先说结论:普通化学锚栓在0℃以下无法正常固化,当温度低于-5℃时,普通化学锚栓药剂管将不能凝固,锚固基本失效。但低温型锚固胶经过特殊配方改良,在-5℃的基材温度下依然能正常反应固化,只是固化时间会比常温大幅延长。以改性乙烯基树脂类低温药剂为例,在-5℃~0℃温度区间内,固化时间约为5-12小时,而在20℃常温下仅需30分钟-1小时。达立高强化学锚栓配套改性乙烯基树脂药剂管,-5℃以上均可施工,30分钟快速凝结(常温条件)。如需在更低温度下施工,可选用达立DL-200E改性环氧型注射式植筋胶,搭配特殊倒锥形化学锚栓使用,或改用机械锚栓作为替代方案。
在建筑后锚固工程中,冬季低温施工一直是化学锚栓应用的最大痛点。北方地区秋冬季气温极低,零下二三十度也是常有的事。很多施工人员一到冬天就面临两难选择:要么停工等待春暖花开,要么冒着锚固失效的风险强行施工。本文从化学锚栓的固化机理出发,系统解析低温下化学锚栓能否固化、如何固化、以及低温型锚固胶的选型与施工要点。
一、化学锚栓的固化机理与温度影响
1.1 化学锚栓为什么需要固化
化学锚栓的锚固原理是通过化学胶粘剂将螺杆与基材钻孔胶结固定。其承载力来源于树脂胶体固化后所形成的粘结力。安装完成时,液态或膏状胶体需要时间硬化并粘结螺杆与混凝土孔壁。根据JGJ 145-2013《混凝土结构后锚固技术规程》,化学锚栓的锚固胶应为改性环氧树脂类或改性乙烯基酯类材料。
1.2 温度对固化时间的决定性影响
化学锚栓的固化反应本质上是化学反应,温度直接影响反应速率。常温下(20℃以上),改性乙烯基树脂类药剂30分钟-1小时即可完全固化;但当温度降至-5℃~0℃时,固化时间大幅延长至5-12小时;当温度低于-5℃时,普通化学锚栓药剂管将不能凝固,锚固基本失效。
在接近临界温度时,注射式植筋胶完全固化的时间可能要6-8天,严重影响施工进度。而且冬天施工时二者的凝固速度都比较慢,在接近临界温度时,注射式植筋胶完全固化的时间可能要6-8天。因此,低温下化学锚栓施工的核心问题不是“能不能固化”,而是“固化需要多长时间”以及“选用什么类型的胶体”。
二、低温型锚固胶——-5℃照样能反应
2.1 低温型锚固胶的技术原理
低温型锚固胶通过对树脂配方进行改性处理,降低了固化反应的活化能,使得在低温环境下分子仍能保持足够的运动能力完成交联反应。以喜利得HIT-RE 500 V3为例,该产品在低至-5°C的基材温度下仍可进行安装,并在整个认可的温度范围内提供良好的固化速度。
达立高强化学锚栓配套的改性乙烯基树脂药剂管,同样可在-5℃以上正常施工固化,使用温度范围覆盖-5℃~40℃。通过优化树脂与固化剂的配比,低温型锚固胶在-5℃环境下仍能保持充分的化学反应活性,只是固化时间相应延长。
2.2 不同胶型在低温下的表现对比
| 胶体类型 | 20℃固化时间 | -5℃~0℃固化时间 | 最低施工温度 |
|---|---|---|---|
| 普通不饱和树脂 | 30-60分钟 | 无法凝固 | 5℃以上 |
| 改性乙烯基树脂(达立) | 30分钟-1小时 | 5-12小时 | -5℃ |
| 改性环氧注射式植筋胶 | 24-30小时 | 6-8天 | -10℃~-15℃ |
| 超低温专用锚固胶 | 视产品而定 | 可正常固化 | -25℃ |
注:以上数据为参考值,实际固化时间受基材温度、湿度、通风条件等多因素影响,应以产品说明书为准。
三、低温下化学锚栓施工指南
3.1 低温施工的核心原则
在低温环境下施工化学锚栓,应遵循以下核心原则:
确认施工温度范围:施工前确认基材温度是否在锚固胶的允许施工温度范围内
预留充足固化时间:低温下固化时间大幅延长,应预留足够的时间窗口
严禁提前扰动:凝胶期间严禁触碰或施加任何载荷,初步固化阶段仅可承受自重及轻微振动
选用低温型产品:普通化学锚栓在-5℃以下无法凝固,应选用低温型锚固胶或改用其他锚固方式
3.2 低温施工的具体措施
针对低温环境下的化学锚栓施工,可采取以下措施:
基材预热:低温环境下可对基材进行局部加热(25-30℃),缩短固化时间约50%。具体操作方法是将锚固剂放入40℃的温水中浸泡15分钟左右,使锚固剂温度均匀升高。
