無(wú)機(jī)膠后錨固施工技術(shù)研究

孟憲禮

現(xiàn)代建筑工程的綠色施工技術(shù)。是在建筑工程質(zhì)量需求的基礎(chǔ)上針對(duì)社會(huì)環(huán)保理念的進(jìn)一步深化。后錨固植筋技術(shù)在新工程中的應(yīng)用日趨廣泛，過去使用的有機(jī)質(zhì)類錨固材料主要成分是有機(jī)環(huán)氧樹脂類或氨基甲酸酯類物質(zhì)，可以起到較好的錨固作用，但在應(yīng)用中也存在較多不足，例如，有機(jī)錨固材料的有機(jī)化學(xué)膠管含有有毒物質(zhì)，施工時(shí)如操作不當(dāng)可腐蝕工人的皮膚，對(duì)身體造成傷害；有機(jī)錨固材料抗老化性能、耐久性差，容易老化而失去粘結(jié)效力，降低后植筋的強(qiáng)度。另外，這類材料本身不耐高溫，溫度達(dá)到400℃左右時(shí)其粘結(jié)力就會(huì)大幅下降，不利于火災(zāi)等突發(fā)事件中的結(jié)構(gòu)安全，此外，這類材料本身具有毒性，不是綠色環(huán)保產(chǎn)品，不符合目前的國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，通過揮發(fā)會(huì)污染空氣，影響人的身體健康。

隨著人民生活水平普遍提高，人對(duì)生產(chǎn)、生活環(huán)境的質(zhì)量也在不斷提高，有機(jī)膠錨固技術(shù)在施工中會(huì)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)的弊端越來(lái)越明顯，無(wú)機(jī)錨固材料作為新興的一種錨固材料，它早強(qiáng)、高強(qiáng)、且無(wú)毒的特性漸漸受到關(guān)注，如何規(guī)范的應(yīng)用到工程建設(shè)中實(shí)現(xiàn)環(huán)保施工、保證工程質(zhì)量是目前探討的問題。

1 無(wú)機(jī)膠后錨固的技術(shù)特點(diǎn)

1.1 穩(wěn)定性高

以無(wú)機(jī)錨固材料為主要原料的無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)具有較高的強(qiáng)度，硬化時(shí)間適宜，可以保證錨固材料與被錨固混凝土結(jié)構(gòu)界面之間足夠的粘結(jié)錨固強(qiáng)度，達(dá)到穩(wěn)定有效傳遞錨固應(yīng)力的作用。無(wú)機(jī)錨固材料的主要成份為無(wú)機(jī)膠凝材料，硬化后具有穩(wěn)定的礦物組成、較強(qiáng)的耐久性和一定的堿性，可有效抵抗侵蝕介質(zhì)的腐蝕作用。

1.2 整體性強(qiáng)

無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)充分考慮了后植筋的整體性，利用無(wú)機(jī)錨固材料與普通混凝土同屬無(wú)機(jī)礦物膠凝材料的特點(diǎn)，它的熱膨脹系數(shù)、彈性模量等性質(zhì)與混凝土基本一致，在應(yīng)力作用下的彈、塑性變形和隨溫、濕度變化引起的變形等性能與被錨固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性能基本一致，有利于保持錨固硬化體與被錨固結(jié)構(gòu)在應(yīng)力作用下的整體性；無(wú)機(jī)錨固材料的熱穩(wěn)定性與混凝土相近，體積穩(wěn)定性好，錨固硬化結(jié)構(gòu)可不受焊接作業(yè)產(chǎn)生的高溫影響，對(duì)火災(zāi)的耐火極限與混凝土結(jié)構(gòu)相近。

1.3 綠色環(huán)保

無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)使用無(wú)機(jī)錨固材料進(jìn)行錨固，無(wú)機(jī)錨固材料由無(wú)機(jī)礦物微粉和無(wú)機(jī)固化劑水溶液雙組分組成，生產(chǎn)成本低，無(wú)毒且無(wú)刺激性氣味，施工時(shí)不會(huì)對(duì)工人的身體造成傷害。

2 無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)工作原理

無(wú)機(jī)膠后植筋錨固技術(shù)是利用無(wú)機(jī)錨固材料粘結(jié)性能，通過改良的植筋施工技術(shù)將普通鋼筋有效的錨固于混凝土內(nèi)，并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的力學(xué)性能和耐久性。

