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化学锚栓在后置预埋件锚固中的应用施工方法

    随着我国经济、科学技术和工业生产的发展,幕墙在建筑上得到了广泛的应用,在一些大中城市中采用玻璃、金属与石材幕墙作为公用建筑物外围护结构的越来越多,这些幕墙构件都是通过预埋件实现与主体混凝土结构的可靠锚固的。但是,在目前实际施工中,由于施工未设预埋件预埋件漏埋、预埋件偏离设计位置太远、设计变更、旧建筑改装幕墙等原因,往往造成要用后锚固螺栓进行锚固,由于膨胀螺栓的工作可靠性较差,只能作为局部加强使用,而采用化学螺栓的施工工艺,是解决上述锚固问题的有效途径。
    化学锚栓是继膨胀锚栓之后出现的一种新型锚栓,是通过特制的化学粘接剂,将螺杆胶结固定于砼基材钻孔中,以实现对固定件锚固的复合件。 应用范围: 各种设备基础的固定;各种建筑结构中的钢筋埋植;铁路、铁轨的锚固;幕墙安装锚固;化工设备、管道、广告牌等的安装锚固;水利设施、码头、公路、桥梁等工程的各种锚固。


一、化学锚栓及特点

  化学锚栓不锈钢或镀锌螺杆、药剂管和垫圈及螺母组成,其中化学胶管含有反应树脂、硬化剂、石英粒及塑料管。锚栓安装见图1,其具有以下特点:
  1.膨胀安装可适用于对间距和边距较小的情况。
  2.在潮湿环境下使用。
  3.安装方便、有较高的承载力。
  4.不对基材产生膨胀力。


二、化学锚栓的力学试验

  在工程实践中,为了了解化学锚栓的实际承载能力,选取幕墙施工常用规格化学锚栓,委托国家建筑工程质量监督检验中心进行拉拔、抗剪、受焊接热影响后轴向拉力试验,委托德国Braunschweig的IBMB测试中心进行锚栓药剂耐火性能试验。
  1.试验条件
  1.1 试件:现代建材化学锚栓(HVA),包括药剂管(HVU)φ12×110、锚杆(HAS)M12×160、砼试件1.7×1.7×0.3m3,砼等级C30。
  1.2 试验仪器、设备:荷载传感器、数字荷载表、锚固件试验设备等。
  1.3 试验依据:承重型建筑连接锚栓检验细则BETC-3015A、美国ASTM E488-90中有关规定、现代公司技术手册。
  2.拉拔试验
  2.1 测试数据

  2.2 结论:锚杆受力符合其机械性能,破坏形式为被拉断,化学药剂无破坏。
  3.抗剪试验
  3.1 测试数据

  3.2 结论:锚杆受力符合其机械性能,破坏形式为被剪断,化学药剂无破坏。
  4.受焊接热影响后的化学锚栓轴向拉力试验
  4.1 试验目的
  化学锚栓在固定钢板后,因要在钢板上焊接连接构件,而焊接时会产生大量热量,本试验是为了测试锚栓在受到焊接热量后的轴向锚固性能是否受到不良影响。
  4.2 试验方法
  按要求进行锚栓安装,固化后装上10㎜厚钢板,对锚栓根部与钢板进行塞焊,在钢板自然冷却后,用锚固件测试仪对锚栓进行轴向拉力试验。
  4.3 测试数据

  4.4 结论:锚栓根部直接与钢板塞焊产生的热量对锚栓轴向锚固承载能力影响极小。
  5.HVU耐火性能测试
  5.1 HVU耐火性能测试由德国Braunschweig的IBMB测试中心完成。测试结果表明:当HVU与HAS锚杆(碳钢)配合使用时,在遇火情况下首先失败的是钢材HAS锚杆而不是HVU,换句话说HVU比碳钢具有更好的耐火性能。其原因是:混凝土具有极高的热容量,即使在1000℃的测试条件下HVU在混凝土内部所处的位置仍然在很低的温度水平。
  5.2 承载能力(KN)与测试时间的关系

