無(wú)機(jī)錨固材料與有機(jī)錨固材料性能優(yōu)劣分析

姜志偉 張超 李宜良

【摘 要】本文通過(guò)對(duì)有機(jī)錨固材料與無(wú)機(jī)錨固材料的各自性能的分析，指出了無(wú)機(jī)錨固材料相對(duì)于有機(jī)錨固材料的性能的優(yōu)越性，對(duì)維修加固工程具有指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】無(wú)機(jī)錨固材料；結(jié)構(gòu)加固；微膨脹

我國(guó)現(xiàn)有建筑物中，有相當(dāng)部分經(jīng)過(guò)幾十年的使用后，已有不同程度的老化，或已不能滿足當(dāng)前的使用要求，這些舊建筑物現(xiàn)在已經(jīng)邁入了維修加固的壽命時(shí)期。當(dāng)前，我國(guó)建筑物維修改造行業(yè)的發(fā)展非常迅速，已成為建筑行業(yè)的重要組成部分。

植筋錨固技術(shù)是最為常用的維修加固技術(shù)之一，具有設(shè)計(jì)靈活、定位精確、施工簡(jiǎn)便等眾多特有的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，成為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)加固改造技術(shù)中最具活力的分支。目前，植筋錨固材料主要分為有機(jī)粘結(jié)材料和無(wú)機(jī)粘結(jié)材料，以有機(jī)類為主。但隨著無(wú)機(jī)錨固材料技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，有機(jī)類錨固材料其有機(jī)特性與水泥混凝土構(gòu)造物無(wú)機(jī)特性的不協(xié)調(diào)性逐漸暴露出來(lái)，越來(lái)越多的加固改造工程開(kāi)始青睞與水泥混凝土同性能的無(wú)機(jī)錨固材料。以下我們從性能方面來(lái)分析有機(jī)無(wú)機(jī)錨固材料優(yōu)劣：

有機(jī)粘結(jié)材料主要包括環(huán)氧樹(shù)脂膠、聚酯樹(shù)脂膠、乙烯基樹(shù)脂膠等，具有早期強(qiáng)度高和發(fā)展成熟的顯著優(yōu)點(diǎn)；無(wú)機(jī)粘結(jié)材料主要包括普通混凝土錨固砂漿、高強(qiáng)混凝土錨固砂漿、高強(qiáng)特種錨固砂漿等，具有水泥基、耐高溫、無(wú)毒環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)對(duì)比應(yīng)用，有機(jī)類錨固材料存在與混凝土的彈性模量相差太大、耐熱性能差、易老化、有微毒、價(jià)格高等不可克服的缺點(diǎn)。

1 有機(jī)錨固材料的不足

目前有機(jī)質(zhì)類錨固材料在應(yīng)用中雖然可以起到較好的錨固作用，但在也存在較多不足，具體表現(xiàn)有：

（1）有機(jī)類錨固材料性能不協(xié)調(diào)。錨固材料要求具有與被修補(bǔ)材料相接近的彈性模量和線膨脹系數(shù)，但實(shí)際應(yīng)用中兩者彈性模量往往不在同一數(shù)量級(jí)上，容易造成有機(jī)質(zhì)錨固材料與混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度減弱甚至脫粘，成為錨固結(jié)構(gòu)不安定的隱患。

（2）有機(jī)類錨固材料耐久性不良。以硅酸鹽水泥為主要組分的混凝土硬化體中的液相呈高堿性pH值，高堿度的環(huán)境中，有機(jī)質(zhì)類錨固材料容易堿化變脆或脫粘，大幅度降低粘結(jié)強(qiáng)度，影響錨固結(jié)構(gòu)的安全性。

（3）有機(jī)類錨固材料耐熱性差。有機(jī)類植筋錨固材料中高分子結(jié)構(gòu)的鍵能較小，高溫下易降解，不能滿足建筑物耐熱與防火要求。

（4）有機(jī)類錨固材料微毒昂貴。當(dāng)前，無(wú)論國(guó)產(chǎn)還是進(jìn)口的有機(jī)質(zhì)類錨固材料價(jià)格均較昂貴，且材料浪費(fèi)量相對(duì)較大，推高加固工程造價(jià)。

（5）有機(jī)類錨固材料施工難度較大。有機(jī)類錨固材料通常對(duì)設(shè)備和人員要求較高；同時(shí)，受制于室外溫度和天氣變化，對(duì)施工場(chǎng)地和環(huán)境都有較高要求。

2 無(wú)機(jī)錨固材料的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

鑒于有機(jī)類錨固材料的性能限制，水泥基無(wú)機(jī)錨固材料與混凝土構(gòu)件有著天然的相容性，植筋錨固材料由有機(jī)類向無(wú)機(jī)類過(guò)渡是其不斷完善和發(fā)展的必然趨勢(shì)。無(wú)機(jī)錨固材料的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要有以下五點(diǎn)：

（1）早強(qiáng)與高強(qiáng)特性。無(wú)機(jī)錨固材料在一定錨固條件（錨固深度、固化時(shí)間）下，錨固強(qiáng)度均能滿足工程技術(shù)要求，拉拔試驗(yàn)時(shí)，抗拉拔力達(dá)到植筋極限抗拉強(qiáng)度，以頸縮破壞為主。

（2）微膨脹特性兼具變形協(xié)調(diào)。無(wú)機(jī)錨固材料與混凝土基體均為無(wú)機(jī)類材料，在溫濕度循環(huán)變化時(shí)，與混凝土變形協(xié)調(diào)一致，不會(huì)產(chǎn)生附加溫度應(yīng)力，也就沒(méi)有因?yàn)槠诙a(chǎn)生開(kāi)裂損壞。

（3）耐高溫耐老化。無(wú)機(jī)錨固材料與水泥混凝土具有相當(dāng)?shù)哪透邷啬屠匣匦?，在常?guī)的高溫環(huán)境下可以長(zhǎng)時(shí)間服役，在拼接施工中，可以采用先膠后焊的工藝，符合實(shí)際施工的要求。

（4）施工快捷。無(wú)機(jī)錨固材料一般為單組分，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)和，也無(wú)需借助膠槍設(shè)備，豎直孔、水平孔和垂孔均可快捷植筋；無(wú)機(jī)錨固材料對(duì)作業(yè)面要求較低，潮濕、微水和微塵不妨礙施工。

（5）綠色環(huán)保。無(wú)機(jī)錨固材料不含苯乙烯等組份，無(wú)毒無(wú)味，對(duì)施工人員不造成傷害，對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生有害影響，適用于各種使用場(chǎng)合。

（6）造價(jià)便宜。實(shí)際工程上，選用材料時(shí)不但要注重材料的性能，在性能基本相同的情況下，影響材料大范圍推廣使用的更為主要因素是材料的價(jià)格。經(jīng)某實(shí)體工程的實(shí)際運(yùn)用測(cè)算，造價(jià)降低50%。

3 結(jié)論

相比機(jī)類錨固材料，無(wú)機(jī)錨固材料與混凝土構(gòu)件在彈性模量、線膨脹系數(shù)上基本一致，能與被加固結(jié)構(gòu)變形相協(xié)調(diào)，具有優(yōu)良的耐熱耐老化性能，并且材料本身無(wú)毒環(huán)保、價(jià)格低廉，是未來(lái)維修加固的首選材料。

[責(zé)任編輯：湯靜]