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[摘 要]化学植筋技术作为结构加固与改造方法之一， 有其独特的技术特点和应用范围。本文介绍了化学植筋技术的概念、对植筋技术的施工工艺及其注意点进行了简要的介绍，并对对粘合剂粘合原理、粘合力和粘合强度进行了分析。
[关键词]化学植筋；粘合剂
中图分类号：TU746.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0030-01
化学植筋即在已有混凝土结构或构件上根据工程拟需用钢筋，以适当的钻孔和深度，采用化学粘合剂使新增的拟用钢筋与混凝土钻结牢固，并使新增钢筋（通常称为植筋）能发挥设计所期望的性能。作用在植筋上的拉力通过化学粘合剂向混凝土中传递。化学植筋工艺简单，锚固快捷，安全可靠，因而广泛应用于结构加固、补强、新老结构连接、补埋钢筋、后埋钢构件等方面。
1 植筋技术施工工艺
1.1 植筋施工流程
植筋的定位、放线→植筋的钻孔→钻孔的清理和处理→钻孔的验收→配制结构胶→注胶→植入钢筋并临时固定→固化→植筋拉拔检验→植筋的保护与混凝土的浇筑。
1.2 植筋施工工艺
（1）定位。对拟植钢筋位置进行定位与放线，选定孔径，根據孔径、孔深要求选定钻头和机械设备；
（2）成孔。钻孔，应按要求一次钻到规定深度，孔壁必须完整无损，无裂缝、蜂窝、孔洞；
（3）清孔。成孔后立即清孔，孔内用风机加导管伸入孔内把灰尘吹净，用毛刷清孔，然后用风机二次清孔，并用抹布或废纸临时堵住孔口，防止灰尘、砂粒掉进孔内，黏结埋设钢筋前，再用丙酮清洁植筋孔壁，如孔内不干燥应加热烘干；
（4）钢筋表面处理。植筋前，将预植钢筋的锚固端打磨，除去表面的铁锈和氧化铁皮，直至露出金属光泽，并用丙酮清洁干净，除去残留的油污和汗溃等；
（5）钻孔的验收。钻孔清理后，应由工长、质检员逐孔对钻孔孔径、孔深、清孔情况进行自检后，报业主、监理逐孔进行验收，并做好隐蔽验收记录；
（6）配胶。植筋用胶粘剂，必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯醋类胶粘剂（包括改性氨基甲酸脂胶粘剂）；
（7）植筋。调配好的胶应在30分钟内灌入孔中，至充满孔深的2/3時，立即将钢筋旋入孔中至底，并上下提动数下，排出气泡至胶层饱满；
（8）固化养护。结构胶不同，其完全固化时间也有差别，按照说明确定养护时间，一般均为7d完全固化，注胶、植筋后48h内不得对钢筋有任何扰动，保证锚固质量；
（9）植筋检验。待粘合剂固化后，对所植钢筋进行现场植筋的拉拔实验，以检验植筋的性能。
2 粘合的产生和粘合理论
两个同类或不同类的固体，由于介于两者表面的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这种现象称为粘合。介于两固体表面间的物质称为粘合剂，这两边的固体则称为被粘物。
作为粘合剂必须具备下列3个基本条件：（1）容易流动的物质；；（2）能充分浸润被粘物的表面，从而有利于填没凹凸不平的部分；（3）通过化学或物理作用发生固化，使被粘物牢固的结合起来。
在植筋技术中运用的粘合理论主要是吸附理论和机械结合理论。（1）吸附理论认为粘合作用是粘合剂与被粘物分子在界面层上相互吸附而产生的。这种吸附力是分子之间的相互作用力——次价力引起的。同时，除了次价力以外，还有原子之间的相互作用力——主价力，该作用力与构成一切物质的作用力是相同的。（2）机械结合理论即液体状的粘合剂流入并填满凹凸不平的被粘物表面，一旦固化，粘合剂与被粘物便通过表面互相咬合而连接，这与钢筋和混凝土相互作用时的机械咬合力相似。
3 粘合力和粘合强度