  6.试验结论
  6.1 化学锚栓抗拉、剪性能满足幕墙要求,化学药剂工作可靠。
  6.2 4φ12×160 化学锚栓锚固而成的埋件可满足一般条件下的幕墙受力要求;有特殊受力要求幕墙,可经过计算后调整锚栓支数、直径和植入深度,来使埋件满足要求。


三、锚栓安装的结构要求

  1.应通过设计计算确定锚栓支数、直径、间距、边距和埋入深度,并每处锚栓支数不少于2个,且直径不小于10mm,埋入深度不小于110mm。
  2.体结构混凝土标号宜不低于C30。
  3.用质量可靠的品牌,如市面上的喜利得、慧鱼等,有检验合格证书。
  a)优先设计成锚栓受剪的节点形式,如图2。
  b)锚栓承载力不得超过厂家规定的承载力,并留有余地。
  c)锚栓应采用不锈钢或热镀锌碳素钢。
  d)安装锚栓位置应错开主体混凝土结构钢筋。
  e)必须进行现场拉拨试验,检验锚栓实际承载力,由建筑工程质量监督检验中心出具检测报告书。

四、锚栓安装施工工艺

  1.施工准备
  1.1 材料及工具准备
  锚栓型号、规格、型材符合设计要求,有机关合格证书,药剂管在有效期内使用。
  安装工具:圆条型毛刷,空气压缩机,冲击钻及螺杆安装工具。
  1.2 作业条件
  放线并核对预埋件位置,对不合适的结构及预埋件应处理完毕。 
  适应安装锚栓作业的排栅应搭设好。
  检查核对安装用铁件,发现问题及时处理。
  2.施工工艺
  2.1 放线。按设计图要求及现场实际情况进行放线并复核无误,确定好锚栓安装位置。
  2.2 钻孔 。按照设计要求的孔径、深度进行钻孔,钻头应与主体安装面垂直。
  2.3 清孔。必须用吹气泵、毛刷或空压机将孔洞中灰尘清理干净,孔壁不能有灰尘。
  2.4 置入药剂管。将药剂管放入孔内并推至孔底。
  2.5 安装锚栓。将安装锚栓通过安装工具与电钻连接,用锚栓压住孔内药剂管,启动电钻(钻速约750r/min),并推动锚栓进入孔内,到安装深度。锚栓在推入和转动的过程中将使药剂管破碎,树脂、固化剂和石英颗粒混合,并填充到锚栓与钻孔壁之间的空隙。
  2.6 凝胶。旋入锚栓后,马上复核其安装尺寸并微调,在凝胶时间内(查产品资料),不得拆卸安装工具,保证锚栓不被触动。
  2.7 药剂硬化过程。凝胶时间过后,可拆掉安装工具,但在药剂硬化时间内(查产品资料),不得触动螺杆。
  2.8药剂完全固化及安装角码。使药剂安全固化后,对角码进行固定。固化时间与安装温度有关,一般:安装温度为:-5℃至0℃;0℃至10℃;10℃到20℃;20℃以上,对应的凝固可装角码时间为:5h;1h;30min;20min,潮湿孔洞药剂固化时间加倍。
  2.9 安装扭紧力矩参考锚栓最大扭矩技术参数值。
  2.10 随机抽取锚栓进行现场拉拨试验,检验其实际承载力。


五、预防施工通病

  应注意避免以下安装通病:
  1.钻孔过深、过大将使药剂不足;钻孔过浅或钻孔触到钢筋,锚固深度不足,两种情况将会降低锚栓的承载力。
  2.清洁度不足,孔径内积水未清除,将直接影响锚固质量,锚栓承载力降低甚至失效。
  3.安装锚栓时旋转时间不够,药剂未得到充分搅拌,不均匀。
  4.凝胶过程即拆卸安装工具,或未够凝固时间提早安装角码,均会造成锚栓移位。
  5.安装过程中个别钻孔碰到钢筋时,应重新错开钢筋钻孔安装,处理方式可参考图3。

 


六、结 语

  总之,只要严格把好设计、材料和施工关,化学锚栓这项新技术是处理旧楼改造增加幕墙等后锚固工程的一个可靠方便的途径,其必将在幕墙和其他工程领域发挥越来越大的作用。现代建材咨询电话:0371-60960555
 


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