無(wú)機(jī)膠后植筋錨固技術(shù)中膠體與混凝土之間的粘結(jié)主要由以下三方面組成：（1）膠層與混凝土之間的摩擦力；（2）膠與混凝土之間的粘著作用；（3）膠與混凝土之間的鎖鍵作用。由于混凝土材料是一種多相材料，其中存在著大量的毛細(xì)孔及微裂縫。這樣，液態(tài)的粘著膠體就會(huì)流到混凝土中的微裂縫和毛細(xì)孔中，膠體硬化之后，不單產(chǎn)生摩擦力，還會(huì)形成比較明顯的鎖鍵效果。

鋼筋與膠體之間的粘結(jié)主要由以下三方面組成：（1）膠層與鋼筋之間的摩擦力；（2）膠與鋼筋之間的粘著作用；（3）鋼筋與膠層之間產(chǎn)生的機(jī)械咬合作用。由于鋼筋表面的粗糙不平及鋼筋肋的存在，在受力的過程中鋼筋肋和固化后膠體之間因相互擠壓，就會(huì)產(chǎn)生很大的機(jī)械咬合力。

無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)就是利用無(wú)機(jī)膠與混凝土、鋼筋的粘著作用、摩擦力、鎖鍵作用以及機(jī)械咬合力，從而達(dá)到鋼筋有效錨固的目的。

3 現(xiàn)場(chǎng)施工工藝

3.1 鉆孔

鉆孔時(shí)首先根據(jù)植筋的設(shè)計(jì)位置，用紅色油漆在需要植筋的位置上標(biāo)記出點(diǎn)位，對(duì)既有結(jié)構(gòu)的鋼筋布置情況進(jìn)行調(diào)查，用儀器探明位置鉆孔時(shí)不得損傷原結(jié)構(gòu)鋼筋，確保正確后用電錘鉆孔至錨固深度。

3.2 清孔

鉆孔結(jié)束后，用專門的氣筒和鋼絲刷清除孔內(nèi)的混凝土碎屑，用空壓機(jī)將粉末吹出，檢查孔壁的完整性，不應(yīng)有裂紋和損傷。

3.3 沖孔

清除混凝土碎屑后，用水沖洗錨孔，將殘留的粉塵沖洗干凈，露出混凝土內(nèi)壁，再用空壓機(jī)將殘留的水吹出，使孔壁保持潮濕且孔內(nèi)無(wú)積水。

3.4 鋼筋備料

鋼筋采用工廠集中加工，按照?qǐng)D紙配好下料單，送加工場(chǎng)地集中加工和保護(hù)，避免對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)污染和防止鋼筋銹蝕。

3.5 配置錨固膠

采用散裝粉料式無(wú)機(jī)膠，應(yīng)按隨貨提供的產(chǎn)品說明書上的推薦用水量加入水并攪拌均勻。用手提式電動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，攪拌時(shí)間宜為1min～2min。

3.6 注膠

利用無(wú)機(jī)膠流動(dòng)性好的特點(diǎn)，利用無(wú)機(jī)膠自重自由流至孔的最深處。僅靠無(wú)機(jī)膠的自重不能滿足施工要求時(shí)，采用高位料斗提高無(wú)機(jī)膠的位能差，使無(wú)機(jī)膠自由流至孔的最深處。注膠量一般為錨孔深度的1/2～2/3。

3.7 植筋

無(wú)機(jī)膠注入孔內(nèi)后，應(yīng)及時(shí)將錨筋邊旋轉(zhuǎn)邊插入孔內(nèi)，使無(wú)機(jī)膠自孔底向孔口填充均勻密實(shí)，并充分排出孔內(nèi)空氣，直至錨筋達(dá)到錨固深度并出現(xiàn)錨固漿溢出孔口為止。鋼筋插入錨孔后，立即校正鋼筋方向。校正時(shí)應(yīng)緩慢，使植入鋼筋與孔壁的間隙均勻，以保證錨固效果。

3.8 養(yǎng)護(hù)

后錨固完畢后3h內(nèi)應(yīng)對(duì)無(wú)機(jī)膠加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)，保濕時(shí)間不少于24h，施工后24h禁止任何擾動(dòng)，以保證錨固料的錨固性能正常工作，72h內(nèi)不得承受外部荷載作用。

3.9 檢驗(yàn)

72h后對(duì)已植的鋼筋進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，檢驗(yàn)時(shí)以同一規(guī)格型號(hào)、基本相同的施工條件和受力狀態(tài)的錨筋為同一檢驗(yàn)批。檢驗(yàn)數(shù)量為同一檢驗(yàn)批數(shù)量的3%，且不少于5 根進(jìn)行隨機(jī)抽樣。