为了达到最大的粘合强度，必定要对这些因素加以分析，并尽可能予以改进。具体包括以下几方面：
（1）内应力：粘合过程中粘合接头的内应力对粘合强度有很大的影响。它是由下述原因产生的：粘合剂的相变化，温度、组成、时间等的变化引起粘合剂层和被粘物尺寸的变化而形成内应力。
（2）表面污染：为了使粘合剂与被粘物表面紧密接触，就不允许被粘物的表面有污染物，这样才能使粘合剂充分浸润。
（3）表面粗糙情况：一般来说，被粘物的粗糙表面比光滑表面更容易被浸润，但这并不能肯定粗糙表面要比光滑表面好。对金属表面而言，一般采取喷沙处理。这样既可除去表面附着的异物，又可使表面增大，这两点对增加粘合强度是有利的，但却增加了表面的不规整性，加大了界面间的空隙，影响了粘合剂对表面的浸润；而且易于吸附空气，造成粘合层界面的不连续性，有应力集中点。
（4）粘合层的厚度：一般地说，粘合层的厚度增加，抗拉与剪切强度随之减小，剥离强度却随之增加。
（5）使用期限：使用期限对粘合强度的影响，就是粘合层耐老化程度的标志。它不但与粘合剂本身的物理、化学变化有关，而且对粘合接头所受的静止或运动着的外力，以及环境条件有关。
4 植筋用粘合剂
作为植筋用的粘合剂目前常用的主要是热固性的环氧树脂，其优点有：（1）粘附力好：由于具有环氧基、羟基、氨基等极性基团，故对金属、玻璃、陶瓷、水泥制品等都有较强的粘附力。（2）内聚力大：当树脂固化后，胶层的内聚力很大，以致应力断裂往往出现在被粘物上，而不在胶层内或粘合面上。（3）100%的固体：环氧树脂在固化时不会放出水和其他缩合副产物。（4）底收缩率：加入硅、铝或其他填料后，收缩率可降至1%左右。（5）低蠕变形：在长期应力下不会变形。（6）耐潮湿和溶剂，对潮气不敏感。（7）可以改性：如通过改变环氧树脂和固化剂的类型等来改性。（8）可室温固：选择特殊的固化剂，可在室稳或低温于5min内固化。（9）耐温性能好：可配制成在低温或超过250℃的高温下长期使用的胶液。 5 化学植筋技术的应用
植筋方法施工工艺简单，操作方便，速度高，成本低，且不改变构件的外形，因此己普遍的应用到工程加固及增层改造中，目前己在我国20多个省市，上千个工程中得以应用。植筋技术可广泛应用于：
（1）建筑物结构改造钢筋锚固；
（2）增層柱、梁、墙生根；
（3）梁、柱扩截面生根；
（4）楼板剪力墙封堵洞口植筋；
（5）新旧混凝土结构连接；
（6）阳台雨蓬与旧结构连接；
（7）楼板向下生梁连接；
（8）锚固螺栓安装；
（9）幕墻后加埋件锚固；
（10）广告牌机械设备基座固定。
6 结语
在植筋技术中钢筋与混凝土之间所以有良好的粘结力，主要是因为它们之间接触面上化学粘合剂的化学吸附作用力、摩擦力以及机械咬合力。钢筋所能发挥的抗拉极限强度取决于3个因素：（1）所植钢筋的抗拉极限强度；（2）化学粘合剂与新植钢筋之间的粘结力；（3）化学粘合剂与混凝土基体之间的粘合能力。化学植钢筋抗拉极限能力取决于上述3个因素的最小值。
与普通混凝土相比，植筋是在原有混凝土结构上进行，属二次受力的组合结构，对植筋粘结锚固材料及其施工工艺等的要求也格外苛刻。为保证施工质量，应当按照规范要求合理设计，并严格控制施工过程中的清孔、钢筋处理和固定养护等环节。并应进行拉拔试验检验钢筋的锚固性能。
参考文献
[1] 刘慧林，刘有军.化学植筋技术原理及其实验研究[J]，国外建材科技，2006，27（1）67-70.
[2] 王天稳.建筑结构胶生筋技术及应用，建筑技术开发，1999，26（4）.
[3] 柯梅生.化学植筋技术的试验研究与应用，施工技术，2001，30（2）：13-14.
[4] 熊学玉，许立新，胡家智.化学植筋的拉拔试验研究[J].建筑技术，2000.
[5] 郭冬初.喜利得HY-150植筋法的工程应用分析[J].建筑技术开发，2000.
