无机胶后锚固施工技术研究

孟宪礼

现代建筑工程的绿色施工技术。是在建筑工程质量需求的基础上针对社会环保理念的进一步深化。后锚固植筋技术在新工程中的应用日趋广泛，过去使用的有机质类锚固材料主要成分是有机环氧树脂类或氨基甲酸酯类物质，可以起到较好的锚固作用，但在应用中也存在较多不足，例如，有机锚固材料的有机化学胶管含有有毒物质，施工时如操作不当可腐蚀工人的皮肤，对身体造成伤害；有机锚固材料抗老化性能、耐久性差，容易老化而失去粘结效力，降低后植筋的强度。另外，这类材料本身不耐高温，温度达到400℃左右时其粘结力就会大幅下降，不利于火灾等突发事件中的结构安全，此外，这类材料本身具有毒性，不是绿色环保产品，不符合目前的国际发展趋势，通过挥发会污染空气，影响人的身体健康。

随着人民生活水平普遍提高，人对生产、生活环境的质量也在不断提高，有机胶锚固技术在施工中会产生的有毒物质的弊端越来越明显，无机锚固材料作为新兴的一种锚固材料，它早强、高强、且无毒的特性渐渐受到关注，如何规范的应用到工程建设中实现环保施工、保证工程质量是目前探讨的问题。

1 无机胶后锚固的技术特点

1.1 稳定性高

以无机锚固材料为主要原料的无机胶后锚固技术具有较高的强度，硬化时间适宜，可以保证锚固材料与被锚固混凝土结构界面之间足够的粘结锚固强度，达到稳定有效传递锚固应力的作用。无机锚固材料的主要成份为无机胶凝材料，硬化后具有稳定的矿物组成、较强的耐久性和一定的碱性，可有效抵抗侵蚀介质的腐蚀作用。

1.2 整体性强

无机胶后锚固技术充分考虑了后植筋的整体性，利用无机锚固材料与普通混凝土同属无机矿物胶凝材料的特点，它的热膨胀系数、弹性模量等性质与混凝土基本一致，在应力作用下的弹、塑性变形和随温、湿度变化引起的变形等性能与被锚固钢筋混凝土结构的性能基本一致，有利于保持锚固硬化体与被锚固结构在应力作用下的整体性；无机锚固材料的热稳定性与混凝土相近，体积稳定性好，锚固硬化结构可不受焊接作业产生的高温影响，对火灾的耐火极限与混凝土结构相近。

1.3 绿色环保

无机胶后锚固技术使用无机锚固材料进行锚固，无机锚固材料由无机矿物微粉和无机固化剂水溶液双组分组成，生产成本低，无毒且无刺激性气味，施工时不会对工人的身体造成伤害。

2 无机胶后锚固技术工作原理

无机胶后植筋锚固技术是利用无机锚固材料粘结性能，通过改良的植筋施工技术将普通钢筋有效的锚固于混凝土内，并达到设计要求的力学性能和耐久性。

无机胶后植筋锚固技术中胶体与混凝土之间的粘结主要由以下三方面组成：（1）胶层与混凝土之间的摩擦力；（2）胶与混凝土之间的粘着作用；（3）胶与混凝土之间的锁键作用。由于混凝土材料是一种多相材料，其中存在着大量的毛细孔及微裂缝。这样，液态的粘着胶体就会流到混凝土中的微裂缝和毛细孔中，胶体硬化之后，不单产生摩擦力，还会形成比较明显的锁键效果。

钢筋与胶体之间的粘结主要由以下三方面组成：（1）胶层与钢筋之间的摩擦力；（2）胶与钢筋之间的粘着作用；（3）钢筋与胶层之间产生的机械咬合作用。由于钢筋表面的粗糙不平及钢筋肋的存在，在受力的过程中钢筋肋和固化后胶体之间因相互挤压，就会产生很大的机械咬合力。

无机胶后锚固技术就是利用无机胶与混凝土、钢筋的粘着作用、摩擦力、锁键作用以及机械咬合力，从而达到钢筋有效锚固的目的。

3 现场施工工艺

3.1 钻孔

钻孔时首先根据植筋的设计位置，用红色油漆在需要植筋的位置上标记出点位，对既有结构的钢筋布置情况进行调查，用仪器探明位置钻孔时不得损伤原结构钢筋，确保正确后用电锤钻孔至锚固深度。

