無機錨固材料與有機錨固材料性能優劣分析

姜志偉 張超 李宜良

【摘 要】本文通過對有機錨固材料與無機錨固材料的各自性能的分析，指出了無機錨固材料相對于有機錨固材料的性能的優越性，對維修加固工程具有指導作用。

【關鍵詞】無機錨固材料；結構加固；微膨脹

我國現有建筑物中，有相當部分經過幾十年的使用后，已有不同程度的老化，或已不能滿足當前的使用要求，這些舊建筑物現在已經邁入了維修加固的壽命時期。當前，我國建筑物維修改造行業的發展非常迅速，已成為建筑行業的重要組成部分。

植筋錨固技術是最為常用的維修加固技術之一，具有設計靈活、定位精確、施工簡便等眾多特有的技術優點，成為現代建筑結構加固改造技術中最具活力的分支。目前，植筋錨固材料主要分為有機粘結材料和無機粘結材料，以有機類為主。但隨著無機錨固材料技術的進步發展，有機類錨固材料其有機特性與水泥混凝土構造物無機特性的不協調性逐漸暴露出來，越來越多的加固改造工程開始青睞與水泥混凝土同性能的無機錨固材料。以下我們從性能方面來分析有機無機錨固材料優劣：

有機粘結材料主要包括環氧樹脂膠、聚酯樹脂膠、乙烯基樹脂膠等，具有早期強度高和發展成熟的顯著優點；無機粘結材料主要包括普通混凝土錨固砂漿、高強混凝土錨固砂漿、高強特種錨固砂漿等，具有水泥基、耐高溫、無毒環保等優點。根據對比應用，有機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、價格高等不可克服的缺點。

1 有機錨固材料的不足

目前有機質類錨固材料在應用中雖然可以起到較好的錨固作用，但在也存在較多不足，具體表現有：

（1）有機類錨固材料性能不協調。錨固材料要求具有與被修補材料相接近的彈性模量和線膨脹系數，但實際應用中兩者彈性模量往往不在同一數量級上，容易造成有機質錨固材料與混凝土界面粘結強度減弱甚至脫粘，成為錨固結構不安定的隱患。

（2）有機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，高堿度的環境中，有機質類錨固材料容易堿化變脆或脫粘，大幅度降低粘結強度，影響錨固結構的安全性。

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

（4）有機類錨固材料微毒昂貴。當前，無論國產還是進口的有機質類錨固材料價格均較昂貴，且材料浪費量相對較大，推高加固工程造價。

（5）有機類錨固材料施工難度較大。有機類錨固材料通常對設備和人員要求較高；同時，受制于室外溫度和天氣變化，對施工場地和環境都有較高要求。

2 無機錨固材料的技術優勢

鑒于有機類錨固材料的性能限制，水泥基無機錨固材料與混凝土構件有著天然的相容性，植筋錨固材料由有機類向無機類過渡是其不斷完善和發展的必然趨勢。無機錨固材料的技術優勢主要有以下五點：

（1）早強與高強特性。無機錨固材料在一定錨固條件（錨固深度、固化時間）下，錨固強度均能滿足工程技術要求，拉拔試驗時，抗拉拔力達到植筋極限抗拉強度，以頸縮破壞為主。

（2）微膨脹特性兼具變形協調。無機錨固材料與混凝土基體均為無機類材料，在溫濕度循環變化時，與混凝土變形協調一致，不會產生附加溫度應力，也就沒有因為疲勞而產生開裂損壞。

（3）耐高溫耐老化。無機錨固材料與水泥混凝土具有相當的耐高溫耐老化特性，在常規的高溫環境下可以長時間服役，在拼接施工中，可以采用先膠后焊的工藝，符合實際施工的要求。

（4）施工快捷。無機錨固材料一般為單組分，無需現場調和，也無需借助膠槍設備，豎直孔、水平孔和垂孔均可快捷植筋；無機錨固材料對作業面要求較低，潮濕、微水和微塵不妨礙施工。

（5）綠色環保。無機錨固材料不含苯乙烯等組份，無毒無味，對施工人員不造成傷害，對環境不產生有害影響，適用于各種使用場合。

（6）造價便宜。實際工程上，選用材料時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格。經某實體工程的實際運用測算，造價降低50%。

3 結論

相比機類錨固材料，無機錨固材料與混凝土構件在彈性模量、線膨脹系數上基本一致，能與被加固結構變形相協調，具有優良的耐熱耐老化性能，并且材料本身無毒環保、價格低廉，是未來維修加固的首選材料。

[責任編輯：湯靜]