4 無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)要領(lǐng)

4.1 錨筋進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)有質(zhì)量合格證書，并應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼》GB 1499、《鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋》GB 13014等的相應(yīng)規(guī)定抽取試件做力學(xué)性能檢驗(yàn)，其質(zhì)量應(yīng)符合上述標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4.2 無(wú)機(jī)膠存放期間不得受潮，不得有結(jié)塊。當(dāng)在使用中對(duì)無(wú)機(jī)膠質(zhì)量有懷疑或無(wú)機(jī)膠出廠超過兩個(gè)月時(shí)，應(yīng)對(duì)其外觀質(zhì)量、初凝時(shí)間、氯離子含量、1d 抗壓強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并按復(fù)驗(yàn)結(jié)果使用。

4.3 錨筋應(yīng)平直、無(wú)損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。錨筋錨固段應(yīng)除去浮銹，宜根據(jù)錨固深度做出臨時(shí)標(biāo)記。

4.4 拌制無(wú)機(jī)膠的水質(zhì)應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土拌合用水標(biāo)準(zhǔn)》JGJ 63 的規(guī)定。

4.5 后錨固完畢后3h 內(nèi)應(yīng)對(duì)無(wú)機(jī)膠加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)，保濕時(shí)間不少于24h。外露無(wú)機(jī)膠表面不應(yīng)有龜裂或分層裂縫。冬季施工時(shí)，應(yīng)考慮相應(yīng)措施。

4.6 對(duì)錨筋成品應(yīng)進(jìn)行保護(hù)，24h 內(nèi)不得對(duì)其進(jìn)行碰撞，72h 內(nèi)不得承受外部荷載作用。

4.7 錨筋可采用焊接方式連接，焊接時(shí)無(wú)機(jī)膠的齡期不得少于72h。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

無(wú)機(jī)膠后錨固植筋技術(shù)是一種更加先進(jìn)可靠的施工技術(shù)，提高了后植筋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性，與現(xiàn)行的有機(jī)膠錨固植筋技術(shù)相比，無(wú)機(jī)錨固材料價(jià)格低，當(dāng)前1kg有機(jī)錨固材料將近50元左右，而等量無(wú)機(jī)錨固材料20元左右，整個(gè)工程耗用錨固材料約11t，因此大大節(jié)約了材料成本；另外，無(wú)機(jī)錨固材料固化快，強(qiáng)度高，只需要3天即可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，而與之相對(duì)的有機(jī)錨固材料固化時(shí)間長(zhǎng)需要7天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，因此，采用無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)可大大縮短工期，減少周轉(zhuǎn)工具、機(jī)械的租賃費(fèi)用；此外，有機(jī)膠錨固技術(shù)施工工藝復(fù)雜，對(duì)施工環(huán)境要求高，必須無(wú)水環(huán)境方可施工，而且錨固膠拌合時(shí)較復(fù)雜，且易因拌合不均勻而降低粘結(jié)力，而無(wú)機(jī)膠后錨固技術(shù)對(duì)施工環(huán)境的要求低，在濕潤(rùn)的時(shí)候即可施工，而且散裝無(wú)機(jī)膠流動(dòng)性好，利用高位漏斗產(chǎn)生的壓力即可實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)膠注入，錨固包式的錨固膠不須拌合只須浸泡1min ～2min塞入錨孔便可完成，更為簡(jiǎn)便，因此無(wú)機(jī)膠后錨固施工技術(shù)大大降低了施工難度且保證了施工質(zhì)量。

5.2 環(huán)保效益

與現(xiàn)行的有機(jī)膠錨固技術(shù)相比，采用無(wú)機(jī)膠后錨固避免了使用有毒的有機(jī)粘結(jié)劑，適用綠色環(huán)保材料符合國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)避免了有機(jī)材料施工時(shí)可能對(duì)皮膚造成的傷害，避免了散發(fā)氣味和毒素對(duì)空氣的污染和對(duì)人體的毒害作用，另外無(wú)機(jī)材料拌合簡(jiǎn)單，降低了施工時(shí)的局限性，避免了間接污染和材料浪費(fèi)。此外，無(wú)機(jī)材料具有較好的耐久性和耐高溫的特性，這對(duì)建筑物的耐久性和對(duì)火災(zāi)等突發(fā)事件的應(yīng)對(duì)能力均有極大的良性作用。

[責(zé)任編輯：楊玉潔]