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 产品介绍-》慕湖产品


6003 锚固用胶粘剂
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  本产品是新型建筑结构用锚固胶,为双组份产品。该胶具有与各类基材 ( 砼、石材、砖、岩石等 ) 及金属锚杆粘接,固化快、强度高、锚固力大、耐介质、耐老化等优点,可广泛应用砼、石材、岩石等的锚杆锚固,也可用于其他建筑构件的粘接。

一、产品特性及优点:
1 本品为双组份室温固化的建筑结构粘接剂,在室温下快速固化;
2 具有对建筑结构承载快,粘接力高,抗拔拉力大的优良性能;
3 可在 -10 ℃ ~+ 40 ℃ 的条件下进行施工,亦可带水作业,施工简便,工艺性能好;
4 耐水,耐介质,耐老化性能优良,密封、防潮性好;
5 粘接对象广泛,可粘接各种石材、大理石、砼、金属等。

二、应用范围:
l 各类设备基础的锚固,锚牢;
2 各种建筑结构中的钢筋埋植与锚栓锚固;
3 矿山巷道顶、壁部位的锚固支护;
4 铁路、铁轨的锚固及铁轨绝缘锚固;
5 幕墙安装锚固及化工设备、管道、广告牌等的安装锚固;
6 水利设施、码头、公路、桥梁等工程的各种锚固。

三、主要技术性能: ( 表 )1

项目

条件

主要指标

参照测试标准

钢 - 钢剪切强度

25 ℃ , 72h

≥ 12MPa

GB7124

锚固力

Φ12 的螺纹钢,深 10d

≥ 40KN

建筑锚栓技术规范

锚固力

Φ12 的螺纹钢,深 15d

钢筋断

建筑锚栓技术规范

四、使用方法:
l 钻孔:用冲击钻打出设计所要求的直径及深度的锚孔:
2 清灰:用压缩空气吹尽孔内浮灰;
3 配料:先将甲组份充分在包装内搅匀,并按甲 / 乙 =100/3 的重量比称量;
4 填装锚固剂:将上述混匀的胶料,注入孔中,并不得混入气泡;
5 锚固:将锚杆 ( 或钢筋 ) 植入孔中,去除孔口多余的胶料:
6 固化:将锚杆埋植固定后,在室温下固化不少于 8h 。

五、包装:
甲组份 1.5 ㎏ ,乙组份 4. 5 ㎏ 。

六、注意事项:
l 本品应贮存在阴凉、干燥、通风的库房内;贮存期为 3 个月,超过贮存期,在测试性能合格后,仍可使用。
2 取胶时,不得将其中一个组份混入另一组份中。
3 调胶用的工具不得在甲、乙组份中混用,用后应清洁或丢弃不用。
4 本品无毒,不慎触及皮肤时,可先用丙酮拭擦,再用水清洗即可。

  This product is a new type of two-part anchor adhesive for construction structure . The adhesive has the advantages of fast-cure , high-strength , great anchor force and medium resistant as adhesion to various substrates (concrete , stone materials , brick , rock etc . 1and metal anchor stick , and so is widely used in anchor stick fixture of concrete , stone materials , brick, ruckus well as adhesion to other building assemblies .

一. Property and Advantages
1 This product is two part fast cure anchor adhesive for construction structure at room temperature .
2This product has excellent properties of bearing promptly the loads imposed on construction structures , strong adhesion and great anti pull force .
3 Operations can be made conveniently over the wide temperature rangs of -1 0 ℃ ~ 4 0 ℃ with good technological property .
4 This product is a rind of adhesive of water-resistant , medium-resistant and anti damp with good seal .
5 The application field of this product is various , such as adhesion to concrete , stone material , marbles and metals.

二. Application
1 Anchor-fixture for bases of various equipments .
2 Plantation of reinforcing bar and anchor-fixture of anchor bolt in various construction structures .
3 Protective support provided by anchor-fixture to domes and walls of mine corridor .
5 Anchor-fixture of installation of curtain wall and chemical equipment , pipeline and billboard .
6 Various anchor-fixture in the projects of hydraulic equipment , dock , road , and bridge construction .

三. Application

Items

Conditions

Main Index

Reference Measurement
Standard

Steel-steel
Shear strength

25Degc,72hours

≥ 12MPa

GB 7124

Anchor force

Φ12thread steel, 10times of diameter deep

≥ 40KN

Technical codes of building anchor bolt

Anchor force

Φ12thread steel, 10times of diameter deep

Reinforced bar Break

Technical codes of building anchor bolt

四. Directions
1Drill:Form holes of desirable diameter and depth with impact drill.
2 Clean dirty : Blow away the floating dirty in holes with compressed air .
3 Mixture : Stir uniformly in the package of composition A and weigh the compositions according to the ratio of A:B=100:3 .
4 Fill anchor adhesive: Inject the : mixture into the holes without air bubble .
5 Anchor-fixture : Plant the anchor-stick(or reinforcing bar)in the holes and erase surplus adhesive .
6 Curing : Cure no less than 8 hours at the room temperature after plant the anchor-stick vertically .

五. Package
Composition A 1.5 ㎏ , Composition B4. 5 ㎏ ;

六. Notice Items
1This product should be stored in the shady , dry and good ventilation warehouse with 3 months of shelf time commonly .
2 Don ′ t compound too much adhesive , properly compound as use .
3 Clean hands with acetone firstly and then wash with water as this product contacts with your skins .

 0 ℃ 和潮湿界面的条件下固化粘接,耐热性提高 30% 。

性能品名

密度 (g/cm 3 )

施工温度 ( ℃ )

使用时间 (min)

钢粘结强度 (MPa)

压缩强度 (MPa)

加速老化时间 / 剪切 (h/MPa)

弹性模量 (MPa)

冻融 20 次剪切 (MPa)

配合比 ( 甲 : 乙 )

拉伸

剪切

AC

1.6

5 ~ 30

30 ~ 70

30

20

70

2000/19.0

7.0 × 10 4

20

3:1

JGN

1.6

10 ~ 30

30 ~ 60

30

18

50

1600/18.0

4.5 × 10 4

20

3:1

触变型、不沉淀、不流淌、用量少、标准用量 4 ~ 5 ㎏ / ㎡

无毒、无臭味,内聚、粘接和剪切强度较高,耐老化,耐疲劳性能也很优良。主要用于建筑结构加固与改造工程。

1 、施工工艺条件: ( 1 )配胶:此胶由甲、乙两部分组成,甲∶乙为 3 ∶ 1 (重量比)配合搅匀。适用期常温下为 1.5h 。( 2 )涂胶:将粘接面处理干净,在干燥条件下将胶涂匀,接触压下固定粘接物。( 3 )固化:常温下 1 ~ 5 天完全固化,负温( -15 ℃ )、潮湿环境下也能固化。

2 、检验依据: MT146.1 - 2002 《树脂锚杆 锚固剂》及参照 GB/T 17671 - 1999 、 GB/T 5486.3 - 2001 ,《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》 JC 887 — 2001 。

