摘要：介绍了植筋技术的原理、优点及其适用范围和部位，对植筋用粘合剂进行了介绍，阐述了植筋的工艺流程，并对植筋的质量控制要求及检验试验等相关注意事项进行了论述，为解决电厂改造工程存在的锚固难题提供了新的思路。
关键词：植筋技术；电厂改造；工作机理；植筋胶
引言
在国家节能减排热电联产国策指引下，通过对机组改造，减少了排气冷凝热损失，提高了电厂总体效率，改善了大气环境。机组改造，需对原建构筑物进行结构改造或加固处理，但由于原结构设计中往往未预留钢筋或预埋件，此时采用植筋技术进行处理不失为一种既可靠又经济的办法。植筋技术主要是运用高强度的化学粘合剂，使钢筋、螺栓等与混凝土产生锁键力，从而达到预期效果的一种新型结构加固方法。
1植筋技术原理及粘合剂
1.1植筋技术的原理
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、注入高强化学粘合剂（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，常温的凝固愈合后，不仅产生摩擦力，还会在混凝土与钢筋之间产生锁键力，因而利用这种粘结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。
1.2植筋技术中的粘合剂
在植筋技术中，粘合剂起着至关重要的作用，粘合剂性能的优劣直接关系到钢筋锚固强度的高低。
植筋技术中常用的粘合剂是有机物-树脂和无机物-水泥质，两种物质组成的高效混合物。树脂成分的高分子聚合反应可确保良好的粘合和快速愈合，水泥质的反应则增加了硬度和粘合性。
1.2.1粘合剂的组成
树脂 + 水泥 = A组份
+ + +
硬化剂 + 水 = B组份
‖ ‖ ‖
硬化合成材料 + 水泥浆 = 混合粘合剂
当A和B两种组份在混合器内混合时，硬化反应同时发生。这样，一旦混合物硬化完成，则一种极强的粘合力便在有机体和无机体两基体间形成。因而产生下列性质：
（1）树脂的高反应率使得早起强度大大提高；
（2）无机基体在高温中具有抗塑性变形能力；
（3）由于有机体和无机体的组成因而具有低硬化收缩能力。
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1.2.2 粘合剂的化学反应时间
现以在西柏坡电厂供热改造项目使用的YJF-植筋胶为例说明，其粘合剂在粘合过程中的化学反应时间下表：
粘合剂的化学反应时间
安装温度 凝胶时间 固化时间
15 6 1
20 5 0.75
30 4 0.45
可见在一般常温下粘合剂固化时间是不长的，易于为施工单位所接受，但为了保证粘合质量，一般固化时间应达3小时。
1.3植筋技术的优点
（1）有设计灵活的优越性，可根据建构筑物使用功能的需要在钢筋混凝土的任何位置，依据其结构受力特征设计植筋数量及规格，且可靠性由于预埋件，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，密闭性良好，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，粘合剂硬化速度快，强度高，能有效缩短工期；
（6）适用范围广，可用于各种结构补强及旧建构筑物的改建和扩建项目，且安全环保。
2植筋技术的应用
2.1植筋的工艺流程
（1）剔除混凝土保护层：漏出原结构的钢筋，避免与原结构钢筋位置发生冲突。
（2）植筋定位放线：根据设计位置和原结构钢筋位置综合考虑，进行定位放线。
（3）钻孔：用专用电锤进行钻孔，孔径和孔深按照设计要求确定。
（4）清孔：采用圆形刷反复刷出孔内残留的混凝土粉末。
（5）吹灰：用吹气泵吹出孔内剩余灰尘，确保孔内的清洁。
（6）粘合剂填孔：用注胶器将粘合剂从孔底部向上用缓慢注入。
（7）植入钢筋：将设计要求直径的钢筋植入孔中，并留足够的时间，使粘合剂充分固化。
（8）浇筑新增结构的混凝土，宜采用膨胀混凝土，使新老混凝土能够更好的结合，避免结合面产生裂缝。
2.2植筋技术的技术和施工要求