选择快固型产品:改性乙烯基树脂类药剂在低温下的固化速度优于改性环氧树脂类,达立高强化学锚栓配套药剂管采用改性乙烯基树脂技术。
做好保温养护:锚栓植入后,可对施工区域采取保温覆盖措施,延缓热量散失。
推迟拉拔试验:基材温度低于5℃时,拉拔试验应推迟到完全固化后48-72小时进行。
3.3 低温施工温度与固化时间对照
| 基材温度 | 安装/凝胶时间 | 固化时间(参考) | 施工建议 |
|---|---|---|---|
| <-5℃ | — | 无法凝固 | 改用机械锚栓或超低温专用胶 |
| -5℃~0℃ | 40-60分钟 | 5-12小时 | 选用低温型胶体,做好保温 |
| 0℃~10℃ | 25-30分钟 | 1-3小时 | 可正常施工,适当延长养护 |
| 10℃~20℃ | 9-15分钟 | 30-90分钟 | 标准施工流程 |
| >20℃ | 4-8分钟 | 20-30分钟 | 快速固化,效率最高 |
四、低温下化学锚栓施工的替代方案
4.1 何时需要考虑替代方案
当基材温度低于-5℃时,普通化学锚栓无法凝固。即便使用低温型锚固胶,在接近临界温度时固化时间也可能长达6-8天,严重影响施工进度。在此类情况下,应考虑采用替代方案。
4.2 替代方案一:扩底型机械锚栓
使用后扩底锚栓或自扩底锚栓代替化学锚栓。机械锚栓依靠扩底结构或胀片物理卡死混凝土孔壁,安装即锁、无需固化,不受低温影响。扩孔型锚栓的受力总体上好于化学锚栓。
需要注意:扩孔型锚栓的价格比化学锚栓高出不少,项目预算上要增加。但好在扩孔型锚栓的受力效果总体优于化学锚栓,且无需等待固化。
4.3 替代方案二:膨胀锚栓或混凝土自攻锚栓
膨胀锚栓价格较低,不受低温影响,即装即用。但需要注意,规范上不允许承重结构上使用膨胀锚栓和混凝土自攻锚栓。承载力方面和化学锚栓有差距,如果承载力可以满足设计要求,可作为备选方案。
五、规范依据
化学锚栓低温施工应满足以下规范要求:
JGJ 145-2013《混凝土结构后锚固技术规程》——化学锚栓的锚固胶应为改性环氧树脂类或改性乙烯基酯类材料。规程对锚孔施工精度、清孔工艺、安装流程及后期固化养护提出明确要求,特别指出化学锚栓的胶粘剂必须经过国家认证检测机构的性能检验。
JG/T 340《混凝土结构工程用锚固胶》——机械注入式锚固胶性能应符合本标准的有关规定。
达立高强化学锚栓严格依据以上标准组织生产和检测,产品符合现行规范要求。
六、常见问题
| Q1 | 化学锚栓在0℃以下能固化吗? 普通化学锚栓在-5℃以下不能凝固。但低温型锚固胶在-5℃的基材温度下仍可正常反应固化,只是固化时间会大幅延长至5-12小时。 |
| Q2 | -5℃环境下化学锚栓多久能干? 以改性乙烯基树脂类药剂为例,在-5℃~0℃温度区间内,固化时间约为5-12小时。具体时间受基材温度、湿度等因素影响,应以产品说明书为准。 |
| Q3 | 普通化学锚栓在零下几度不能施工? 普通化学锚栓药剂管在低于-5℃时将不能凝固。锚栓最好在5℃以上施工,施工效果更好。 |
| Q4 | 低温环境下化学锚栓施工有什么注意事项? 应选用低温型锚固胶;预留充足的固化时间;凝胶期间严禁触碰或施加任何载荷;可对基材进行局部加热(25-30℃)缩短固化时间;拉拔试验推迟到完全固化后48-72小时进行。 |
| Q5 | 达立化学锚栓在低温下能用吗? 达立高强化学锚栓配套改性乙烯基树脂药剂管,-5℃以上均可施工,30分钟快速凝结(常温条件)。如需在更低温度下施工,可选用达立DL-200E改性环氧型注射式植筋胶,搭配特殊倒锥形化学锚栓使用,或改用机械锚栓作为替代方案。 |
达立化学锚栓系列涵盖高强、定型、特殊倒锥形及动荷载倒锥形锚栓等品类,搭配达立国家A级胶标准的DL-200E改性环氧型注射式植筋胶,可选5.8级以上碳钢或304/316不锈钢材质。达立高强化学锚栓配套改性乙烯基树脂药剂管,-5℃以上均可施工,30分钟快速凝结(常温条件)。如需具体项目的低温化学锚栓施工方案或选型建议,欢迎咨询达立技术团队。
参考资料
JGJ 145-2013《混凝土结构后锚固技术规程》
JG/T 340《混凝土结构工程用锚固胶》