3 、性能指标: ( 1 )拉伸剪切强度(常温 25 ℃ 固化完全),钢—钢 24.0 ~ 32.0MPa ,钢—混凝土,混凝土受剪破坏;( 2 )粘接抗拉(钢—钢) 40.0MPa ;( 3 )内聚抗拉( 8 字模) 19 ~ 24MPa ;( 4 )抗压强度 60 ~ 90MPa ;( 5 )剪切疲劳 σmax4.5MPa 、 σmin0.45MPa 、拉伸循环 4 × 10 6 次,强度基本不降低。

4 、适用范围: ( 1 )加固动载、静载混凝土梁、柱(吊车梁、铁路梁、公路梁及建筑结构梁、柱)。( 2 )用于钢筋剪力墙、砼板开洞的钢板粘结、加固钢筋锚固生根及各类需要粘接的工程。( 3 )用于混凝土构筑物孔洞修补、桥梁橡胶支座的粘贴。

一、钢筋锚固(植筋生根)技术交底及验收 1 、操作 :( 1 )按照设计要求在需锚固的部位划好线确定钻孔位置。( 2 )用冲击钻在划定位置钻眼达设计深度,一般为钢筋 8 ~ 12 倍 d 即可。用棉纱塞好,防杂物掉入。( 3 )将孔眼内的粉末清除。用砂纸清除筋端浮锈。( 4 )将结构胶的甲组分在 60 ~ 80 ℃的温水锅(桶)内温化,以减少其粘度(夏天可不必温化)。用木棒搅匀,称取甲组分置于锅盆内(比例为 3 份)。( 5 )用木棒搅匀乙组分,称取乙组分置于锅盆内(比例为 1 份)。充分搅匀后,在待粘钢筋端和孔眼壁表面涂抹 1 ~ 3 ㎜厚的胶层。( 6 )将钢筋插入孔内,连续抽插 4 ~ 5 次,以使孔壁内的浮灰和入胶中,增加粘结力。( 7 )设法固定钢筋从保持基本垂直位置。静养 24h 后拆除固定,可进行下一工序的工作。 2 、验收 :( 1 )钢筋锚固端应无油、无污物、无浮锈。( 2 )孔内无水、无杂物。( 3 )孔眼深度应满足 8 ~ 12 倍 d 的要求。孔眼直径应大于或等于锚固筋直径。( 4 )锚固筋的长度应大于 1.2m ,但不超过 2.0m 。( 5 )钢筋与混凝土的锚固粘结力为混凝土抗拉强度值(混凝土破坏)一般为 3.0Mpa 。( 6 )胶粘剂抗剪强度应大于 9.0Mpa 。

锚固用胶粘剂安全性能指标

性能项目

性能要求

试验方法标准

A 级胶

B 级胶

胶体性能

劈裂抗拉强度( MPa )

≥ 8.5

≥ 7.0

本规范附录 G

抗弯强度( MPa )

≥ 50

≥ 40

GB/T 2570

抗压强度 ( MPa )

≥ 60

GB/T 2569

粘结能力

钢 - 钢(钢套筒法)拉伸抗剪强度标准值( MPa )

≥ 16

≥ 13

本规范附录 J

约束拉拔条件下带助钢筋与混凝土的粘结强度( MPa )

C30

ф 25

ι= 150mm

≥ 11.0

≥ 8.5

本规范附录 K

C60

ф 25

ι= 125mm

≥ 17.0

≥ 14.0

不挥发物含量(固体含量)( % )

≥ 99

GB/T 2793

注: 1 、表中各项性能指标,除标有强度标准值外,均为平均值;
   2 、当按现行国家标准《树脂浇注体弯曲性能试验方法》 GB/T 2570 进行胶体抗弯强度试验时,其试件厚度 h 应改为 8mm 。

[ 应用实例 1]

植筋技术在设计修改工程中的应用

由于结构复杂、工期紧、设计单位多等原因,东方广场工程设计图中未定问题较多,施工后墙柱梁板的改建情况非常普遍。为保证工期和质量,采用了植筋技术。

1 、植筋技术简介

( 1 )植筋孔径与孔深的确定

植筋孔的直径与深度如表 1 所示。

表 1 植筋孔径和最小植入深度 ( ㎜ )

钢筋直径 Φ

孔径 D

最小植入深度 l

钢筋直径 Φ

孔径 D

最小植入深度 l

10

14

100

20

28

280

12

16

140

25

32

400

14

20

150

28

37

450

16

22

200

32

40

600

18

25

250

40

48

700

注 : 本表数据适用于 C30 及以上混凝土强度等级和Ⅱ级钢筋 (f y =310N/mm 2 ) 。

( 2 )植筋设计

植筋技术的钢筋型号、孔径与孔深 ( 最小植入深度 )3 个参数的确定需要考虑以下限度。

1) 钢筋使用限度:钢筋被充分利用时的设计拉力 F y 是由钢筋横截面积乘以钢筋标准强度后再除以安全系数得到的。

(1)

式中 Φ —— 钢筋直径; f YK ——钢筋标准强度 ( 适用于 f YK ≤ 550N/mm 2 ) ; y S ——钢材安全系数 ( 取 1.15) ; y Q ——变化作用系数 ( 取 1.5) 。

2) 粘合剂粘合限度:钢筋同粘合剂之间的表面粘合所承受的力 F b 是随锚固长度线性增长的,但它只随钢筋直径的平方根线性增长。

(2)

y C 为混凝土安全系数 ( 取 1.5) ; y Q 为变化作用系数 ( 取 1.5) ; Φ 为钢筋直径; l 为孔深。

3) 混凝土粘合限度:砂浆和孔壁之间粘合界面所承受的 Fc ,是随孔深而线性增长的,但它只随混凝土标准强度与孔径的乘积的平方根线性增长。

(3)

式中 f ck,cube 为混凝土标准抗压强度 ( 适用于 C25 及以上混凝土 ) ; l 为孔深; D 为孔径。

植筋设计时应采用抗拉荷载三个限度的最小值。

2 、植筋施工方法

( 1 )施工工艺

钻孔→清刷孔壁→吹出灰尘→用粘合剂填孔→插入钢筋→待粘合剂凝固愈合后进行钢筋绑扎等后续工序。

( 2 )主要施工方法

1 ) 植筋孔的施工

a) 测量放线:根据施工要求,在欲钻孔的构件上放出钻孔位置线。

b) 将构件表面的混凝土保护层剔凿干净,露出受力钢筋。

c) 根据钢筋直径确定钻孔深度,调整电钻上的孔深标尺。

d) 用孔刷将刚钻的孔穴侧壁上的灰尘刷净。

e) 用气筒将孔内刷落的灰尘吹出。

2) 注射粘合剂并插入钢筋

a) 自孔穴底部开始喷射粘合剂,填满约 2/3 孔深,确保粘合剂填实。粘合剂的用量 V 可根据钢筋直径 Φ 、孔径 D 、孔深 l 三个参数计算得到,即 V=l(D 2 - Φ 2 )/1000 。

b) 插入钢筋,将钢筋对直扶正,待粘合剂凝固一定时间后方可进行绑扎钢筋等工序。在粘合剂凝固并愈合期严禁碰撞钢筋。粘合剂凝固愈合时间随基础材料的温度而变化 ( 表 2) 。

表 2 粘合剂凝固愈合时间

基础材料温度 ( ℃ )

凝固时间 (min)

愈合时间 (min)

