用專用裂縫修補(bǔ)劑以注射的方法修補(bǔ)關(guān)于混凝土梁、板配不足而引起的裂縫可采用結(jié)構(gòu)粘貼鋼板加固方法、加大截面加固法、增補(bǔ)受拉鋼筋加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等,對(duì)于柱的加固有增大截面法、外包鋼法、置換法等[11]。(4)對(duì)于其他破壞現(xiàn)象的修補(bǔ)方法一般均需清除已破壞混凝土,再用混凝土或其他材料回填整平。修補(bǔ)的具體方法是:當(dāng)修補(bǔ)面積較大,深度大于20cm時(shí),可采用普通混凝土(包括膨脹混凝土和干硬性混凝土)、噴混凝土、壓漿混凝土或真空作業(yè)混凝土回填;深度在5~20cm,可采用噴混凝土或普通混凝土回填;深度在5~10cm時(shí),可采用普通砂漿或噴漿(素漿或掛網(wǎng))填補(bǔ);深度在5cm以下時(shí),可采用預(yù)縮砂漿、干硬性砂漿、環(huán)氧砂漿或噴漿填補(bǔ)。當(dāng)修補(bǔ)面積較小,深度大于10cm時(shí),可用普通混凝土、聚合物混凝土或環(huán)氧混凝土回填;深度小于10cm時(shí),可用預(yù)縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補(bǔ);深度在5mm左右的低凹小缺陷,也可用環(huán)氧石英膏填補(bǔ)。對(duì)修補(bǔ)面積不大并有特定要求的部位,可采用鋼板襯護(hù)或其他材料鑲補(bǔ)的方法。
4 結(jié)束語
針對(duì)南京地區(qū)的實(shí)際情況,從房屋建筑和道路橋梁建筑兩個(gè)方面,選取有代表性的典型建筑物,調(diào)查其表面破壞現(xiàn)象,統(tǒng)計(jì)分析其產(chǎn)生破壞的各種原因,并有針對(duì)性的提出基面處理、特種耐久材料、裂縫修補(bǔ)等應(yīng)對(duì)措施,為南京地區(qū)建筑物的耐久性、穩(wěn)定性和表面維護(hù)提供科學(xué)的理論依據(jù),使建筑物表層的維修費(fèi)用大大縮減,并能夠提高整個(gè)南京地區(qū)建筑物外表的美觀性,為南京市加快城市化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的建筑基礎(chǔ)。
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[9]洪乃豐.鹽漬土對(duì)建筑物的腐蝕與防護(hù)[J].工業(yè)建筑,1998,28(1):5-8.
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[11]王大榮.鹽漬土對(duì)鋼筋混凝土的破壞及其防止方法[J].現(xiàn)代企業(yè)文化,2009(1):120-121.
作者簡(jiǎn)介:馬徑先(1995,1-),女,本科學(xué)歷,主要研究方向?yàn)橥两üこ?。endprint
特別說明:文章未專門研究各地區(qū)的雨水PH值,南京市各地區(qū)雨水PH值都在5.04-5.14之間,對(duì)建筑物外表不造成影響,除浦口工業(yè)園區(qū)附近;在調(diào)查期限內(nèi),南京地區(qū)未發(fā)生破壞性的自然災(zāi)害,此外,南京地區(qū)的土壤和空氣濕度各處相似,在允許的范圍內(nèi)對(duì)建筑物外表不造成影響。
3 對(duì)策研究
通過對(duì)建筑物表層破壞的諸多原因的透徹研究,課題小組經(jīng)過資料查閱、專業(yè)調(diào)研、實(shí)驗(yàn)研究等籍,討論得出處理措施如下:
(1)基面處理:建筑物表面缺陷因其深度不同而選用不同的修補(bǔ)方法:若是淺表?yè)p傷,可涂抹PCM、樹脂砂漿等;若損傷波及較深、面積較大時(shí),應(yīng)優(yōu)先考慮采用噴射混凝土或重澆混凝土法進(jìn)行修補(bǔ)[8]。(2)對(duì)于鋼鐵材料建筑物,采用特質(zhì)鋼筋,對(duì)普通鋼筋進(jìn)行特殊的技術(shù)加工處理,制成更耐腐蝕的鋼筋,如:加入銅可有效提高防銹蝕能力,加入鎳,鉻可制得不銹鋼鋼筋,形成工程界中廣泛應(yīng)用耐久性優(yōu)的鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、合金鋼筋、不銹鋼鋼筋和環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等[9,10]。(3)對(duì)于不危及結(jié)構(gòu)安全的細(xì)微裂縫(一般是指裂縫小于0.3mm)可用專用裂縫修補(bǔ)劑以注射的方法修補(bǔ)關(guān)于混凝土梁、板配不足而引起的裂縫可采用結(jié)構(gòu)粘貼鋼板加固方法、加大截面加固法、增補(bǔ)受拉鋼筋加固法、預(yù)應(yīng)力加固法等,對(duì)于柱的加固有增大截面法、外包鋼法、置換法等[11]。(4)對(duì)于其他破壞現(xiàn)象的修補(bǔ)方法一般均需清除已破壞混凝土,再用混凝土或其他材料回填整平。修補(bǔ)的具體方法是:當(dāng)修補(bǔ)面積較大,深度大于20cm時(shí),可采用普通混凝土(包括膨脹混凝土和干硬性混凝土)、噴混凝土、壓漿混凝土或真空作業(yè)混凝土回填;深度在5~20cm,可采用噴混凝土或普通混凝土回填;深度在5~10cm時(shí),可采用普通砂漿或噴漿(素漿或掛網(wǎng))填補(bǔ);深度在5cm以下時(shí),可采用預(yù)縮砂漿、干硬性砂漿、環(huán)氧砂漿或噴漿填補(bǔ)。當(dāng)修補(bǔ)面積較小,深度大于10cm時(shí),可用普通混凝土、聚合物混凝土或環(huán)氧混凝土回填;深度小于10cm時(shí),可用預(yù)縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補(bǔ);深度在5mm左右的低凹小缺陷,也可用環(huán)氧石英膏填補(bǔ)。對(duì)修補(bǔ)面積不大并有特定要求的部位,可采用鋼板襯護(hù)或其他材料鑲補(bǔ)的方法。
4 結(jié)束語
針對(duì)南京地區(qū)的實(shí)際情況,從房屋建筑和道路橋梁建筑兩個(gè)方面,選取有代表性的典型建筑物,調(diào)查其表面破壞現(xiàn)象,統(tǒng)計(jì)分析其產(chǎn)生破壞的各種原因,并有針對(duì)性的提出基面處理、特種耐久材料、裂縫修補(bǔ)等應(yīng)對(duì)措施,為南京地區(qū)建筑物的耐久性、穩(wěn)定性和表面維護(hù)提供科學(xué)的理論依據(jù),使建筑物表層的維修費(fèi)用大大縮減,并能夠提高整個(gè)南京地區(qū)建筑物外表的美觀性,為南京市加快城市化發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的建筑基礎(chǔ)。
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作者簡(jiǎn)介:馬徑先(1995,1-),女,本科學(xué)歷,主要研究方向?yàn)橥两üこ獭ndprint