[6] GB50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.9.
[关键词]化学植筋；粘合剂
中图分类号：TU746.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0030-01
化学植筋即在已有混凝土结构或构件上根据工程拟需用钢筋，以适当的钻孔和深度，采用化学粘合剂使新增的拟用钢筋与混凝土钻结牢固，并使新增钢筋（通常称为植筋）能发挥设计所期望的性能。作用在植筋上的拉力通过化学粘合剂向混凝土中传递。化学植筋工艺简单，锚固快捷，安全可靠，因而广泛应用于结构加固、补强、新老结构连接、补埋钢筋、后埋钢构件等方面。
1 植筋技术施工工艺
1.1 植筋施工流程
植筋的定位、放线→植筋的钻孔→钻孔的清理和处理→钻孔的验收→配制结构胶→注胶→植入钢筋并临时固定→固化→植筋拉拔检验→植筋的保护与混凝土的浇筑。
1.2 植筋施工工艺
（1）定位。对拟植钢筋位置进行定位与放线，选定孔径，根據孔径、孔深要求选定钻头和机械设备；
（2）成孔。钻孔，应按要求一次钻到规定深度，孔壁必须完整无损，无裂缝、蜂窝、孔洞；
（3）清孔。成孔后立即清孔，孔内用风机加导管伸入孔内把灰尘吹净，用毛刷清孔，然后用风机二次清孔，并用抹布或废纸临时堵住孔口，防止灰尘、砂粒掉进孔内，黏结埋设钢筋前，再用丙酮清洁植筋孔壁，如孔内不干燥应加热烘干；
（4）钢筋表面处理。植筋前，将预植钢筋的锚固端打磨，除去表面的铁锈和氧化铁皮，直至露出金属光泽，并用丙酮清洁干净，除去残留的油污和汗溃等；
（5）钻孔的验收。钻孔清理后，应由工长、质检员逐孔对钻孔孔径、孔深、清孔情况进行自检后，报业主、监理逐孔进行验收，并做好隐蔽验收记录；
（6）配胶。植筋用胶粘剂，必须采用专门配制的改性环氧树脂胶粘剂或改性乙烯醋类胶粘剂（包括改性氨基甲酸脂胶粘剂）；
（7）植筋。调配好的胶应在30分钟内灌入孔中，至充满孔深的2/3時，立即将钢筋旋入孔中至底，并上下提动数下，排出气泡至胶层饱满；
（8）固化养护。结构胶不同，其完全固化时间也有差别，按照说明确定养护时间，一般均为7d完全固化，注胶、植筋后48h内不得对钢筋有任何扰动，保证锚固质量；
（9）植筋检验。待粘合剂固化后，对所植钢筋进行现场植筋的拉拔实验，以检验植筋的性能。
2 粘合的产生和粘合理论
两个同类或不同类的固体，由于介于两者表面的另一种物质的作用而牢固地结合起来，这种现象称为粘合。介于两固体表面间的物质称为粘合剂，这两边的固体则称为被粘物。
作为粘合剂必须具备下列3个基本条件：（1）容易流动的物质；；（2）能充分浸润被粘物的表面，从而有利于填没凹凸不平的部分；（3）通过化学或物理作用发生固化，使被粘物牢固的结合起来。
在植筋技术中运用的粘合理论主要是吸附理论和机械结合理论。（1）吸附理论认为粘合作用是粘合剂与被粘物分子在界面层上相互吸附而产生的。这种吸附力是分子之间的相互作用力——次价力引起的。同时，除了次价力以外，还有原子之间的相互作用力——主价力，该作用力与构成一切物质的作用力是相同的。（2）机械结合理论即液体状的粘合剂流入并填满凹凸不平的被粘物表面，一旦固化，粘合剂与被粘物便通过表面互相咬合而连接，这与钢筋和混凝土相互作用时的机械咬合力相似。
3 粘合力和粘合强度
为了达到最大的粘合强度，必定要对这些因素加以分析，并尽可能予以改进。具体包括以下几方面：
（1）内应力：粘合过程中粘合接头的内应力对粘合强度有很大的影响。它是由下述原因产生的：粘合剂的相变化，温度、组成、时间等的变化引起粘合剂层和被粘物尺寸的变化而形成内应力。