-5

25

360

0

18

180

5

13

90

20

5

45

30

4

25

40

2

15

3 、质量要求及注意事项

( 1 )钻孔前须先将原混凝土表面钢筋保护层剔除,露出原受力钢筋,以免钻孔时将受力钢筋切断。

( 2 )在受力要求较严格或受力钢筋位置不明确时,只能采用电钻,严禁使用水钻,以防切断原有受力钢筋。必要时要用铁探测仪确定原钢筋位置。

( 3 )植筋孔穴须清刷干净,以防粘合剂粘结不牢。

( 4 )填充粘合剂要密实足量 ( 或大于孔深的 2/3 ,或大于计算用量 ) ,以确保粘结强度。

4 、在东方广场工程中的应用实例

( 1 )梁与墙连接

西回迁楼增加 30m 高通风竖井时,若直接安装在首层楼板上,荷载过分集中,会超出楼板的承载力,采用植筋技术在各楼层增加 L 形挑梁解决了卸荷问题。

( 2 )墙与楼板连接

中一办公楼西侧坡道西边 35m 长的非承重混凝土墙,原在首层楼板预留插筋,后因增设宽 25mm 伸缩缝,该墙向西侧平移 175 ㎜ ( 墙厚 150 ㎜+ 25mm 缝宽 ) 。采用植筋技术插筋,保证了后增加墙的牢固性。

( 3 )柱子与柱子连接

西回迁楼 WR - Z15 等柱子在首层楼板混凝土浇筑前,根据图纸要求,首层与地下一层直径相同,但在首层楼板浇筑混凝土后,新版本图纸要求首层柱子直径缩小 200 ㎜,钢筋须要重新生根于柱头中,采用植筋技术,圆满地解决了生根问题。

( 4 )构造柱与梁板的连接

西回迁楼部分外围护墙须增设构造柱,其钢筋全部采用植筋技术固定。

( 5 )平板连接

中一办公楼二层楼板塔吊洞口因拆除塔吊时个别钢筋截短不能满足规范要求的搭接长度,遂采用植筋技术,补加同直径钢筋,保证了原有强度。

与剔凿混凝土后再焊接钢筋的方法相比,植筋技术避免了剔凿使局部混凝土疏松,降低安全系数的影响;与采用膨胀螺栓焊接钢筋的方法相比,其受力机理明显优越 ( 膨胀螺栓长度有限,锚固长度短,与内置钢筋之间传力不良,强度不易保证 ) 。该技术虽单价偏高,但在缩短工期方面的优越性和解决难题的灵活性是十分明显的。

[ 应用实例 2]

人民大会堂建筑结构胶粘结石材墙面的与施工

人民大会堂工程是 1959 年国庆十周年时建成并投入使用的,限于当时的条件,许多大厅、过厅的墙裙采用预制水磨石,墙面采用抹灰粉饰。随着改革开放形势的发展,国际交往的增多,各类公共建筑装修标准的提高,人民大会堂的原有室内装修显然不能适应时代的要求。因此,从 90 年代初开始,对许多厅室进行了内部修缮和装饰,一些主要过厅和大厅的墙裙和墙面更换成天然石饰面。

在 1998 年以前,更换的墙裙和墙面天然石饰面,与墙体的连接系采用一般钢筋网拴铜丝灌水泥砂浆的传统方法。不少墙面没有采取有效措施,因石材背面较光滑,完工后检查中发现石材与砂浆有空鼓现象。为了保证安全使用,这些部位不得不采用膨胀螺栓进行加固处理。另外,少数墙面因石材厚度较薄,砂浆水分渗透而出现色差。部分厅室的墙面采用了意大利进口石材,其背面粘有细方格塑料网,它的作用有三个:第一,可防止运输堆放过程中开裂;第二,使石材背面毛糙,与砂浆能可靠粘结;第三,防止砂浆水分渗透及碳酸氢钙析出而造成表面色差。完工后效果虽然较好,但造价很高。即使在国产石材背面采取类似措施,也会增加费用。

根据该工程以前的教训及国内外和香港的经验,例如十几年前建成的北京昆仑饭店总服务台 ( 北京市建筑设计研究院设计 ) 及 1998 年完工的北京富华大厦中信实业银行第十六、十七层墙面和柱面 ( 香港冯庆延建筑师事务所设计 ) 在木基层上粘结石饰面;日本等国和香港许多装饰工程中墙面石材采用粘结工艺也已有多年经验。因此,人民大会堂在 1998 年进行大礼堂的东门门厅、过厅及一层中央大厅墙面更新中, 6000m 2 的磨光花岗石墙裙和汉白玉石墙面采用了环氧树脂胶粘结工艺。主要介绍粘结材料性能及构 造作法。

1 、粘结材料性能

双组分冷固化触变环氧粘结胶,分为常固型及快固型,可在室温条件下应用,可用于混凝土预制构件粘结、混凝土构件粘结钢板加固、瓷砖及石材与墙面粘结、栽筋和锚筋粘结、混凝土裂缝修补等。

在 25 ℃ 环境温度下初凝时间 25min ,固化时间 250min ,抗压弹性模量为 19700N/mm 2 ,线性热膨胀系数为每摄氏度 17 × 10 - 6 。据 1998 年 8 月国家建筑材料测试中心检测结果,其力学性能如表 1 所示, 1998 年 8 月化工部合成材料研究院老化研究所对双压缩剪切强度耐老化性能测试结果如表 2 所示。

表 1 强度检测结果

检测项目

检测结果 (MPa)

抗折强度 ( 25 ℃ , 7d)

31.32

抗压强度 ( 25 ℃ ,7d)

92.8

拉伸粘结强度 ( 25 ℃ ,7d)

8.75

拉伸粘结强度 ( 5 ℃ , 7d)

8.45

压剪粘结强度 ( 25 ℃ ,7d)

10.8

压剪粘结强度 ( 80 ℃ ,7d)

11.0

压剪粘结强度 (25 次冻融 )

8.04

压剪粘结强度 (250h 老化 )

9.32

表 2 人工老化试验结果

人工老化试验时间 (h)

压缩剪切强度 (MPa)

平均值

平均值保持率 (%)

最高值

最低值

0

26.8

100

36.1

7.6

500

26.9

100

29.7

20.7

1000

23.6

88

25.0

22.4

1500

29.4

109

39.4

19.3

2000

27.4

102

39.1

14.5

为确认粘结胶的可靠性,除上述性能检测外,在人民大会堂用这种胶在混凝土和砂浆基层上粘结小块汉白玉石料,待胶固化后锤击汉白玉石块。试验结果表明,汉白玉石块被击碎或砂浆层局部破坏,粘结层无破坏现象。

2 、墙体处理及基层作法

人民大会堂工程为框架结构,外墙填充采用粘土实心砖,内分隔墙采用陶土或焦渣空心砖夹部分实心粘土砖。要保证在这类墙体上粘结石饰面的质量,关键是砂浆基层与原有墙体连接成一体且砂浆有足够强度。具体作法如下。

( 1 )将原墙面抹灰层清理干净,沿纵横灰缝每 500 ㎜梅花形埋设尼龙锚栓 S10 ,先钻孔埋锚栓,然后拧 M7 电镀螺钉,为压住镀锌铁丝网还设有 50 ㎜× 50 ㎜× 3 ㎜垫板。