首先对施工现场进行清理和准备。清理施工现场，做到通风、照明良好，无易燃物和障碍物。摸清施工构件的内部构造和相关管线。观察有无对施工质量产生影响的因素，如污水等，必要时需做好围挡，施工时应禁止无关人员穿插以防止还未固化时松动钢筋（锚栓）。其次按设计要求的孔位、孔径、孔深钻孔，植筋中心距应不小于5d，边距应不小于2.5d，钻孔直径应根据所植筋钢筋直径按《混凝土结构加固设计规范》GB50367-2013相关表格选取，孔端至构件外表面的混凝土保护层厚度不应小于2D，其中d为钢筋直径，D为钻孔直径，当植筋孔布置困难时，可通知设计人员调整植筋的间距和排数。
植筋胶（也成锚固胶）：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和剂外，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JGJ145-2004的有关规定。
植筋深度的最小值取Ibmin=20d/240mm，即取20d与240mm的较大者。
其中，d为植入钢筋直径；Ib为钢筋屈服时的植入深度。
植筋孔径与孔深的取值按照设计要求确定。
用吹风机与刷子清理孔道，至孔壁及孔底无尘土水渍为止。注胶采用粘胶注胶器边注边缓慢拔出注胶器。将处理好的钢筋（锚栓）旋转缓速插入孔道内，使植筋胶均匀附着在钢筋（锚栓）表面及螺纹缝隙中，插好的钢筋或锚栓不可再扰动，待植筋胶养护期结束后才可进行钢筋焊接、绑扎及其它各项工作。独立活成排钢筋应做支护，确保位置居中，定位正确，防止人为影响而发生位移。所植入的钢筋（锚栓）应静态养护，做好成品保护。
混凝土缺陷修复技术。a.如果原结构混凝土出现疏松、破损、严重碳化等缺陷应进行修复处理。首先清理缺陷部位至坚实基层，并清理干净，经洒水充分浸润后采用修补砂浆进行修复。对大体积缺陷，也可采用注浆料浇筑进行修复。b.如果混凝土保护层不足时应对保护层进行修复，出现漏筋、钢筋锈蚀等现象，应首先清楚钢筋周边破损混凝土，对钢筋进行除锈和清洁处理，再采用修补砂浆进行修复。当钢筋锈蚀严重或出现大面积漏筋情况时应报设计单位处理。
2.3植筋的实验与检验要求
所有的设计钢筋植好并浇筑好混凝土后，在混凝土达到设计强度时，在设备基础（支墩）上，施加一定的垂直和水平荷载（和设备荷载相同），并对混凝土新老结合面进行外观检查和仪器检查，查看是否产生裂缝，有无其他情况发生，待所有检查完毕，满足要求时，就可以进行设备基础的安装和使用。
2.4植筋的质量控制要求及注意事项
对植筋粘结剂的要求：必须具备出厂合格证及出厂日期，且处于质保期。现场配合比一定要准确合理。
植入钢筋必须具备出厂合格证、出厂日期及试验报告，并经现场抽检合格，经除锈、除油污处理后方可使用。
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后方可进入下道工序施工。
正式施工前应进行现场植筋抗拉拔试验，合格后可全面施工。
植筋作业应尽量避免低温、阴雨等不良天气。
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，并在养护期内禁止扰动。
植筋完成后必须按设计要求对植筋做抗拉拔试验，（如设计无要求按10%抽检）合格后方可进入下道工序施工。
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。
3结语
植筋技术在电厂建筑结构中的实际使用表明，该技术施工简便、快捷，能充分满足补救和改造设计要求，效果较好。施工后产生高负荷承载力，不易产生移位、拔出，并且密实性能良好，无需做任何防水处理。由于其通过化学粘合固定，对基材不会产生膨胀破坏，且对结构有补强作用。整个施工简便迅速，安全并符合环保要求。植筋技术的实际应用充分体现了植筋技术是电厂改造工程中混凝土结构变更、追加、加固的科学有效的办法。
参考文献
[1]刘凌云.混凝土结构加固技术研究及工程实践[D]郑州大学 2010
[2]李昌伟.植筋技术在改建加固工程中的应用[J]山西建筑 2015
论文作者:张燕宾,王鹏亮
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/5/2
标签：钢筋论文; 植筋论文; 混凝土论文; 粘合剂论文; 技术论文; 锚固论文; 结构论文; 《防护工程》2017年第36期论文;