无机锚固材料与有机锚固材料性能优劣分析

姜志伟 张超 李宜良

【摘 要】本文通过对有机锚固材料与无机锚固材料的各自性能的分析，指出了无机锚固材料相对于有机锚固材料的性能的优越性，对维修加固工程具有指导作用。

【关键词】无机锚固材料；结构加固；微膨胀

我国现有建筑物中，有相当部分经过几十年的使用后，已有不同程度的老化，或已不能满足当前的使用要求，这些旧建筑物现在已经迈入了维修加固的寿命时期。当前，我国建筑物维修改造行业的发展非常迅速，已成为建筑行业的重要组成部分。

植筋锚固技术是最为常用的维修加固技术之一，具有设计灵活、定位精确、施工简便等众多特有的技术优点，成为现代建筑结构加固改造技术中最具活力的分支。目前，植筋锚固材料主要分为有机粘结材料和无机粘结材料，以有机类为主。但随着无机锚固材料技术的进步发展，有机类锚固材料其有机特性与水泥混凝土构造物无机特性的不协调性逐渐暴露出来，越来越多的加固改造工程开始青睐与水泥混凝土同性能的无机锚固材料。以下我们从性能方面来分析有机无机锚固材料优劣：

有机粘结材料主要包括环氧树脂胶、聚酯树脂胶、乙烯基树脂胶等，具有早期強度高和发展成熟的显著优点；无机粘结材料主要包括普通混凝土锚固砂浆、高强混凝土锚固砂浆、高强特种锚固砂浆等，具有水泥基、耐高温、无毒环保等优点。根据对比应用，有机类锚固材料存在与混凝土的弹性模量相差太大、耐热性能差、易老化、有微毒、价格高等不可克服的缺点。

1 有机锚固材料的不足

目前有机质类锚固材料在应用中虽然可以起到较好的锚固作用，但在也存在较多不足，具体表现有：

（1）有机类锚固材料性能不协调。锚固材料要求具有与被修补材料相接近的弹性模量和线膨胀系数，但实际应用中两者弹性模量往往不在同一数量级上，容易造成有机质锚固材料与混凝土界面粘结强度减弱甚至脱粘，成为锚固结构不安定的隐患。

（2）有机类锚固材料耐久性不良。以硅酸盐水泥为主要组分的混凝土硬化体中的液相呈高碱性pH值，高碱度的环境中，有机质类锚固材料容易碱化变脆或脱粘，大幅度降低粘结强度，影响锚固结构的安全性。

（3）有机类锚固材料耐热性差。有机类植筋锚固材料中高分子结构的键能较小，高温下易降解，不能满足建筑物耐热与防火要求。

（4）有机类锚固材料微毒昂贵。当前，无论国产还是进口的有机质类锚固材料价格均较昂贵，且材料浪费量相对较大，推高加固工程造价。

（5）有机类锚固材料施工难度较大。有机类锚固材料通常对设备和人员要求较高；同时，受制于室外温度和天气变化，对施工场地和环境都有较高要求。

2 无机锚固材料的技术优势

鉴于有机类锚固材料的性能限制，水泥基无机锚固材料与混凝土构件有着天然的相容性，植筋锚固材料由有机类向无机类过渡是其不断完善和发展的必然趋势。无机锚固材料的技术优势主要有以下五点：

（1）早强与高强特性。无机锚固材料在一定锚固条件（锚固深度、固化时间）下，锚固强度均能满足工程技术要求，拉拔试验时，抗拉拔力达到植筋极限抗拉强度，以颈缩破坏为主。

（2）微膨胀特性兼具变形协调。无机锚固材料与混凝土基体均为无机类材料，在温湿度循环变化时，与混凝土变形协调一致，不会产生附加温度应力，也就没有因为疲劳而产生开裂损坏。

（3）耐高温耐老化。无机锚固材料与水泥混凝土具有相当的耐高温耐老化特性，在常规的高温环境下可以长时间服役，在拼接施工中，可以采用先胶后焊的工艺，符合实际施工的要求。

（4）施工快捷。无机锚固材料一般为单组分，无需现场调和，也无需借助胶枪设备，竖直孔、水平孔和垂孔均可快捷植筋；无机锚固材料对作业面要求较低，潮湿、微水和微尘不妨碍施工。

（5）绿色环保。无机锚固材料不含苯乙烯等组份，无毒无味，对施工人员不造成伤害，对环境不产生有害影响，适用于各种使用场合。

（6）造价便宜。实际工程上，选用材料时不但要注重材料的性能，在性能基本相同的情况下，影响材料大范围推广使用的更为主要因素是材料的价格。经某实体工程的实际运用测算，造价降低50%。

3 结论

相比机类锚固材料，无机锚固材料与混凝土构件在弹性模量、线膨胀系数上基本一致，能与被加固结构变形相协调，具有优良的耐热耐老化性能，并且材料本身无毒环保、价格低廉，是未来维修加固的首选材料。

[责任编辑：汤静]