( 2 )铺挂 15 ㎜方形网孔的镀锌铁丝网。根据有关领导须确保安全、做到万无一失的要求,为附加绑拴铜丝而在墙面石材水平缝位置铁丝网外绑扎 1 Φ 6 钢筋。

( 3 )抹配合比 1 : 3 : 0.125( 水泥:砂子: 303 胶 ) 的砂浆,最薄处厚度不小于 15mm ,若厚度大于 20mm 应分层抹。抹砂浆前原有墙面应喷水润湿,砂浆层竖向及水平方向每 3m 左右设一道 5 ㎜宽的缝,其位置 与石饰面分缝相对应。对砂浆基层完成面应严格要求平整,以免石材粘贴时粘结胶厚度不一致。

( 4 )砂浆基层初凝后,按石饰面分块位置划线,并在Ф 6 水平钢筋绑拴铜丝位置剔凿小坑。待砂浆基层含水率不大于 6 %时,即可进行下道工序。

3 、石材分块及粘结

墙面石饰面的石材分为两种:踢脚线及墙裙采用磨光花岗石,厚度为 20 ~ 40 ㎜,上部为 20 ㎜厚汉白玉。石材块的缝隙≤ 2mm ,墙面高度近 6m ,墙面石材立面分块及构造剖面如图 1 所示。粘贴石材的作法如下。

( 1 )石材背面涂胶面是局部的,上部及墙裙大块石材四角各 50 ㎜× 50 ㎜,踢脚及墙裙条石两端各 60 ㎜长 ( 图 2) 。 图 1 墙面石材立面分块及构造剖面

( 2 )为使石材与砂浆基层能更好地粘结,在粘贴石材前 4h , 1 -原墙体; 2 -镀锌铁丝网; 3 -尼龙锚栓;

按图 2 所示涂粘结胶范围在砂浆基层上先涂刷一道 303 胶作为 4 -砂浆基层; 5 - 1 Φ 6 铜丝拴接; 6 -粘结胶; 界面剂。 7 -垫板; 8 -墙裙花岗石; 9 -墙面汉白玉

( 3 )在石材上端两边各距边缘 150 ㎜ 处钻拴接铜丝孔。在石材背面涂刷粘结胶的位置用丙酮等溶剂擦干净,不得残留粉尘、油渍和水等物。同时将两股 18 号铜丝穿在孔上。

( 4 )在石材背面按要求位置涂刷 303 胶,其厚度为 0.5 ㎜,待 15min 后将石材粘贴到砂浆基层上,并立即加以固定。 图 2 石材背面涂胶及拴结铜丝位置

( 5 )石材粘贴 1h 后,把铜丝拴接到基层的 Φ 6 钢筋上,然后采 (a) 石材涂胶位置; (b) 拴接铜丝位置

用环氧水泥将基层上拴接铜丝的小坑填堵平整。

( 6 )石材粘贴 4h 后,方可粘贴上一层石材,粘结胶固化前不得碰撞石材。

( 7 )粘贴石材时的操作环境温度要求不低于 10 ℃ 。低于 10 ℃ 时胶固化慢,且会影响粘结强度。

( 8 )粘贴石材时,块与块间须按要求留宽度≤ 2mm 的缝隙,不得密排,以免温度变化时挤胀。缝隙采用白水泥 303 胶勾堵。

[ 应用 3]
植筋技术在改建加固工程中的应用
1 、植筋技术原理
植筋连接技术是一种新型的钢筋混凝土结构改造技术,属于一种后锚固技术。它是以混凝土等为基材,在需要的旧混凝土构件上按照结构受力分析确定的钢筋数量、规格、位置,在旧构件上经过钻孔、清孔、注入高强化学粘结剂(俗称结构胶)然后植入所需钢筋的方法,使钢筋锚入旧结构构件中,最后浇筑新混凝土进行有效连接,以达到共同作用整体受力的加固改造技术。呈液态的植筋胶在混凝土中会渗透到混凝土的缝隙和毛细孔中,经过表 1 常温范围的凝固愈合后,不仅产生摩擦力,还会在混凝土与钢筋之间产生锁键力,因而利用这种粘强和锁键原理就能得到需要的所植入钢筋与旧混凝土之间的可靠粘结力。
1 植筋粘合剂凝固愈合时间

基础材料的温度 / ℃

凝固时间 /min

固化时间 /min

-5

25

360

0

18

180

5

13

90

20

5

50

30

4

25

40

2

15

2 、植筋技术的优点
1 )有设计灵活的优越性,可根据构筑物使用功能的需要在钢筋混凝土的任可位置,依据其结构受力特征设计植筋数量及规格,且可靠性优于预埋件,可用于水平、垂直及顶部装置承载; 2 )植筋结构牢固,施工后可产生高负荷承载力,能抵抗剪力、拉力,且不易产生位移,拔出,密闭性能良好,无需任何防水处理; 3 )对于植入基材不产生膨胀力,能发挥最大限度的锚固强度; 4 )适用基材范围广,可用于混凝土、轻质混凝土、矿渣混凝土、天然石材等各种实心和空心建材; 5 )操作快捷简便,粘结剂硬化速度迅速,强度高,能有效缩短施工周期; 6 )适用范围广,可用于各种结构补强及旧建筑物的改建和扩建工程,且安全环保。
3 、植筋技术的适用范围及部位
1 )各类钢筋混凝土结构的增层、续建、改建和扩建等预留钢筋的锚定; 2 )梁、柱、楼板、剪力墙自身的延续连接以及梁与柱、板与柱、梁与剪力墙、基础梁与柱承台等加固预留钢筋的锚定; 3 )桥梁、涵洞、隧道等特殊构筑物的加固预留钢筋的锚定; 4 )各类钢结构和机械设备,支架的螺杆锚定以及金属型材与混凝土、岩石、砖墙等基体材料的锚固等。
4 、植筋工艺的三要素
1 )植筋胶 ( 也称锚固胶 ) :化学植筋所用锚固胶的锚固性能应通过专门的试验确定,对获准使用的锚固胶,除说明书规定可以掺入定量的掺合剂外,现场施工中不宜增添其他掺合料。锚固胶按使用形态分为管装式、机械注入式和现场配制式三种。施工中应根据使用对象特征和现场条件合理选用。但无论选何种锚固胶,其性能指标均应满足国标 JGJ 14 5 - 2004 有关规定。
2 )筋深度的最小值: I b min ≥ 20d ≥ 24 0 ㎜ 。其中, d 为植入钢筋直径; I b 为钢筋屈服时的植入深度。
3 )植筋孔径与孔深的确定:见表 2 。
5 、植筋的工艺流程
剔除混凝土保护层→植筋定位放线→钻孔→清孔→二次钻孔→打毛→二次清孔→验证孔径及孔深→干燥清孔→配制植筋结构胶→清洗钢筋→孔内注入植筋胶→钢筋植入固化并对其进行临时固定保护→植筋拉拔试验抽检→验收合格后将植入钢筋与新增结构钢筋进行连接→支模固定→新增结构浇捣混凝土。
2 植筋设计的钢筋型号、孔径和植入深度

钢筋直径 mm

钻孔直径
D
mm

粘结力特殊值 R k /kN

钢筋屈服植入深度 Ib/ mm

II 级钢筋 f ck =335N/mm 2

12

16

 