3.2 清孔

钻孔结束后，用专门的气筒和钢丝刷清除孔内的混凝土碎屑，用空压机将粉末吹出，检查孔壁的完整性，不应有裂纹和损伤。

3.3 冲孔

清除混凝土碎屑后，用水冲洗锚孔，将残留的粉尘冲洗干净，露出混凝土内壁，再用空压机将残留的水吹出，使孔壁保持潮湿且孔内无积水。

3.4 钢筋备料

钢筋采用工厂集中加工，按照图纸配好下料单，送加工场地集中加工和保护，避免对施工现场污染和防止钢筋锈蚀。

3.5 配置锚固胶

采用散装粉料式无机胶，应按随货提供的产品说明书上的推荐用水量加入水并搅拌均匀。用手提式电动搅拌机进行搅拌，搅拌时间宜为1min～2min。

3.6 注胶

利用无机胶流动性好的特点，利用无机胶自重自由流至孔的最深处。仅靠无机胶的自重不能满足施工要求时，采用高位料斗提高无机胶的位能差，使无机胶自由流至孔的最深处。注胶量一般为锚孔深度的1/2～2/3。

3.7 植筋

无机胶注入孔内后，应及时将锚筋边旋转边插入孔内，使无机胶自孔底向孔口填充均匀密实，并充分排出孔内空气，直至锚筋达到锚固深度并出现锚固浆溢出孔口为止。钢筋插入锚孔后，立即校正钢筋方向。校正时应缓慢，使植入钢筋与孔壁的间隙均匀，以保证锚固效果。

3.8 养护

后锚固完毕后3h内应对无机胶加以覆盖并保湿养护，保湿时间不少于24h，施工后24h禁止任何扰动，以保证锚固料的锚固性能正常工作，72h内不得承受外部荷载作用。

3.9 检验

72h后对已植的钢筋进行拉拔试验，检验时以同一规格型号、基本相同的施工条件和受力状态的锚筋为同一检验批。检验数量为同一检验批数量的3%，且不少于5 根进行随机抽样。

4 无机胶后锚固技术要领

4.1 锚筋进场时应有质量合格证书，并应按现行国家标准《钢筋混凝土用钢》GB 1499、《钢筋混凝土用余热处理钢筋》GB 13014等的相应规定抽取试件做力学性能检验，其质量应符合上述标准的规定。

4.2 无机胶存放期间不得受潮，不得有结块。当在使用中对无机胶质量有怀疑或无机胶出厂超过两个月时，应对其外观质量、初凝时间、氯离子含量、1d 抗压强度进行复验，并按复验结果使用。

4.3 锚筋应平直、无损伤，表面不得有裂纹、油污、颗粒状或片状老锈。锚筋锚固段应除去浮锈，宜根据锚固深度做出临时标记。

4.4 拌制无机胶的水质应符合国家现行标准《混凝土拌合用水标准》JGJ 63 的规定。

4.5 后锚固完毕后3h 内应对无机胶加以覆盖并保湿养护，保湿时间不少于24h。外露无机胶表面不应有龟裂或分层裂缝。冬季施工时，应考虑相应措施。

4.6 对锚筋成品应进行保护，24h 内不得对其进行碰撞，72h 内不得承受外部荷载作用。

4.7 锚筋可采用焊接方式连接，焊接时无机胶的龄期不得少于72h。

5 效益分析

5.1 经济效益

无机胶后锚固植筋技术是一种更加先进可靠的施工技术，提高了后植筋结构的稳定性和耐久性，与现行的有机胶锚固植筋技术相比，无机锚固材料价格低，当前1kg有机锚固材料将近50元左右，而等量无机锚固材料20元左右，整个工程耗用锚固材料约11t，因此大大节约了材料成本；另外，无机锚固材料固化快，强度高，只需要3天即可达到设计强度，而与之相对的有机锚固材料固化时间长需要7天达到设计强度，因此，采用无机胶后锚固技术可大大缩短工期，减少周转工具、机械的租赁费用；此外，有机胶锚固技术施工工艺复杂，对施工环境要求高，必须无水环境方可施工，而且锚固胶拌合时较复杂，且易因拌合不均匀而降低粘结力，而无机胶后锚固技术对施工环境的要求低，在湿润的时候即可施工，而且散装无机胶流动性好，利用高位漏斗产生的压力即可实现无机胶注入，锚固包式的锚固胶不须拌合只须浸泡1min ～2min塞入锚孔便可完成，更为简便，因此无机胶后锚固施工技术大大降低了施工难度且保证了施工质量。

5.2 环保效益

与现行的有机胶锚固技术相比，采用无机胶后锚固避免了使用有毒的有机粘结剂，适用绿色环保材料符合国际发展趋势，同时避免了有机材料施工时可能对皮肤造成的伤害，避免了散发气味和毒素对空气的污染和对人体的毒害作用，另外无机材料拌合简单，降低了施工时的局限性，避免了间接污染和材料浪费。此外，无机材料具有较好的耐久性和耐高温的特性，这对建筑物的耐久性和对火灾等突发事件的应对能力均有极大的良性作用。

[责任编辑：杨玉洁]