（2）表面污染：为了使粘合剂与被粘物表面紧密接触，就不允许被粘物的表面有污染物，这样才能使粘合剂充分浸润。
（3）表面粗糙情况：一般来说，被粘物的粗糙表面比光滑表面更容易被浸润，但这并不能肯定粗糙表面要比光滑表面好。对金属表面而言，一般采取喷沙处理。这样既可除去表面附着的异物，又可使表面增大，这两点对增加粘合强度是有利的，但却增加了表面的不规整性，加大了界面间的空隙，影响了粘合剂对表面的浸润；而且易于吸附空气，造成粘合层界面的不连续性，有应力集中点。
（4）粘合层的厚度：一般地说，粘合层的厚度增加，抗拉与剪切强度随之减小，剥离强度却随之增加。
（5）使用期限：使用期限对粘合强度的影响，就是粘合层耐老化程度的标志。它不但与粘合剂本身的物理、化学变化有关，而且对粘合接头所受的静止或运动着的外力，以及环境条件有关。
4 植筋用粘合剂
作为植筋用的粘合剂目前常用的主要是热固性的环氧树脂，其优点有：（1）粘附力好：由于具有环氧基、羟基、氨基等极性基团，故对金属、玻璃、陶瓷、水泥制品等都有较强的粘附力。（2）内聚力大：当树脂固化后，胶层的内聚力很大，以致应力断裂往往出现在被粘物上，而不在胶层内或粘合面上。（3）100%的固体：环氧树脂在固化时不会放出水和其他缩合副产物。（4）底收缩率：加入硅、铝或其他填料后，收缩率可降至1%左右。（5）低蠕变形：在长期应力下不会变形。（6）耐潮湿和溶剂，对潮气不敏感。（7）可以改性：如通过改变环氧树脂和固化剂的类型等来改性。（8）可室温固：选择特殊的固化剂，可在室稳或低温于5min内固化。（9）耐温性能好：可配制成在低温或超过250℃的高温下长期使用的胶液。 5 化学植筋技术的应用
植筋方法施工工艺简单，操作方便，速度高，成本低，且不改变构件的外形，因此己普遍的应用到工程加固及增层改造中，目前己在我国20多个省市，上千个工程中得以应用。植筋技术可广泛应用于：
（1）建筑物结构改造钢筋锚固；
（2）增層柱、梁、墙生根；
（3）梁、柱扩截面生根；
（4）楼板剪力墙封堵洞口植筋；
（5）新旧混凝土结构连接；
（6）阳台雨蓬与旧结构连接；
（7）楼板向下生梁连接；
（8）锚固螺栓安装；
（9）幕墻后加埋件锚固；
（10）广告牌机械设备基座固定。
6 结语
在植筋技术中钢筋与混凝土之间所以有良好的粘结力，主要是因为它们之间接触面上化学粘合剂的化学吸附作用力、摩擦力以及机械咬合力。钢筋所能发挥的抗拉极限强度取决于3个因素：（1）所植钢筋的抗拉极限强度；（2）化学粘合剂与新植钢筋之间的粘结力；（3）化学粘合剂与混凝土基体之间的粘合能力。化学植钢筋抗拉极限能力取决于上述3个因素的最小值。
与普通混凝土相比，植筋是在原有混凝土结构上进行，属二次受力的组合结构，对植筋粘结锚固材料及其施工工艺等的要求也格外苛刻。为保证施工质量，应当按照规范要求合理设计，并严格控制施工过程中的清孔、钢筋处理和固定养护等环节。并应进行拉拔试验检验钢筋的锚固性能。
参考文献
[1] 刘慧林，刘有军.化学植筋技术原理及其实验研究[J]，国外建材科技，2006，27（1）67-70.
[2] 王天稳.建筑结构胶生筋技术及应用，建筑技术开发，1999，26（4）.
[3] 柯梅生.化学植筋技术的试验研究与应用，施工技术，2001，30（2）：13-14.
[4] 熊学玉，许立新，胡家智.化学植筋的拉拔试验研究[J].建筑技术，2000.
[5] 郭冬初.喜利得HY-150植筋法的工程应用分析[J].建筑技术开发，2000.
[6] GB50367-2006，混凝土结构加固设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2006.9.