32.6

37.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

139

14

18

 

 

40.4

46.1

56.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

179

16

22

 

 

 

50.3

56.5

62.8

67.4

 

 

 

 

 

 

 

214

18

25

 

 

 

 

60.0

66.6

73.0

80.0

85.2

 

 

 

 

 

258

20

28

 

 

 

 

 

70.2

77.3

84.3

91.3

98.3

105.2

 

 

 

300

22

30

 

 

 

 

 

 

81.0

88.4

95.8

103.1

110.5

127.3

 

 

346

25

32

 

 

 

 

 

 

 

92.3

100.0

107.7

115.3

134.6

153.8

164.4

428

钢筋埋深 I

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

350

400

500

6 、植筋的质量控制要求及注意事项
1 )对植筋粘结剂的要求:必须具备出厂合格证及出厂日期,且处于保质期。现场配比一定要准确合理。 2 )植入钢筋必须具备出厂合格证,出厂日期及试验报告并在抽检合格,经除锈除油污处理后方可使用。 3 )植筋前要对钻孔进行清理,保证孔内无尘,干燥且孔深孔径等关键指标达到设计要求皇方可进入下道工序施工。 4 )正式施工前应进行现场植筋抗拉拔试验,合格后方可全面施工。 5 )植筋作业应尽量避免低温,阴雨等不良天气。 6 )对刚植入钢筋要做临时固定,待植筋胶完全固化后方可拆除,并在养护期内禁止挠动。 7 )植筋完成后必须按设计要求对植筋做抗拉拔试验,(如设计无要求 10% 抽检)合格后方可进入下道工序施工。 8 )植筋胶虽无毒,无强烈刺激气味,但粘结力极强,施工时应尽量避免皮肤与植筋胶直接接触。
7 、植筋技术在实际工程中的应用
在实际工程中,植筋技术大量运用于各种构筑物的改建、扩建及补强施工,并且大多达到了预期效果。如广州金茂大厦由原来设计的共 35 层共享空间的天井结构改为钢筋混凝土板现浇悬挑板结构。昆明某大厦因使用功能的改变对屋面板进行加厚,补大板处理。以及现在正在施工的桂林先达房产世纪花园 44 号商住楼,原工程在 1997 年已完成基础和地下车库的部分建设,因其使用功能的改变,现采用植筋技术对原基础梁、板、柱、剪力墙等进行结构加固,将其上层结构由原来的框架砖混改为框剪小高层结构。
  钢筋直径→植筋深度→混凝土强度。研究还表明,在满足结构强度要求,且结构定全、可靠的前提下,从经济、实用及便于施工的角度出发,钢筋直径这一指标越小越好,这样不仅使植筋胶用量少、成孔施工方便,对原结构的损伤小,从而可以节约投资。在满足结构加固、结构补漏以及结构改型等植筋工程设计强度要求前提下,混凝土强度这一指标也是越小越好,因为混凝土强度小了,容易成孔,施工方便。

                  粘钢技术
粘钢加固是在砼构件表面用高强建筑结构胶粘贴薄钢板(厚度 2~ 6mm ),补充构件内部的配筋不足,以提高砼构件结构承载力的一种加固方法。可用于因设计或施工不当、材料质量不科伦坡合要求、使用功能改变、遭受灾害及耐久性等原因而造成砼结构构件承载力不足的砼结构补强。

                 外包钢技术
柱包钢加固技术是角钢和板箍通过焊接后,灌注高强无机粘接材料或压力灌注环氧浆液使其与原混凝土柱可靠的连接成一个整体。此加固方法利用新增角钢和钢箍横向作用达到三轴约束能大幅的高柱子的承载能力。

                  植筋技术
根据基材的强度、加固或联结部位不同的特征和功能要求,采用进口胶或高强结构锚固胶,将钢筋或螺栓植入基材中,以达到构件联接可靠,相当于在结构体上加了预埋钢构件。在增设雨篷、阳台、挑梁、接柱、扩柱截面、加大基础等改扩建工程中有着广泛的应用。

 

 

 

植筋胶作业指导书

1 总则

1 . 1 为使植筋胶在钢筋混凝土结构改造加固应用中,做到技术先进、经济合理、安全可靠。

1 . 2 本指导书适用于在钢筋混凝土结构中采用植筋加固的设计与施工。

1 . 3 采用植筋胶在钢筋混凝土结构中植筋时,除应符合本指导书的规定外,尚应遵守国家现行的有关标准和规范的规定。锚固参数可根据现场拉拔试验结果进行调整。

1 . 4 采用植筋胶在钢筋混凝土结构中植筋时,应由专业设计人员进行设计,并由有施工经验的专业施工队进行施工。

1 . 5 混凝土基材强度等级不宜小于 C15 ,当基材强度等级大于 C30 时,植筋参数 ( 锚固深度 ) 仍按 C30 考虑。

1 . 6 岩石、砖等实心基材的锚固可参照本指导书执行。

2 名词解释与符号
  
凝胶时间—从树脂胶泥与固化剂混合起,到锚固胶开始发热 ( 胶泥温度上升 2 ℃ ) 的时间。
   固化时间—从锚固胶 A 料与固化剂 B 料混合起,到反应结束的时间。
   As —锚筋截面面积;
   D —钻孔直径;
   d —锚筋直径;
   f cr —植筋胶与混凝土粘结强度标准值;
   f yk —锚筋强度标准值;
   L —有效锚固深度;
   L b —锚筋屈服锚固深度;
   N sd —单一锚筋拉力设计值,或群锚锚筋中拉力最大设计值;
   N Rk,s —锚筋受拉承载力标准值;
   N Rk,c —植筋胶与混凝土界面粘结承载力标准值;
   V sd —单根锚筋剪力设计值或群锚锚筋的最大剪力设计值;
   V RK,s —锚筋受剪承载力标准值;
   Y mc —植筋胶与混凝土界面粘结承载力分项系数;
   Y ms —锚筋受拉,或受剪承载力分项系数;
   v —植筋胶的比重,取 2 ;
   K —钻孔用胶富余系数,取 1.1 ;
   W —植筋胶用量。

3 植筋胶特点与应用范围

3 . 1 产品特点

(1) 本产品用于钢筋混凝土,亦可用于砖墙、岩石等基材的钢筋锚固

(2) 承载快、拉拔力大、抗疲劳、抗震动

(3) 施工快捷、方便,且水平孔、向上孔均易施工并能保证孔内充满胶

(4) 锚固效果如同预埋,且成本低

(5) 在负温 ( - 15 ℃ ) 下能固化,不影响锚固力

(6) 锚固钢筋固化后可焊接施工

3 . 2 应用范围

(1) 梁、柱加大断面植筋、柱加牛腿、水平植筋

(2) 墙体加厚拉结植筋

(3) 结构加层柱头垂直植筋

(4) 梁体接长水平植筋

(5) 梁、板悬挑水平植筋、梁上加柱、垂直植筋

(6) 基础、连续墙植筋

(7) 预制梁修复植筋

(8) 幕墙埋件

(9) 天线生根

(10) 广告牌基脚固定、机械设备固定等

(11) 岩石、砖砌体等锚固

4 材料

4 . 1 基材
   植筋主要锚固基材是钢筋混凝土、预应力混凝土结构、砖墙。砖墙加固时常用锚筋作拉结筋使用。混凝土强度等级宜在 C15 ~ C60 之间。
   混凝土基材强度对植筋锚固力有明显的影响,混凝土强度越低,植筋的锚固力也越低;混凝土强度越高,植筋的锚固力也相应越高。但是,植筋锚固力与混凝土强度并非呈线性关系。

4 . 2 钢筋
   结构植筋应优先采用Ⅱ级、Ⅲ级钢筋。
   墙体拉结植筋可采用 I 级钢筋。

4 . 3
   植筋胶

4 . 3 . 1 植筋胶力学性能参数,见表 4 . 3 . 1 。

植筋胶力学性能表

序号

试验项目

试件规格

单位

试验结果

备注

1

轴心抗压强度

100 × 100 × 300 ㎜

MPa

104.3

 

2

弹性模量

100 × 100 × 300 ㎜

MPa

14600

 

3

壁裂抗拉

100 × 100 × 100 ㎜

MPa

11.2

 

4

拉伸剪切强度

粘接面积
40 × 100 ㎜

MPa

2.7

砼试件开裂

5

抗拔粘接力

砼 150 × 150 × 150 ㎜
锚固深度 100 ㎜

kN

35.7

砼试件开裂

6

稠度

40 × 40 × 160 ㎜

5.3

 

7

表观密度

40 × 40 × 160 ㎜

Kg/m 3

2070

 

8

抗压强度

40 × 40 × 160 ㎜

MPa

116.0

 

9

抗折强度

40 × 40 × 160 ㎜

MPa

34.0

 

10

软化系数

40 × 40 × 160 ㎜

 

抗压: 0.95
抗折: 1.03

泡水 48 小时湿强度 / 干强度

4 . 3 . 2 温度对胶的固化时间的影响,见表 4 . 3 . 2

温度对固化时间的影响表 表 4 . 3 . 2

基础材料温度

凝胶时间 min

固化时间 min

-15 ℃

50

150

0 ℃

30

70

20 ℃

18

45

30 ℃

10

15

4 . 3 . 3 焊接对锚固力的影响,见表 4 . 3 . 3 。

焊接对锚固力的影响表 表 4 . 3 . 3

锚筋规格

焊接离胶面最小距离 /S

焊接方式

承载力折减系数

破坏方式

Φ 10

≥ 10d

双面搭接焊

1.0

锚筋屈服

Φ 12

≥ 8d

双面搭接焊

1.0

锚筋屈服

Φ 16

≥ 7d

双面搭接焊

1.0

锚筋屈服

Φ 20

≥ 7d

双面搭接焊

1.0

锚筋屈服

Φ 25

≥ 6d

双面搭接焊

1.0

锚筋屈服

图 4 . 3 . 3

4 . 3 . 4 钻孔湿度对锚固力的影响

钻孔有水对锚固力的影响比较明显,锚固力会有所降低,宜采用加热烘干措施后施工,见表 4 . 3 . 4 。

钻孔湿度对锚固力的影响表 表 4 . 3 . 4

序号

钻孔状态

锚固力折减系数

备注

1

干孔

1.0

 

2

潮湿孔

0.8

孔壁潮湿,无积水

4 . 3 . 5 施工清孔对锚固力的影响,见表 4 . 3 . 5 。

施工清孔对锚固力的影响表 表 4 . 3 . 5

序号

施工清孔情况

锚固力折减系数

备注

1

清干净

1.0

 

2

只刷孔

0.8

 

3

只吹孔

0.8

 

4

未清孔

0.5

 

4 . 3 . 6 钻孔孔口方向对锚固力的影响,见表 4 . 3 . 6 。

孔口方向对锚固力的影响表 表 4 . 3 . 6

序号

钻孔方向

锚固力折减系数

备注

1

向下

1.0

 

2

水平

1.0

 

3

向上

0.95

 

4 . 3 . 7 钻孔直径与锚筋直径对应值的关系,见表 4 . 3 . 7 。

钻孔直径与锚筋直径对应值的关系 表 4 . 3 . 7

锚筋直径 d/ ㎜

Φ 8

Φ 10

Φ 12

Φ 14

Φ 16

Φ 20

Φ 25

最佳钻孔直径 D/ ㎜

Φ 12

Φ 14

Φ 16

Φ 22

Φ 25

Φ 28

Φ 35

4 . 3 . 8 钻孔用胶量计算
   经验用量:填满钻孔的 2/3 。
   计算用量: W= π /4 ( D 2 - d 2 ) h ef · v · K
   式中 v ——植筋胶的比重取 2 ; K ——钻孔用胶富余系数取 1.1 ;
   h ef ——有效锚固深度; W ——植筋胶用量

5 设计与构造

5 . 1 一般规定

( 1 )锚固筋的设计应根据构件荷载分布状况及《建筑结构荷载规范》有关规定,计算单锚、群锚锚筋的最大拉力或拉弯共同作用的复合拉力和剪力内力设计值。

( 2 )安全等级重要性系数

根据工程的重要性及锚固破坏后果的严重程度,设计值应乘以相应的安全等级重要性系数,见表 5 . 1 。

安全等级重要性系数表 表 5 . 1

安全等级

破坏后果

重要性系数

一级

二级

三级

很严重

严重

不严重

1.2

1.1

1.0

(3) 锚固构件的破坏类型

  通过系列试验和多年工程实践,在钢筋混凝土构件中进行锚固,锚固构件的破坏,通常有二种状况,即锚固筋破坏、锚固粘结胶破坏和混凝土基材破坏。其中锚固粘结胶的破坏又可分为沿锚筋与胶界面的破坏、混凝土与胶界面的破坏两种可能。

(i) 当锚固深度大于或等于锚筋最小屈服锚固深度时 , 通常锚固筋的破坏起控制作用。

(ii) 当锚固深度小于锚筋最小屈服锚固深度时,则锚固构件可能发生锚固粘结胶破坏和混凝土基材破坏。在相同粘结长度下,发生沿锚筋与胶界面破坏的可能性远小于胶与混凝土界面的破坏,因此锚固胶与混凝土界面的破坏起控制作用。

(4) 考虑到被加固混凝土构件,由于受日久碳化、冻融、腐蚀、磨损等不确定因素的影响,致使混凝土强度的离散性较大,故将锚固件承载力乘以折减系数 ф 。

5 . 2 锚固构件的承载力验算

5 . 2 . 1 锚筋受拉承载力验算

锚筋受拉承载力验算,按式 (5 . 2 . 1) 计算
   N sd ≤ фN RK , S /Y ms (5 . 2 . 1)
   式中 N sd ——单锚筋拉力设计值,或群锚锚筋中拉力最大设计值。
   N RK , S 一一锚筋受拉承载力标准值。
   Y ms ——锚筋受拉承载力分项系数,见表 5 . 2 。
   ф ——承载力折减系数,其值为 0.8 。

锚固件承载力分项系数表 表 5 . 2

符号

名称

系数值

Y ms

锚筋受拉承载力分项系数

1.3

锚筋受剪承载力分项系数

1.3

Y mc

锚固胶与混凝土界面粘结承载分项系数

2.4

5 . 2 . 1 . 1 锚筋受拉承载力标准值按式 5 . 2 . 1 、 1 计算
   N RK,s =A s ·f yk (5 . 2 . 1 . 1)
   式中 A S ——锚筋截面面积;
   f yk ——锚筋强度标准值。

5 . 2 . 2 锚固胶与混凝土界面粘结承载力按式 5 ; 2 . 2 计算
   N sd ≤ ф N Rk,c / Y mc (5 . 2 . 2)
   式中 N sd ——单根锚筋拉力设计值或群锚锚筋的最大拉力设计值
   N Rk,c ——锚固胶与混凝土界面粘结承载力标准值
   Y mc ——锚固胶与混凝土界面粘结承载力分项系数
   ф ——承载力折减系数,其值为 0.8

5 . 2 . 2 . 1 锚固胶与混凝土界面粘结承载力标准值按式 5 . 2 . 2 . 1 计算
   N Rk,c = π D·L·f cr (5 . 2 . 2 . 1)
   式中 D ——钻孔直径
   L ——有效锚固深度
   f cr ——锚固胶与混凝土粘结强度标准值,其值为 6 ~ 7MPa

5 . 2 . 3 锚固筋的受剪验算
   当锚筋的锚固深度不小于锚筋受拉的屈服锚固深度时,锚固构件的受剪验算,考虑剪力均由锚筋承受,其承载力验算按式 5 . 2 . 3 计算
   V sd ≤ фV RK,S /Y ms (5 . 2 . 3)
   式中 V sd ——单根锚筋剪力设计值或群锚锚筋的最大剪力设 [ 卜值
   V RK,S ——锚筋受剪承载力标准值
   ф ——承载力折减系数,其值为 0.8
   Y ms ——锚筋受剪承载力分项系数

5 . 2 . 3 . 1 锚筋受剪承载力标准值按式 5 . 2 . 3 . 1 计算
   V RK,s =0.6 A s ·f yk (5 . 2 . 3 . 1)
   式中 As ——锚筋截面面积
   f yk ——锚筋受拉强度标准值

5 . 2 . 4 拉剪复合受力承载力验算
   当锚筋拉、剪同时存在的复合受力状态下,锚筋破坏的承载力尚应按式 5 . 2 . 4 验算。
   (N sd /N Rds ) 2 +( V sd / V Rds ) 2 ≤ 1 (5 . 2 . 4)
   式中 N Rds =N Rks /r ms
   V Rds =V Rks / r ms

5 . 3 锚筋系列受拉承载力标准值、设计值实用表
   为了简化计算,方便设计,我们综合考虑系列试验与工程实践数据,并结合公式 (5 . 2 . 1) 、 (5 . 2 . 2) 、 (5 . 2 . 3) 的一系列计算,提供不同混凝土强度等级的锚筋承载力标淮值、设计值。设计人员根据内力分析,求出单根锚筋的内力设计值,并结合表 4 . 3 . 4 — 4 . 3 . 6 的有关规定乘以相应系数后求出相应的锚筋直径、锚固深度、钻孔直径及锚筋数量。

5 . 4 构造
   5 . 4 . 1 锚固的钢筋混凝土基材,其强度不宜低于 C15 ,基材厚度应大于或等于 L+2D ,也不宜小于 100mm ,其中 L 为锚筋的有效锚固深度, D 为钻孔直径。
   5 . 4 . 2 锚筋的布置应避开装修层及抹灰层,无法避开时,则应扣除其厚度,最好布置在有钢筋布置的区域内,见图 5 . 4 . 2 。
   5 . 4 . 3 群锚锚筋的间距、边距应大于或等于 4 倍锚筋直径,当边距小于 0.5 倍锚筋埋深时,要求在边距范围内至少有一根 ф 6 钢筋,否则应加大边距值。
   5 . 4 . 4 当用锚筋锚固幕墙等装饰性构件时,锚板厚度不应大于 12 ㎜,也不宜小于 8 ㎜,锚筋直径宜控制为 10 、 12 、 14 、 16 ㎜。

图 5 . 4 . 2 锚筋设置部位示意图

6 施工

6 . 1 钻孔
   用电锤或其它设备,钻出孔径、孔深适当的钻孔。

6 . 2 清孔
(1) 用毛刷将孔壁的粉尘反复清刷; (2) 用强风从孔底吹净孔壁粉尘; (3) 重复第 (1) 及第 (2) 步至少三次以上,直至孔壁无任何粉尘为止。

6 . 3 注胶
   将植筋胶中的 A 料、 B 料进行充分混合 (A 料与 B 料配比见产品说明书 ) ,放入孔内,胶量应满足钢筋插入后孔内胶体填充饱满。

6 . 4 植筋
   将锚固件插入孔内 ( 可用旋转或振捣等方式 ) ,在胶固化前禁止扰动锚固件,以免影响锚固效果。

 

施工示意图

7 检测

7 . 1 产品出厂检测
   植筋胶在出厂前经过一系列的性能试验检测。测试依据是 GBJ81 — 85 、 JC/T547 — 94 、 MTl46.1 — 95 、产品企业标准等。

7 . 1 . 1 原材料检验
   所有原材料均由定点厂家供应,每批进厂原料在使用前均进行检验,性能达不到要 求的杜绝使用,从原材料上确保质量关。

7 . 1 . 2 生产过程检验
   每道生产工序都有专人负责,并进行自检,不合格的不进行下一道工序生产,从生产过程中保证产品质量。

7 . 1 . 3 出厂检验
   每批产品出厂前都进行锚固力学性能测试,且每组试件不少于 3 根。测试按本企业标准,不合格的产品严禁出厂。

7 . 1 . 4 国家质量检测中心检验
   每年产品都送国家有关质量检测中心进行检验,获得权威部门质量认可。

7 . 2 现场拉拔试验
   根据用户要求,委托国家认可的有关质量检测中心进行现场拉拔试验。

[ 应用实例 4]

锚固用胶粘剂的工程应用

  环氧树脂胶由于其具有优良的力学性能、机械性能、耐化学介质性能、耐老化性能及良好施工性能等诸多优点,自其问世以来,在建筑工程、桥梁工程、公路工程等粘接加固、锚固植筋、灌注补缝、防水堵漏及防腐等许多场合广泛应用。而锚固植筋技术是其中一项重要应用,是将钢筋或螺栓通过建筑结构胶锚固在预先钻孔的混凝土结构中,达到增强混凝土结构强度,延长其使用寿命等目的。
   本文介绍了环氧树脂胶配方设计、材料选取的有关重要参数及其应用价值。

1 、原材料的选取及其主要技术指标的确定

1 . 1 环氧树脂的选取及其主要参数指标
   环氧树脂采用低分子量环氧树脂,如: E-44(6101 型 ) 、 E-42(634 型 ) 、 E-51(618 型 ) ,其中以 E-44(6101 型 ) 最为常用,本文选用 E-44(6101 型 ) 。其外观为淡黄色或棕黄色粘稠透明液体,分子量为 350-450 ,还氧当量 (g/Eq)210~240 ,有机氯 ( 当量 / 100g ) ≤ 0.02 ,无机氯 ( 当量 / 100g )<0.01 ,挥发点 ( % ) ≤ 1 ,软化点 ( ℃ )1 2 ~ 20 。

1 . 2 固化剂的选取及其主要参数指标
   固化剂—般有 T31 、 C20 、乙二胺等,本文采用乙二胺,它是一种强碱性无色液体、其固化速度快、易挥发、有刺激性气味,是一种常用的固化剂,其纯度 >90 %,含水率 <1 %, LD(mg/kg) 值为 620 。

1 . 3 稀释剂的选取
   稀释剂采用非活性稀释剂丙酮,它不参加固化反应,和环氧树脂不起化学变化,稀释效果好,且毒性相对较小。

1 . 4 增韧剂的选取
   增韧剂主要作用是改善环氧树脂的脆性,提高制品的抗弯、抗冲击强度,本方法采用邻苯二甲酸二丁脂。

1 . 5 填料的选取
   本方法采用普硅 42.5 水泥,水泥不得有结块,并经 4900 孔 / ㎝ 2 筛,筛余量不得大于 15 %。

2 、环氧树脂胶的试验分析及其主要反应机理
2 . 1 试验概况
   试验植筋的设计及处理采用Ⅱ级螺纹钢。根据直径分成 5 组: 6.5 、 8 、 10 、 12 、 14 ;每组由 3 根钢筋组成植入深度为钢筋直径的 15 倍,植筋前打磨除锈至露出金属光泽,锚固端用丙酮清洗干净。孔径及孔洞处理:钻孔直径比所植钢筋直径大 10 %~ 20 %,—般为 20 %,钻孔经吹风机吹干净后,用丙酮清洗。
   经过大量的试验论证,采用正交设计,经过大量配方设计和性能试验,研制了一种环氧树脂胶,其基本组成成分如表 1 。
   环氧树脂胶委托天津市建筑工程质量监督检验中心进行拉拔试验,采用Ⅱ级螺纹钢、混凝土强度等级为 C30 ,试验结果见表 2
   从试验结果可以看出,锚固钢筋在外拔力作用下,可出现两种形式的破坏:①钢筋屈服、②钢筋拔出。这两种情况都满足结构植筋要求。

表 1 环氧树脂胶基本组成

组成

重量 ( 份 )

环氧树脂

乙二胺

丙酮

邻苯二甲酸二丁脂

填料

100

6 ~ 8

1 5 ~ 20

1 0 ~ 15

2 0 ~ 200

表 2 锚固钢筋拉拔试验结果

d

(mm)

D

(mm)

L

(mm)

序号

极限拉力值

(kN)

破坏状态

6.5

8

100

1

2

3

7.8

7.4

8.0

钢筋屈服

钢筋屈服

钢筋屈服

8

10

120

1

2

3

11.8

12.3

11.0

钢筋屈服

钢筋屈服

钢筋屈服

10

12

150

1

2

3

17.3

17.7

17.5

钢筋屈服

钢筋屈服

钢筋屈服

12

14

180

1

2

3

26.5

26.6

27.0

钢筋屈服

钢筋屈服

钢筋屈服

14

16

180

1

2

3

42.9

42.0

41.0

钢筋屈服

钢筋屈服

钢筋屈服

注: d 钢筋直径 D 钻孔直径 L 钻孔深度

2 . 2 环氧树脂胶的主要反应机理
   多元胺与环氧基反应简式如下:

  液态双酚 A 型环氧树脂与乙二胺的加成固化反应, К 1 К 2 =0.5/1 ;液态双酚 A 型环氧树脂与芳香胺的加成固化反应, К 1 К 2 =(0.14-0.08)/1 。即伯胺与环氧基的加成反应速度明显大于仲胺与环氧基的加成反应速度,反应中生成的羟基对氨 ( 胺 ) 基于环氧基的加成固化反应起促进作用,称自催化效应。乙二胺与环氧树脂在 8 0 ℃ 下进行加成固化反应时,各种官能团变化反应时间的关系如图 1 所示。

固化反应时间 /min

图 1 官能团变化与固化反应时间的关系
  
液态双酚 A 型环氧树脂与脂肪族二胺的反应,在无外加促进剂时的等温速度曲线中,由于未反应官能基的后固化,产生放热峰,在峰值区,使固化产物羟基的自催化效应引起的以三级反应为主的后固化反应。环氧树脂与接近等当量的二胺反应,当转化率为 55 %~ 75 %时,由于反应体系黏度增加,产物的扩散速度受到限制,则反应物消耗速度急剧下降。双官能度环氧树脂与四官能度胺进行加成固化反应时,形成无限大交联网络时的临界转化率是 58 %。脂肪族二胺与液态双酚 A 型环氧树脂的后固化反应如图 2 。

图 2 液态环氧树脂与乙二胺后固化反应的 DSC 曲线

3 、环氧树脂胶技术的工程运用及技术分析
3 . 1 工程概况
   某工程训练中心位于天津市北辰区,为三层框架结构,根据使用需要,拟在顶层加盖面积约 2200m 2 的活动室。原设计要求使用结构胶进行灌孔植筋柱生根施工,后经设计同意,改为采用自配制高性能环氧树脂胶进行植筋。在原屋面柱上植入 78 根 ф20HRB335 钢筋。

3 . 2 质量检验
   由于工程工期紧、质量要求高,植筋后 3d 即在 2 根试验筋上进行植筋拉拔力试验,在设计荷载作用下,植筋仅产生弹性变形,未见洞内砂浆体破坏、开裂、收缩等现象,完全符合设计要求。

3 . 3 经济效益分析
   采用原设计使用结构胶施工,造价为 8580 元,而采用自配制环氧树脂胶施工,造价仅为 5491 元,降低 36 %,取得较高的经济效益。

3 . 4 技术分析
经工程实践应用,我们认为环氧树脂胶植筋技术有以下优点:
(1) 质量可靠,性能安全,对原有构筑物破坏小,特别是解决了新老结构的紧密连接的难题。如果按老的施工方法在旧构筑物中埋入结构钢筋,需用钻孔,再用水泥砂浆填孔,打孔深度需满足钢筋锚固长度,其深度约为植筋深度的 2.5 倍,且孔径大,一般在 3 0 ㎜ 以上,填孔砂浆很难与旧混凝土牢固结合,成为构筑物的薄弱环节。如需将新钢筋与原有钢筋网连接,则需要大面积凿除混凝土,露出结构钢筋,再进行焊接。由于凿除混凝土及施焊时热效应的作用,对原有混凝土破坏很大,故有“伤筋动骨”之称。而植筋技术孔深浅,孔径小,粘结牢固,消除了质量隐患。
(2) 设计的灵活性:根据使用需要可以在钢筋混凝土的任何位置,根据结构受力特征而设计植筋的数量及规格。
(3) 比一般的铆接、焊接受力均匀,材料不会产生应力集中现象 ( 如焊接时的热效应等 ) ,植筋更耐疲劳。(4) 工艺简单,可大大缩减工期,往往在 1~2d 或更短时间内可以使用。
(5) 造价低:以应用植筋最多的框架柱与砌块填充墙之间的锚拉为例,经过施工单位使用情况调查,一般每千克结构植筋胶可植 100 根锚拉筋,植筋所用结构胶成本还不到 0.5 元,由于植锚拉筋施工工艺简单,一般钢筋工都可以操作,且每个工日至少可植 50 根,植单钢筋综合成本也就在 1 ~ 2 元左右,比其他锚拉筋施工方法都要经济。

 




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